煤矿矿井水处理存在的问题及对策

王少君

陕西麟北煤业开发有限责任公司园子沟煤矿 陕西宝鸡 721000

1 案例概述

1.1 工艺方案的确定

永陇矿区麟游区园子沟矿井及选煤厂项目井下水中的主要污染物为悬浮物（SS），其中主要是煤屑、岩粉、粘土等细小颗粒，尤其是煤粉，其含量为几十到几百毫克/升。且煤粉能被重铬酸钾等强氧化剂氧化，显示有效高浓度的COD，有些矿含硫化物，也会造成较高浓度的COD。由于受到煤、废机油、乳化液等污染，矿井水中还含有一定量的油类。

矿井水的主要污染物为SS，其中煤粉为主要成分；矿井水中的SS 含量非常不稳定，矿井不同时期排水浓度差异很大。

故选用物化法处理该废水。

1.2 工艺简介

矿井废水首先流至预沉调节池，在预沉调节池内对废水进行均质均量的调节，预沉调节池设置刮泥机两套。在吸附池内投加吸附剂对矿井废水进行初步沉淀处理。之后通过提升泵将吸附池废水提升至高效澄清池，在进入高效澄清池前投加聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）混凝沉淀，上清液自流进入多介质滤池，经过滤后自流入回用池，在进入回用水池时投加二氧化氯消毒剂，对处理后的污水进行消毒处理后回用；高效澄清池多余的出水自流进排放水池达标排放。调节池、高效沉淀池的污泥进入煤泥浓缩池，经压滤后，泥饼外运，煤泥池上清液自流入集水池。

2 煤矿矿井水处理工程问题

在煤矿矿井水处理过程中，存在预沉调节池上水水质不稳定，同时在清理水仓期间，水中悬浮物或含油物质含量飙升，设计悬浮物处理含量为200-1000mg/L，但当清仓期间悬浮物含量高达上万，且水上有一层含油物质，且大部分水处理站不具备处理上层含油物质的设备。

多介质滤池过滤介质为鹅卵石、无烟煤、石英砂，因过滤介质需定期更换，且水仓清理期间井下上水水质远远超标，大大加重过滤介质的过滤负荷，致使过滤介质加快饱和或堵塞速度，起不到过滤效果。由于更换过滤介质工程量较大，且使用方自行更换过滤介质能否达到设计使用要求尚未可知，然而厂家更换过滤介质费用昂贵；除以以外，在实际工作中，矿压泥用的带式压滤机压泥效果极差，基本不压泥[1]，考虑过药剂真假问题，经同等水量和水质、不同厂家药剂、同等沉淀时间的PAC 和PAM 互相配合使用实验证明：不同厂家的药剂沉淀效果和沉淀速度相差甚远。

3 煤矿井水处理策略

3.1 预处理段

矿井水首先进入一体化综合处理间，一体化综合处理间分为两部分。第一部分为两格设计的预沉调节池，设计水力停留时间为1．5 h，可加入少量PAC药剂助沉。预沉调节池出水经由一级提升泵或者高液位自流进入絮凝斜管沉淀池。在此之前经过管道混合器，与加入的PAC、PAM充分混合后进入絮凝斜管沉淀沉淀池，之后进入到斜管池。上清液经由絮凝斜管沉淀池上部集水器流入转输水池，经斜管沉淀后沉入泥斗。预沉调节池池底与絮凝斜管沉淀池池底均设计为漏斗形状，采用重力式压力排泥，排入污泥池。转输水池的水体经过加氯消毒后外供至洗煤厂用水[2]。

3.2 深度处理段

主要采用“多介质过滤器+盘式过滤器＋超滤＋反渗透”工艺流程。反渗透膜的主要性能指标为脱盐率，而脱盐率的高低取决于反渗透膜元件表面超薄的脱盐层的致密度，脱盐层越致密脱盐率越高，同时产清水量越低，浓水的产量越高。浓水是对反渗透膜截留物质以溶液形式的排出液，大约占总进水量的25%-35%，浓水的处理则是反渗透膜处理技术的一个无法回避的难点[3]。

3.3 陶瓷膜水处理工艺

矿井涌水在进入膜前需进行预处理，先在进入调节池前设置初级过滤器，以去除水中的丝线、木屑等容易堵塞膜管的絮状物。原水在调节池进行预沉淀去除可沉降部分固体，出水池再通过膜前预处理器进一步处理水中可能存在的塑料制品、毛发等，后经循环水泵加压后，再进入陶瓷膜过滤装置进行第二级过滤。过滤后的清水，消毒后储存在清水池内，再通过生产供水泵输送给供水管网，多余的水外排。

3.4 磁分离水处理工艺

①井下矿井水净化矿井水经水渠汇集后，先通过格栅去除水中的生活垃圾及较大的杂物，然后自流进入三级沉砂池，沉淀大粒径的煤、岩颗粒物，池中预埋潜水式渣浆泵，将沉积下来的大颗粒煤岩粉排入后端的污泥池，上清液自流进入混凝系统。混凝系统通过投加磁种和混凝剂，使悬浮物在较短时间内形成以磁种为核的“微絮团”。经过混凝之后的水再自流进入重介加载磁分离机进行固液分离净化，重介加载磁分离机通过磁吸附打捞，使出水水质达到SS ＜10-30mg/L。②磁种回收分离出来的含磁污泥经磁回收系统实现磁种与污泥的高效分离，磁种物质回收，循环使用③脱磁后的污泥含水率约93%，浓度高，无需浓缩，可通过脱水设备直接处理，干泥通过矿井运输系统外运。

4 完善矿井水净水系统

煤矿开采企业需要提高对于矿井水处理的重视程度，加大对矿井水处理工程的投入力度，引进先近处理设备和技术等，对现有的煤矿矿井水净水系统进行全面的升级和优化，以此提高煤矿矿井水的处理效率和质量。煤矿企业要聘用专业的矿井水处理技术人才，结合实际情况，选用合适的净水设备，并对相应的运行参数进行调整，保证矿井水净水系统的稳定运行。

总之，为减少煤矿矿井水对生态造成的破坏，煤炭企业必须从生产实际出发，提高自身的环保意识，及时发现矿井水处理工程存在的问题，进行积极有效应对，减少矿井水污染情况的发生，提高矿井水的回收利用率，进而推动煤矿企业的绿色发展。