爱华网矿井水综合利用率 煤矿矿井水处理综合利用
1、前言 在煤炭开采过程中，要排放大量的矿井水，但我国煤矿矿井水的利用率还很低，平均仅为22%。大量的矿井地下水若直接外排不仅会破坏矿区和周边地区地下水资源，而且会诱发岩溶地面塌陷，造成水环境污染。随着各矿区水资源的紧张，很多矿区都进行了不同程度的综合利用工作，主要利用有工业用水、生活用水、农业灌溉。 2、工程概况 新疆屯南煤业有限责任公司是新疆生产建设兵团的重点国有企业，是兵团建设新型工业化的原煤供应基地。和布克河是该区工农业和生活用水及本矿生产、生活供水的唯一水源。由于河水流量有限，一旦进入枯水季节，矿区就发生水荒，给矿区的正常生产经营秩序造成了严重影响。因此，缺水问题已成为制约矿区经济发展的瓶颈，迫切需要彻底尽快解决。本项目的实施不但可以解决长期困扰矿区供水不足的矛盾，同时可以减少污染、节约资源、保证煤矿的生产安全，也给企业节约了大量排污经费。 光明井是新疆屯南煤业有限责任公司主力生产矿井之一，生产原煤45万t/a。该矿井地下水较为发育，日涌水量在2000m3左右（不包括203井日涌水量2250m3）。地下水的大量存在，使煤矿不得不花费大量的财力和电力消耗，对矿井废水进行抽排。且由于没有对井下废水进行收集、处理和加以利用，导致排到地面的矿井废水又重新渗入井下，对矿井造成二次危害。 3、水源现状调查 矿井涌水量与矿山所处的地理位置、气候、地质构造、开采深度和开采方法等因素有关。目前两矿矿井正常排水量一共为4250m3/d，其中光明井2000m3/d，203井2250m3/d。矿井废水为基岩裂隙水，除硬度大、矿化度高外，主要受开采过程中煤尘、岩尘的污染，同时还含有少量乳化液，表现出悬浮物、CODcr浓度较高。两矿矿井排水均没有进行处理，也未回用，全部排入工业场地附近干沟中。矿井排水水质经兵团环境监测中心站取样实测，用《煤炭工业污染物排放标准》（GB20426-2006）中规定的水污染物排放限值要求，虽然只是SS浓度超标，其余各项均达标，但矿化度、总硬度、SO42-浓度高。用水质矿化度、总硬度、酸碱度分级标准衡量，矿井水属于微咸水、极硬度、中性的地下水。此矿井水若用于工业生产钙盐、镁盐的沉淀会造成锅垢，妨碍热传导，严重时还会导致锅炉爆炸。高硬度水用于生活时，饮用会对人体健康造成一定的影响。 4、矿井水处理综合利用项目实施 工艺要求： 水质达标。矿井废水经处理后各项指标必须达到煤炭工业污染物排放标准和相关回用水质标准（井下消防洒水标准、生活饮用水卫生标准等）的要求。 工艺先进。要根据原水水质特点和水质标准，选择可靠的水处理工艺，做到技术先进、运行可靠、高效节能。 经济实用。尽量降低工程投资和减少经常运行费用，做到以最少的资金投入获得最大的经济、社会和环境效益，最大限度的满足生产和生活需要。 布局合理。总体布局要因地制宜、从实际出发，结合建设场地的面积、地形、标高等因素，充分考虑所有建（构）筑物、设施、管线等的效能，优化工艺、合理布局。 处理工艺：根据矿井实际，矿井水处理站设计处理能力为4500m3/d，矿井水处理站建在光明井工业场地内，203井的矿井水通过管道输送至光明井水处理站集中进行处理，处理之后的水供矿区各单元用水。根据原水水质特点及处理后排水水质的要求，确定主要处理工艺如下： 净化处理工艺。废水经净化工艺处理后，除矿物质超标外，其余各项指标均能达到煤炭工业污染物排放标准。具体如下：矿井废水—废水调节——废水提升—计量泵加药—微涡管式混合—微涡折板絮凝—异向流高效斜板沉淀—曝气生物过滤—普通过滤—加氯消毒—清水池。 淡化处理工艺。清水经淡化工艺处理后，可进一步去除水中的矿物质，出水水质高于煤炭工业污染物排放标准标准，可适应于各种用途。 清水池—清水提升—活性炭过滤—精密过滤—超滤膜过滤—纳滤膜过滤—淡化池—淡水加压。 污泥处理工艺。絮凝沉淀池污泥—储泥池—板框压滤机—泥饼作低热值燃料出售。 回用工艺。用水、浴室用水、洗衣用水、锅炉补水（或由清水池利用自然压力回用于井下消防降尘、湿式凿岩用水）。具体如下：经处理后的矿井水—清水池—泵站—井上降尘洒水、绿化。 主要工艺特点： 微涡管式混合。微涡管式混合器不仅拥有传统静态管道混合器的全部优点，还因其在宏观混合的同时强化了亚微观混合，使药剂迅速扩散到水体的任何细部，可充分发挥药剂的作用，获得理想的混合效果，同时还可节省药剂投加量20～30%。 微涡折板絮凝。微涡折板絮凝是一种新型高效絮凝技术，池内设微涡折板絮凝填料，利用折板上设置的垂直扰流翼片，使水流产生高比例、高强度的高频涡旋，从而利用微涡旋的动力增强矾花颗粒之间的碰撞作用，形成密实、大颗粒、易沉淀分离的矾花。他对原水的水温、水质、水量变化适应性较强，对能量的利用率高，具有反应时间短、絮凝效果好、构造简单、施工方便、易于维护管理、占地面积小的特点。 异向流高效斜板沉淀。异向流高效斜板沉淀工艺，由于斜板部分能提高沉淀效率，使出水悬浮物含量更低，可达到较好的沉淀效果。高效斜板主体及零配件均由乙丙共聚材料制成，具有表面光滑、不易积泥，沉淀效果好、不易堵塞等优点。根据浅层理论，在斜板上部设置沉淀距离合理的沉淀段，下部控制斜板的结构，调整水力状态，通过强化其接触絮凝作用及浅池效能达到矾花与水有效分离的目的。 曝气生物过滤（BAF）。曝气生物过滤主要作用是去除水中的有机物及氨氮，是一种采用生物陶粒滤料固定生物膜的好氧或缺氧生物反应器，集生物接触氧化与悬浮滤床截留功能于一体，可有效去除水中SS、CODcr、BOD5、NH3-N等有害物质，降低、浊度、色度。曝气生物过滤是国内近几年发展起来的新技术，广泛应用于微污染、轻度污染原水的处理。曝气生物过滤具有占地面积小、基建投资省、动力消耗低、处理效果好及运行稳定、管理方便、易于维护等优点。 超滤膜过滤（UF）。超滤膜过滤介于纳滤与微滤之间，是利用超滤膜不同孔径对液体进行分离的物理筛分过程。超滤膜技术应用很广，除在水处理领域应用外，还可广泛用于许多特殊溶液的分离和精制，同时由于超滤是常温操作，对那些热敏性物质的分离、浓缩、精制特别有效，节能效果尤为显著。 纳滤膜过滤（NF）。纳滤膜过滤介于反渗透和超滤之间，是近十年发展较快的一项膜技术。目前国际上的纳滤膜多半是聚酰胺复合膜，对氯化钠的脱除率约80%左右，而对硫酸镁的脱盐率高达98%，最大的优点是操作压力仅为0.5MPa，在水的软化除盐和低分子有机物的分级等方面优点独特、应用广泛。特别是应用于饮用水的深度处理方面。 在水资源日益缺乏的今天，矿井水的综合利用具有极为重要的现实意义。矿井水经处理后回用不仅解决了矿区缺水、环境、安全问题，而且充分利用了矿井水水资源，具有明显经济、环境和社会效益，有利于矿区经济的可持续发展。本次煤矿矿井水处理综合利用项目经过现场实施后，经济效益非常明显，可为矿区节约300余万元。
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