煤礦礦井水處理與運行中存在的問題探討

張月梅 劉瑩

（1冀中能源股份有限公司張家口宣東礦 河北張家口 0753002 北京市延慶縣水利局 北京 100000）

煤礦區(qū)是水污染問題比較集中的區(qū)域，廢水往往經(jīng)過簡單的處理就直接排入了自然水體，處理程度低，重復(fù)利用比例較小，不僅造成水體嚴(yán)重的污染，而且造成水資源的極大浪費。為了變廢為寶，近年來，宣東礦堅定地推動循環(huán)經(jīng)濟(jì)建設(shè)，以循環(huán)經(jīng)濟(jì)構(gòu)建合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)資源節(jié)約、清潔生產(chǎn)、環(huán)境友好型企業(yè)建設(shè)，形成了富有自身特色的以水資源綜合利用為核心的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。目前，宣東礦礦區(qū)廢水主要有生活廢水和礦井水，其中礦井水產(chǎn)生量大，水質(zhì)較好，是礦區(qū)水資源循環(huán)利用的重要部分。

1 礦井廢水的產(chǎn)生及特點

煤炭的礦藏一般在地下含水層之下，在煤炭開采過程中，地下水流向井筒和采掘巷匯集于水倉，形成礦井水。在開拓及采煤過程中，大量煤粉和巖石粉塵等懸浮雜志及微生物進(jìn)入水中，水呈灰黑色，在排水過程中部分溶解性雜質(zhì)被氧化，有的物質(zhì)被析出，化學(xué)性質(zhì)有所改變。煤礦井下排水本質(zhì)上屬于地下水，但由于受到人為的污染，又具有地表水的某些特點。根據(jù)礦井水的特點，大致可分為五種類型：潔凈礦井水、含懸浮物礦井水、高礦化度礦井水、酸性礦井水和特殊污染型礦井水。

通過現(xiàn)場調(diào)查和資料查找，收集了多年來宣東礦區(qū)有關(guān)礦井水和地下水的化驗數(shù)據(jù)資料，以及張家口市環(huán)境監(jiān)測站監(jiān)測數(shù)據(jù)（下表）綜合分析，該煤礦礦井廢水含煤泥主要為懸浮物，其處理前濃度為500 mg/L，含有少量有機物。

2 礦井水處理工藝

宣東礦礦井水化驗數(shù)據(jù)表明，該礦的礦井水類型為含懸浮物礦井水，懸浮物的主要成份是粒徑極為細(xì)小的煤粉和巖塵。因此，靠自然沉淀去除是困難的，必須借助混凝劑，采用混凝沉淀的處理方法以實現(xiàn)對懸浮物的去除。含懸浮物礦井水凈化處理通常采用鋁鹽或鐵鹽混凝劑，絮凝劑主要采用聚丙烯酰胺。宣東礦該處理站采用混凝技術(shù)，添加藥劑為聚合氯化鋁，從礦井水處理運行效果表明，這種無機高分子混凝劑對礦井水的水溫及p H的變化適應(yīng)性很強，其去濁率比硫酸鋁有明顯優(yōu)勢。

宣東煤礦礦井水處理工程的設(shè)計能力是340 m3/h,處理后作為生產(chǎn)和生活用水，采用混凝反應(yīng)、沉淀、過濾和消毒工藝，礦井水井下排水由管道混合反應(yīng)和藥劑融合進(jìn)入緩沖池，平穩(wěn)水流依次進(jìn)入兩級沉淀池，沉淀池出水進(jìn)入斜管沉淀池，反應(yīng)成礬花的水進(jìn)一步沉淀，去除水中細(xì)小的懸浮物，斜管沉淀池出水進(jìn)入中間水池可以做中水供廠區(qū)回用，再經(jīng)過濾器、消毒深度處理后進(jìn)入回用水池供電廠及水源熱泵的循環(huán)水使用。

3 礦井水處理工程運行存在問題

根據(jù)宣東煤礦礦井水處理工程運行效果及對其他礦區(qū)礦井水處理工程調(diào)研結(jié)果來看，基本存在以下問題：

3.1 調(diào)節(jié)池沒有起到良好的調(diào)節(jié)和預(yù)沉作用

就宣東礦本身而言，由于建造工程時調(diào)節(jié)池是由原先舊的沉淀池改造完成，因此和其他大多數(shù)礦井水處理工程一樣，沉淀池容積不夠大，而且排泥系統(tǒng)運行效果直接影響了調(diào)節(jié)池的容積，長期以來污泥占用了調(diào)節(jié)池的一少半的空間，調(diào)節(jié)池未起到良好的調(diào)節(jié)和預(yù)沉作用,耐沖擊負(fù)荷能力較小。

3.2 污泥處理存在較多問題

該工程調(diào)節(jié)沉淀池設(shè)計采用吸泥機排泥，在實際運行中排泥效果并不理想。刮泥機底部沒有設(shè)置污泥槽，有一根圓管隨車進(jìn)行刮泥，污泥從圓管的兩端進(jìn)入圓管，吸泥泵的管路伸入到圓管內(nèi)部進(jìn)行吸泥，但是由于污泥的流動性差，并不能夠全部進(jìn)入圓管，不能及時吸走的的污泥在運行間隔期間沉淀下來，日積月累導(dǎo)致污泥沉淀量增多，刮泥圓管運行不動，刮泥機不能正常行走，污泥得不到及時的處理，只能停用礦井水處理工程，采用人工清淤的方式處理污泥。此外采用吸泥泵排泥量大，排泥濃度低，造成污泥脫水負(fù)荷過大。宣東礦該工程斜管沉淀池采用人工手動排泥，即在斜管沉淀池單元底部設(shè)有一條污泥槽，從調(diào)節(jié)沉淀池排過來的污泥及斜管沉淀池的污泥都要通過該污泥槽由泥漿泵抽送到污泥濃縮池。但是由于兩臺泥漿泵的吸力有限，如果四臺吸泥泵全開的情況下，會導(dǎo)致污泥從污泥槽的觀察口溢出，這種情況下斜管沉淀池的污泥更得不到有效排放。為不超過污泥槽的能力負(fù)荷，只能關(guān)閉刮泥機自吸泵中的兩臺，這就使得污泥不能及時抽走，導(dǎo)致污泥在池子底部淤積，影響到礦井水的處理效果。

4 結(jié)語

該工程礦井水處理采用“混凝+沉淀+過濾”工藝，取得了較好的處理效果，處理水質(zhì)基本達(dá)到設(shè)計要求，煤泥脫水后含水率較低。

宣東煤礦通過實施礦井水處理系統(tǒng)改造。極大地提高礦井水的使用率，同時減輕了對環(huán)境的污染，具有明顯的經(jīng)濟(jì)可行性和良好的環(huán)境效益。建議在運行中通過不斷的提升管理水平。最大限度地發(fā)揮系統(tǒng)功效． 同時根據(jù)礦區(qū)發(fā)展情況拓寬礦井水回用范圍．以期更大程度上節(jié)約水資源。

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