煤矿矿井水处理

1、矿井水处理技术在姚桥煤矿的应用关键词 矿井水 净化处理技术 工艺 效益我国矿井水净化处理技术起始于上世纪70年代末目前用于处理能力在 每天几 万t以的，处理地表江河、湖泊水的净化处理构筑物，在煤矿矿井水处理工艺中大部分被 采 用过， 如预沉调节池、反应沉淀池（或澄清池）、过滤池等。矿井水净化处理后可作工业用水生活用水。已投入使用的净化处理技术主要有：沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀过滤（混凝澄清过滤）等。处理后直接排放的矿井水，通常采用沉淀或混凝沉淀处理技术。处理后作为生产用或其它用水的，通常采用混凝沉淀过滤（混凝澄清过滤）处理技术。处理后作为生活用水，过滤后必须再经过消毒处理。有些含悬浮物的矿井水含

2、盐量较高，处理后作为生活饮用水还必须在净化后再经过淡化处理。矿井水处理技术现状混凝剂和混合形式。含悬浮物矿井水净化处理通常采用铝盐或铁盐混凝剂。目前聚合氯化铝较为常用，也有用 聚合铝铁的。絮凝剂主要采用聚丙烯酰胺。矿井水处理中混凝剂混合方式通常采用水泵混合、管道混合器混合和机械混合，其中水泵混 合较常采用。沉淀和澄清。矿井水净化处理采用沉淀池或澄清池作为主要处理单元。沉淀池采用平流式沉淀、斜管（板） 沉淀，其处理能耗小，但存在处理设施占地面积大，沉淀污泥易堵塞造成排泥不 畅等缺点。机械加速澄清池、水力循环澄清池都是集混凝反应和沉淀过程于一体的水处理设 施，水力循环澄清池具有处理过程中动力消耗低

3、、耐负荷冲击能力强、设施维护简单和 操作方便等优点。机械加速澄清池占地面积较小，但处理能耗大、设备维护工作量大，实际 应用中处理效果不如水力循环澄清池好。气浮池也有应用，但应用较少。过滤。和石英砂双层滤料。消毒。矿井水净化处理后作为生活用水必须经过消毒处理，一般采用二氧化氯消毒，次氯酸钠 和液氯采用较少。（5)矿井水中主要含有以煤屑为主的悬浮物，具有色黑、加药后 形成的 矾花结构松散、沉降速度慢等特点。许多含悬浮物矿井水处理工程，投入运行后，设计水量 和水质达不到设计要求，主要是因为反应不充分、平流或斜管沉淀池表面负荷取值较大所 致。另一方面，由于提升泵、供水泵、加药设备、消毒设备、控制系统和

4、附属建（构）筑等 均按设计处理水量设计， 这就造成工程投资的巨大浪费。（6)不同煤矿的矿井水中所含悬浮物的浓度差异较大，决定了投加混凝剂种类和数量不尽水泵和简易的加药装置，因此，矿井水处理后的水量和水质无法得到保证。（7)煤矿井下生产使用的采掘机械需要使用乳化油和机油，油类物质进入矿井 水中，采用常规混凝、斜管沉淀和过滤技术不能有效去除矿井水中的油类物质。姚桥煤矿矿井水净化处理工艺姚桥煤矿矿井水处理工程的设计处理能力为 9000t/d，处理后作为生产和洗澡用水，采用混11 矿井水处理工艺流程矿井水处理工艺特点姚桥煤矿矿井水处理工程根据矿井水水质特点确定工艺技术参数，采用一次提升到水力循环 澄清

5、池，再自流进入后续各处理构筑物，出水水质稳定可靠，动力设备较少，能耗较低。采用水力循环澄清池与重力式无阀滤池相结合的工艺技术，主要处理构筑物采用钢筋混凝等特点。矿井水中浮化油在投入电解质混凝剂后脱稳，被水力循环澄清池内大量的回流泥渣截留和吸 附，得以有效去除。姚桥煤矿矿井水净化处理系统实现了自动加药、自动排泥、自动反冲洗的全过程监控，包PLC效益分析经济效益分析姚桥煤矿矿井水处理工程实施之前，全矿生产和生活用水主要靠抽取地下深井水，矿井水处 理工程实施以后每年可净化利用的矿井水量为 324 万 t。324206.10.636/t。0.23/t0.52/0.08/t1528/个（15/13/20

6、115kW40t/h2900/1324t；74.50.19/t（不包括 供水电费）。25394106351840200.52 元/42kW30kW8900/月；聚合氯化铝（PAC）2000/t，30mg/l；聚丙烯酰胺（PAM）20000 元/t，0.3 mg/l；9000t/d，360d。年经济效益。年经济效益=年免抽取深井水费用+年免交排污费-年净化利用矿井水费用=206.1+25.9（0.08 元/t324 万 t)-74.5=157.5 万元。环境效益分析姚桥煤矿矿井水净化处理后，每年可减少排放悬浮物 630t，环境效益明显。社会效益分析结语22t20%2/3相当程度上制约了煤炭生产和

7、矿区经济的可持续发展。姚桥煤矿矿井水净化处理技术为国家“九五”期间重点技术创新项目，其处理技术 在其它煤矿区应用，会有广阔的推广前景。参考文献周如禄等.煤矿含悬浮物矿井水净化处理技术探讨. 煤矿环境保护,2000（1）优化改造前煤泥水处理系统存在的问题90t1井下水采的煤水混合物提升至脱水车间脱水，脱水筛溢流水（即煤泥水）浓缩机、翼片斜板沉淀池处理后外排。200110131511时间内沉淀，而随水流流出；二是煤泥水浓度太高，使浓缩机处理的固体物总量太大，沉淀容易压耙，使浓缩机不能 正常工作；三是煤泥水水质变化大，其混凝沉淀性能下降，较难沉淀表1改造前煤泥水处理实际运行情况（略）优化改造工艺煤泥

8、水特性分析煤尘与岩尘以胶体分散状态存在于水中，颗粒带有-18-25V优化工艺的确定 目前矿井水、煤泥水处理主要采用混凝沉淀工艺去除水中悬浮物， 罐体，快速完成吸附架桥，絮凝形成矾花。离心分离是利用废水沿切线方向进入罐体产生高速旋流，进行固液分离。 在重力分离 阶段，废水旋转速度的逐渐下降，悬浮颗粒（絮凝体矾花）其增长到一定程度时，它的下沉速度高于废水的上升速度，便下沉到锥部的污泥浓缩区 。锥体底部排泥管连续或间断排出。表2净化器处理煤泥水的工业试验结果（略）备对高庄煤矿煤泥水进行了 工业试验。小试设备处理能力为0.2m3/h，小试设备采取现场连续工作模式，共试验了3天，每天运转810h。并对小

9、试设备处理水样进行了送检，其检验结果如表2。从试验结果看，采用效煤水净化器直接处理水采煤泥浓缩机出水是可行的，经处理后的煤泥水可以达标排放。1。煤泥水从井下抽至浓缩机预沉，浓缩机出水自流入集水池，用水泵将煤泥水输送至高效 煤水净化器，在进水泵进水管道中加入无机药剂，再用加药泵将有机药剂抽至净化器内混合 ，在净化器内经混凝反应、微絮凝造粒、离心分离、重力分离、动态过滤和污泥浓缩等过程 处理， 从设备底部排出浓缩污泥，设备顶部排出清水。图1优化改造后的煤泥水处理工艺（略）优化改造的效果煤泥水处理效果高庄煤矿煤泥水经小试设备现场试验后设计选用了南京慧邦科技研究所研制的4台处 量为150m3/h的DH

10、-MSQ-150型高效煤水净化器处理水量约600m3/h经调试已运行10 个多月，系统运行正常，出水均达到了技术指标。2003年12月由济宁市环保局对该工程进 行了验收。1437g/l14g/l70mg/l550m 3/h5.6120672/a。1006515环境效益及社会效益分析5.6t促进工农关系，也有利于当地经济的发展，因而也有较好的社会效益。一、 概述70势必对环境造成严重污染，同时造成水资源的大量浪费，无法实现循环经济的目标。据统计我40的矿区严重缺水，已制约了煤炭生产的发展。西北矿区多处于山区，水资源更为缺乏， 地表水又多为间歇性河流，枯洪水季节流量相当悬殊，常年流量稀释能力差，排

11、入河流的污水造成严重污染。甘肃华亭矿区是我国十三个重要能源基地之一，上世纪八十年代，拥有很好的水生态环境，水资源较充沛，地表水系水质也较好，基本上保证了当地居民的正常生活和工农地表水系全面污染，五大河流（黄河二级支流泾河）的中下游河段几乎全年都是浊流、黑水。因此，开发、管理、利用好煤矿水资源，对煤炭工业可持续发展具有重要意义。矿井废水经治理后综合利用，对矿区与华亭地区乃至甘肃省经济的发展起到至关重要的作用。二、矿井废水主要处理技术70治理。然而回用才是当今污水治理发展的必然趋势，将防治污染和回用结合起来，既可缓解水源供需矛盾，又可减轻地表水体受到污染。现国内使用的处理技术主要有：沉淀、混凝沉淀

12、、混凝沉淀过滤等。处理后直接排放的矿井水，通常采用沉淀或混凝沉淀处理技术；处理后作为生产用水或其它用水的，通常采用混凝沉淀过滤处理技术；处理后作为生活用水，过滤后必须活饮用水还必须在净化后再经过淡化处理。GJWWS三、矿井水处理回用的条件1、矿井废水的产生及特点煤矿矿井废水包括：煤炭开采过程中地下地质性涌渗水到巷道为安全生产而排出的自然地它既具有地下水特征，但又受到人为污染。矿井废水的特性取决于成煤的地质环境和煤系低层的矿物化学成分，其中井田水文地质条件及充水因素对于矿井开采过程矿井废水的水质、水量有决定性的影响。因此，对矿井废水处理要考虑开采过程中水质、水量的变化。华亭矿区新柏1。通过现场调

13、查和资料查找，收集了多年来华亭矿区有关矿井水和地下水的化验数据资料， 以及平凉市环境监测站监测数据（1）物略有超标，粪大肠菌群超标，挥发酚超标。2、矿井废水回用途径煤矿矿井水处理后可作生产用水或生活用水，矿井生产用水主要是井下采掘设备液压用水、消防降尘洒水，生活用水主要是冲厕、洗浴水以及深度处理后用于饮用水。水质标准分别为：1、防尘洒水煤矿工业矿井设计规范（GB5021594） SS150mg/L，d0.3mm；PH69；大肠菌群3/L2、空压机、液压支柱用水水质SS10200mg/Ld0.15mm）27mg/L；pH6.59203、矿井洗浴水水质达到地表水环境质量标准（GB3838-2002

14、）的类水体标准。4、中水水质达到生活杂用水水质标准（CJ/T 48-1999）。5、生活饮用水达到生活饮用水卫生标准（GB5749-85）。四、处理工艺新柏煤矿矿井废水处理工程的设计处理能力为 8001000m3/d，处理后作为生产和生活用水，采用混凝反应、过滤、活性炭吸附及消毒工艺，流程见图 1。矿井废水由井下排水泵提升至灌浆水池，部分用于黄泥灌浆，其余废水自流进入曝气池， 气浮除油后进入斜板沉淀池进行初步沉淀，由提升泵提升进入混凝沉淀设备，同时加入混凝剂， 经过斜管沉淀后，将絮状物沉淀到底部而被去除，清水从上部溢流出水自流进入砂滤罐，出水自流进入清水池，清水池前投加二氧化氯进行杀菌消毒。砂

15、滤罐的反冲冼水自流进入污泥池， 上清液自流进入曝气池，以提高矿井废水资源的利用率。出水若用作生活用水，则砂滤罐出水进入活性炭吸附装置处理后流入清水池用作生活用水。五、主要处理单元1、预沉池曝气矿井废水中含有少量的有机物，通过曝气接触氧化去除废水中的有机物。另外，井下液压支柱等设备产生少量油类，通过气浮除油，使废水中油类达标。2、混凝沉淀剂，混凝剂混合方式采用管道混合器混合。混凝沉淀装置采用倒喇叭口作为反应区，水流在反应区中流速逐渐降低，使废水和混凝剂药液的反应在反应器中逐渐全部完成。完全反应的废水PVC3、砂滤净化矿井废水经混凝沉淀后，水中还含有较小颗粒的悬浮物和胶体，利用砂滤设备将悬浮颗粒和

16、胶体截留在滤料的表面和内部空隙中，它是混凝沉淀装置的后处理过程，同时也是活性炭吸附深度处理过程的预处理。砂滤罐为重力式无阀滤池，采用自动虹吸原理达到反冲洗，不需要人工单独管理，操作简便，管理和维护方便。砂滤罐通常采用不同等级的石英砂多层滤料。4、活性炭吸附该煤矿矿井废水主要含有挥发酚，酚类属于高毒物质，它可以通过皮肤、粘膜、口腔进入人体内，低浓度可使细胞蛋白变性，高浓度可使蛋白质沉淀。长期饮用被酚污染的水源，会引起蛋白质变性和凝固，引起头晕、出疹、贫血及各种神经症状，甚至中毒。处理中水用作生活3.5m，415m/h，3060min。随着运行时间的推移，活性炭吸附了大量的吸附质，达到饱和丧失吸附

17、能力，活性炭需更换或再生。5、消毒废水中含有一定的病菌、大肠菌群，处理后回用于洗浴时，若不经过消毒，对人体皮肤伤害严重。所以矿井废水处理后作为生活用水必须经过消毒处理，本工艺采用二氧化氯消毒，现5六、处理工艺特点1、华亭矿区新柏煤矿矿井废水处理工程是根据矿井水水质特点确定工艺技术参数，采用一次提升到混凝沉淀装置，再自流进入后续各处理构筑物，出水水质稳定可靠，动力设备较少， 能耗较低。2、采用混凝沉淀装置与砂滤罐相结合的工艺技术，主要处理构筑物采用组合式钢结构，具有占地面积小、使用寿命长、工程投资省、工艺简单、操作管理方便、运行成本低等特点。砂滤罐设计采用重力式无阀滤池，反冲洗完全自动，操作管理

18、方便。3、该煤矿矿井废水处理系统实现了自动加药、自动反冲洗的全过程监控，包括电控系统、上位监控系统和仪表检测系统。仪表检测系统包括加药流量、处理流量 、水池液位和加药箱液位、进水和出水浊度等连续自动检测。七、设备安装运行调试中的问题1、安装环境设计并实施的设备体积不能太大，若体积太大不便于运输，也不利于废水的均匀分配，故GJWWS作简单。设备埋于地下不易观察，不便于检修，对配套设备的质量要求高，故除特殊要求外， GJWWS2、运行中应注意的问题H+pH pHpH5 时，混凝剂水解速度非常缓慢，处理效率降低。混凝剂的投加时计量设备采用电磁流量计，可以随时调节投加量。混凝剂的投加量过大或水温低，混

19、凝剂粘度大，不利于胶粒相互絮凝，影响混凝剂的混凝效果。八、效益分析1、经济效益分析该煤矿矿井水处理工程实施之前，全矿生产和生活用水主要靠抽取地下深井水，抽取地下1.6/m30.30/m3。矿井水处理工程实施以后30104 m3/a，27.50.96/ m32年经济效益计算如下：年经济效益年免抽取深井水费用+年免交排污费年处理回用矿井水费用=46.08 + 9 - 27.5=27.58（万元）2、环境效益分析该煤矿矿井水处理后的中水供给井下消防降尘洒水和生活杂用水，节约了水资源。每年可3、社会效益分析矿井水净化处理后作为生产和生活用水可以减少地下深井水的开采量，节约地下水资源， 保护矿区地下水和

20、地表水的自然平衡；可以解决过度开采地下深井水带来的环境问题，避免因污染引起的与当地农民的纠纷，从而可促进工农关系，也有利于当地经济的发展；可以解决矿区用水量日益增加和水资源越来越短缺的矛盾，保证煤矿企业的正常生产和经营，提高煤矿企业的综合效益，促进矿区的可持续发展。因而也有较好的社会效益。九、结语煤矿矿井水既是一种具有行业特点的污染源，又是一种宝贵的水资源。目前我国很多煤矿一方面严重缺水，另一方面未经处理直接外排，造成大量水资源的浪费，并且污染环境，在相当程度上制约了煤炭生产和矿区经济的可持续发展。因此，将煤矿矿井水处理后作为煤矿工业用水或生活用水，不仅解决了矿区缺水问题，而且充分利用了矿井水水资源，节省了地下水资源，具有明显经济、环境和社会效益。甘肃华亭矿区新柏煤矿矿井水处理技术经过甘肃经纬环境工程技术有限公司多年研究改进，其处理技术在其它煤矿区应用，会有广阔的推广前景。杠