煤礦礦井水處理存在的問題及對策

王少君

陜西麟北煤業(yè)開發(fā)有限責任公司園子溝煤礦 陜西寶雞 721000

1 案例概述

1.1 工藝方案的確定

永隴礦區(qū)麟游區(qū)園子溝礦井及選煤廠項目井下水中的主要污染物為懸浮物（SS），其中主要是煤屑、巖粉、粘土等細小顆粒，尤其是煤粉，其含量為幾十到幾百毫克/升。且煤粉能被重鉻酸鉀等強氧化劑氧化，顯示有效高濃度的COD，有些礦含硫化物，也會造成較高濃度的COD。由于受到煤、廢機油、乳化液等污染，礦井水中還含有一定量的油類。

礦井水的主要污染物為SS，其中煤粉為主要成分；礦井水中的SS 含量非常不穩(wěn)定，礦井不同時期排水濃度差異很大。

故選用物化法處理該廢水。

1.2 工藝簡介

礦井廢水首先流至預沉調節(jié)池，在預沉調節(jié)池內(nèi)對廢水進行均質均量的調節(jié)，預沉調節(jié)池設置刮泥機兩套。在吸附池內(nèi)投加吸附劑對礦井廢水進行初步沉淀處理。之后通過提升泵將吸附池廢水提升至高效澄清池，在進入高效澄清池前投加聚合氯化鋁（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）混凝沉淀，上清液自流進入多介質濾池，經(jīng)過濾后自流入回用池，在進入回用水池時投加二氧化氯消毒劑，對處理后的污水進行消毒處理后回用；高效澄清池多余的出水自流進排放水池達標排放。調節(jié)池、高效沉淀池的污泥進入煤泥濃縮池，經(jīng)壓濾后，泥餅外運，煤泥池上清液自流入集水池。

2 煤礦礦井水處理工程問題

在煤礦礦井水處理過程中，存在預沉調節(jié)池上水水質不穩(wěn)定，同時在清理水倉期間，水中懸浮物或含油物質含量飆升，設計懸浮物處理含量為200-1000mg/L，但當清倉期間懸浮物含量高達上萬，且水上有一層含油物質，且大部分水處理站不具備處理上層含油物質的設備。

多介質濾池過濾介質為鵝卵石、無煙煤、石英砂，因過濾介質需定期更換，且水倉清理期間井下上水水質遠遠超標，大大加重過濾介質的過濾負荷，致使過濾介質加快飽和或堵塞速度，起不到過濾效果。由于更換過濾介質工程量較大，且使用方自行更換過濾介質能否達到設計使用要求尚未可知，然而廠家更換過濾介質費用昂貴；除以以外，在實際工作中，礦壓泥用的帶式壓濾機壓泥效果極差，基本不壓泥[1]，考慮過藥劑真假問題，經(jīng)同等水量和水質、不同廠家藥劑、同等沉淀時間的PAC 和PAM 互相配合使用實驗證明：不同廠家的藥劑沉淀效果和沉淀速度相差甚遠。

3 煤礦井水處理策略

3.1 預處理段

礦井水首先進入一體化綜合處理間，一體化綜合處理間分為兩部分。第一部分為兩格設計的預沉調節(jié)池，設計水力停留時間為1．5 h，可加入少量PAC藥劑助沉。預沉調節(jié)池出水經(jīng)由一級提升泵或者高液位自流進入絮凝斜管沉淀池。在此之前經(jīng)過管道混合器，與加入的PAC、PAM充分混合后進入絮凝斜管沉淀沉淀池，之后進入到斜管池。上清液經(jīng)由絮凝斜管沉淀池上部集水器流入轉輸水池，經(jīng)斜管沉淀后沉入泥斗。預沉調節(jié)池池底與絮凝斜管沉淀池池底均設計為漏斗形狀，采用重力式壓力排泥，排入污泥池。轉輸水池的水體經(jīng)過加氯消毒后外供至洗煤廠用水[2]。

3.2 深度處理段

主要采用“多介質過濾器+盤式過濾器＋超濾＋反滲透”工藝流程。反滲透膜的主要性能指標為脫鹽率，而脫鹽率的高低取決于反滲透膜元件表面超薄的脫鹽層的致密度，脫鹽層越致密脫鹽率越高，同時產(chǎn)清水量越低，濃水的產(chǎn)量越高。濃水是對反滲透膜截留物質以溶液形式的排出液，大約占總進水量的25%-35%，濃水的處理則是反滲透膜處理技術的一個無法回避的難點[3]。

3.3 陶瓷膜水處理工藝

礦井涌水在進入膜前需進行預處理，先在進入調節(jié)池前設置初級過濾器，以去除水中的絲線、木屑等容易堵塞膜管的絮狀物。原水在調節(jié)池進行預沉淀去除可沉降部分固體，出水池再通過膜前預處理器進一步處理水中可能存在的塑料制品、毛發(fā)等，后經(jīng)循環(huán)水泵加壓后，再進入陶瓷膜過濾裝置進行第二級過濾。過濾后的清水，消毒后儲存在清水池內(nèi)，再通過生產(chǎn)供水泵輸送給供水管網(wǎng)，多余的水外排。

3.4 磁分離水處理工藝

①井下礦井水凈化礦井水經(jīng)水渠匯集后，先通過格柵去除水中的生活垃圾及較大的雜物，然后自流進入三級沉砂池，沉淀大粒徑的煤、巖顆粒物，池中預埋潛水式渣漿泵，將沉積下來的大顆粒煤巖粉排入后端的污泥池，上清液自流進入混凝系統(tǒng)?；炷到y(tǒng)通過投加磁種和混凝劑，使懸浮物在較短時間內(nèi)形成以磁種為核的“微絮團”。經(jīng)過混凝之后的水再自流進入重介加載磁分離機進行固液分離凈化，重介加載磁分離機通過磁吸附打撈，使出水水質達到SS ＜10-30mg/L。②磁種回收分離出來的含磁污泥經(jīng)磁回收系統(tǒng)實現(xiàn)磁種與污泥的高效分離，磁種物質回收，循環(huán)使用③脫磁后的污泥含水率約93%，濃度高，無需濃縮，可通過脫水設備直接處理，干泥通過礦井運輸系統(tǒng)外運。

4 完善礦井水凈水系統(tǒng)

煤礦開采企業(yè)需要提高對于礦井水處理的重視程度，加大對礦井水處理工程的投入力度，引進先近處理設備和技術等，對現(xiàn)有的煤礦礦井水凈水系統(tǒng)進行全面的升級和優(yōu)化，以此提高煤礦礦井水的處理效率和質量。煤礦企業(yè)要聘用專業(yè)的礦井水處理技術人才，結合實際情況，選用合適的凈水設備，并對相應的運行參數(shù)進行調整，保證礦井水凈水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

總之，為減少煤礦礦井水對生態(tài)造成的破壞，煤炭企業(yè)必須從生產(chǎn)實際出發(fā)，提高自身的環(huán)保意識，及時發(fā)現(xiàn)礦井水處理工程存在的問題，進行積極有效應對，減少礦井水污染情況的發(fā)生，提高礦井水的回收利用率，進而推動煤礦企業(yè)的綠色發(fā)展。