談煤礦廢水回收處理再利用

摘 要：針對煤礦廢水的回收處理再利用，通過對廢水種類、處理方法的簡單分析，結(jié)合某煤礦企業(yè)實際情況，提出一整套回收處理工藝，并對凈化、深層處理系統(tǒng)進行深入剖析，最后通過實踐得出該工藝方法切實可行、處理效果好的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：煤礦廢水；凈化處理；深度處理

1 礦井水的分類

成煤地質(zhì)條件與煤系地層成分等因素直接決定了礦井水的屬性，而且煤礦水文地質(zhì)等基本條件還會對礦井水水質(zhì)、水量等帶來本質(zhì)的影響。根據(jù)廢水的物理和化學(xué)性質(zhì)，并積極考慮資源化方面的需求，通?？梢缘V井水分為以下幾種類型，即為：潔凈水、懸浮水、高礦化度水、酸性水、含少量有機污染物水等[1]。

2 礦井水回收處理再利用方法

我國當(dāng)前針對礦井水的處理主要運用傳統(tǒng)的方式方法，具有代表性的有混凝-沉淀等，在實際工作中需要根據(jù)排放的去向以及水質(zhì)方面的具體要求妥善選取處理方法，也可對多種處理方法進行結(jié)合[2]。對于需要直接排放的廢水，一般運用“沉淀-混凝沉淀-過濾”的方法進行處理；對于處理后用作生活飲用的廢水，在處理完成后還需進行消毒除菌；此外，有一部分礦井水中含有一定量的金屬離子，為滿足處理后使用需求，還要再凈化以后實施除鹽。從煤礦企業(yè)的角度講，開展廢水處理工作時，應(yīng)通過比選確定最為適宜的工藝方法，選取與企業(yè)自身發(fā)展相符的廢水處理方案，從而達到為企業(yè)創(chuàng)造更多經(jīng)濟效益的目的。

3 案例分析

3.1 水質(zhì)水量

該企業(yè)煤礦礦井廢水的平均產(chǎn)出量為750m3/h，通過水質(zhì)試驗得知，廢水中含有的污染物主要有：煤粉等不溶懸浮顆粒、細(xì)菌微生物、氯離子以及硫酸根離子等，除污染物外的其他指標(biāo)均可滿足衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，具體的水質(zhì)情況如表1所示。

根據(jù)該企業(yè)的實際情況，廢水經(jīng)有效處理后需用于項目生產(chǎn)，但由于原水中含有大量的離子污染物，無法滿足生產(chǎn)用水提出的水質(zhì)需求，因此在對廢水實施凈化以后，還要進行脫鹽等細(xì)化處理，廢水出水要求如表2所示。

3.2 工藝流程

結(jié)合該企業(yè)廢水處理后的主要用途，廢水處理工藝流程如圖1所示。

3.3 工藝方法與參數(shù)

3.3.1 凈化處理系統(tǒng)

處理過程中，廢水先進行初步沉淀，將廢水引入初沉池，單個初沉池的容積大致為4000m3，池中分隔成兩個區(qū)域，均設(shè)有桁架刮泥機。廢水中含有的大顆粒物質(zhì)經(jīng)初沉可有效去除，初沉完成后使用提升泵將廢水引入高效澄清池。

高效澄清池實質(zhì)上是一個具有混合、絮凝與沉淀功能的集成處理構(gòu)造物，反應(yīng)時會產(chǎn)生一定量的污泥回流，間接提升顆粒濃度，促進懸浮物與絮凝體之間的接觸，從而加快沉降，具有相對較好的混凝效果。此廢水處理系統(tǒng)共設(shè)三座高效澄清池，其有效容積1060m3，設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)流量240m3/h。

廢水經(jīng)高效澄清池處理后直接引入多介質(zhì)過濾池，過濾池含有雙層濾料，分別為石英砂與無煙煤，可以有效清除廢水當(dāng)中的細(xì)小顆粒，出水濁度可以達到3度以內(nèi)，并兼有自動反沖洗功能[3]。此廢水處理系統(tǒng)共設(shè)三座多介質(zhì)過濾池，單臺過濾池的標(biāo)準(zhǔn)處理量為240m3/h。

煤泥水濃縮池的主要作用在于煤泥貯存和濃縮調(diào)節(jié)，內(nèi)部設(shè)有一臺攪拌機，容積為350m3，池頂部需加蓋。經(jīng)過濃縮處理后的煤泥會被引入壓濾車間進行過濾，其有效過濾面積約100m2。通過壓濾得到的煤泥餅可用于生產(chǎn)或直接販賣，上清液可引送至集水池。

3.3.2 深度處理系統(tǒng)

完成凈化處理的廢水通過中間水池引入自清洗過濾器，廢水當(dāng)中的大部分雜質(zhì)會被過濾網(wǎng)濾除，在一段時間后，過濾網(wǎng)表面堆積的雜質(zhì)量達到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)時，過濾即進水口與出水口間的壓力差可以達到預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，即為0.05MPa，此時過濾器開始自動清洗。

超濾用于攔截廢水有機物、細(xì)菌、膠體等，確保出水的SDI值（Silting Density Index，污染指標(biāo)）小于1，為以后實施的反滲透處理提供必要的安全保障，也可降低系統(tǒng)的清洗頻率，起到延長設(shè)備壽命的作用。對于超濾裝置，需每天定時定量添加殺菌劑，以此預(yù)防細(xì)菌滋生影響設(shè)備性能。

經(jīng)過超濾的廢水在引入反滲透裝置以前需添加適量的還原劑，以防止過量的余氯對裝置中的透膜造成損害。如果余氯未得到還原處理，會對透膜產(chǎn)生氧化作用，使其逐漸降解失去功能，還原劑的添加可阻礙氧化反應(yīng)的產(chǎn)生，減少水中余氯的含量。除此之外，還需添加鹽酸與阻垢劑，以防濃水端生成碳酸鈣等物對膜元件造成破壞。

本系統(tǒng)共設(shè)五套反滲透裝置，單臺裝置出力為100m3/h。反滲透膜選用具有較高脫鹽率的PROC10（海德能公司生產(chǎn)）。此膜的脫鹽率相對較高，其單根脫鹽率高達99.5%，而且還具有良好的透水性，滿足廢水深度處理要求[4]。淡水側(cè)設(shè)有超壓爆破膜，在背壓達到極限后自動進行爆破，以免壓力對膜元件造成損害。泵機使用由GRUNDFOS研制生產(chǎn)的CR高壓泵，由不銹鋼材質(zhì)組成，是一種立式、單吸、多吸分段式離心泵。為保證泵機安全，泵機進水口需設(shè)有保護開關(guān)，若進水的實際壓力未達到設(shè)計值，泵機自動停止運轉(zhuǎn)，確保泵機安全。

4 結(jié)束語

統(tǒng)計表明，當(dāng)前國內(nèi)有近70%的煤礦處于缺水狀態(tài)，且其中的40%為嚴(yán)重缺水。由于煤礦缺水嚴(yán)重，對煤炭事業(yè)的持續(xù)發(fā)展造成了直接的影響。煤礦廢水回收處理再利用工藝的使用不僅實現(xiàn)了廢水的資源化目標(biāo)，節(jié)省大量水資源，降低污染排放，還為企業(yè)節(jié)約了一定的成本，具有很高的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。煤礦廢水回收再利用不僅是實行行業(yè)綠色生產(chǎn)的重要內(nèi)容，也是促進煤炭事業(yè)走上可持續(xù)發(fā)展道路的需要。通過以上工藝處理的廢水，無論是在水質(zhì)還是水量上都滿足設(shè)計需求，工藝合理，可行性高，具有很好的推廣和使用價值。

參考文獻

[1]尹曉峰，韓志強，陳現(xiàn)明，等.煤礦礦井廢水處理回用工程實例[J].艦船防化，2009，2：48-51.

[2]劉勝元.煤礦礦井廢水處理工程工藝設(shè)計[J].山西煤炭管理干部學(xué)院學(xué)報，2006，4：99-100.

[3]李洪枚.選礦廢水處理回用方法與工程應(yīng)用[J].濕法冶金，2015，6：439-443.

[4]鄢海成.建筑施工生產(chǎn)生活廢水回收處理再利用技術(shù)與經(jīng)濟分析[J].安裝，2013，11：61-64.