矿井水处理工艺在煤矿的应用.pdf

2014年7月 矿井水处理工艺在煤矿的应用 杨利 （冀中能源股份有限公司节能环保部河北 邢台 054000） 摘要： 矿区矿井水的有效处理利用是解决矿区污染和水资源 重复利用有效途径之一。根据邢台矿区矿井水处理利用工程实 例， 主要介绍了含悬浮物的矿井水通过混凝、 沉淀及过滤等工艺 的利用模式。矿区的矿井水处理和利用取得了较好的环境、 社会 和经济效益， 可供其它类似矿区借鉴。 关键词： 矿井水； 处理工艺； 应用 一、 概述 我国是水资源缺乏的国家之一， 人均淡水资源仅为世界平均 水平的1/4、 在世界上名列110位， 是全球人均水资源最贫乏的国 家之一。20世纪末， 全国600多座城市中有400多个城市存在供 水不足问题， 其中比较严重的缺水城市达110个。邢台也是严重 缺水的城市之一。国家发改委组织编制的 矿井水里利用专项规 划 要求， 到2010年， 全面煤矿矿井水利用量将要到36亿吨， 利用 率达到70%。 冀中能源股份有限公司的六个矿井在煤碳开采过过程中产 生大量矿涌水， 为减少污水排放， 合理利用水资源， 提高矿井水利 用率， 股份公司在原有沉淀池的基础上进行改造， 投资5638万元 对煤矿矿井矿井水处理进行了改造。总处理能力达61200吨/ 日。做到了污废水100%处理， 矿井水利用率达到80%以上。 二、 矿井水处理工艺 煤矿开采过程中产生地下涌水， 在开采过程中受到粉尘和岩 尘的污染， 是具有行业特点的废水。其水质特点： 成分稳定， 硬度 较高， 基本无化学污染， 含悬浮物较高。根据矿井水该特点， 矿井 水处理工艺主要为混凝反应、 沉淀、 澄清、 过滤。 1.混凝反应 含悬浮物矿井水净化处理通常采用铝盐和铁盐的混凝剂， 目 前， 我公司各矿均选用聚合氯化铝。絮凝剂有聚丙烯酰胺。 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 和机械混合。矿井水和混凝剂混合后反应絮凝形式多种， 有隔板 絮凝池、 折板絮凝池、 网格絮凝池、 机械絮凝池等 2.沉淀和澄清 经混凝后的矿井水， 悬浮物经过相互碰撞、 相互粘聚， 沉淀形 成污泥， 沉淀的构筑物有平流沉淀池、 斜管沉淀池等。集混凝反 应和沉淀过程于一体的水处理设施有机械加速澄清净水器和高 效澄清净水器等。 3.过滤 过滤一般只以石英砂等粒状材料滤料层截留水中悬浮杂质， 从而使水澄清的的过程。常用的过滤设施有快滤池、 重力无阀滤 池、 虹吸滤池等。过滤的三级处理， 一般选用超滤。超滤是在一 定的压力作用下， 当含有高分子溶质和低分子溶质的混合液流过 膜表面时， 溶剂和小于膜孔的低分子溶质 （水） 透过超滤膜， 成为 渗透液被收集， 即成品水， 大于膜孔的高分子溶质被超滤膜截留 而成为浓缩水， 一般被排掉。 三、 矿井水处理主要设备性能比较 1.絮凝单元的比较 平流沉淀池一般用于一般适用大中型水处理厂， 原水含沙量 大时可作预沉池， 优点是操作管理简便， 水处理适用性强， 处理效 果稳定， 缺点是占地面积大。 辐流沉淀池一般用于大中型水处理厂， 处理高浊度污水时可 作为预沉池， 优点是沉淀效果好， 缺点投资管理费用高， 需刮泥 机， 设备投资较大。 斜管沉淀池适用于中小型水处理厂， 可用于老池改造、 改建、 扩建， 优点沉淀效率高， 池体小， 占地小， 缺点斜管价格高， 排泥困 难。 机械加速澄清池适用于大中型水处理厂， 进水悬浮物小于 3000mg/L， 优点是单位面积产水量大， 处理效果稳定， 缺点是需 要机械搅拌设备， 投资大， 机械维修复杂。 高效澄清池适用中小型水处理厂一般用于圆形池子， 进水悬 浮物含量一般小于5000mg/L， 优点水处理适用性强， 处理效果 稳定， 效率高， 排泥方便， 占地面积小， 缺点投药量大。 2.过滤单位比较 普通快滤池优点： 成熟的运转经验， 运行稳妥可靠； 采用砂滤 料， 材料易得， 价格便宜； 可采用降速过滤， 水质较好； 缺点： 阀门 多， 检修工作量较多； 必须设有全套的冲洗设备。 重力无阀滤池优点： 一般不设闸阀； 管理维护较简单， 能自动 冲洗， 清砂较为不便； 缺点： 过滤速度慢， 过滤精度低 机械过滤器优点， 运行成本低， 易于管理； 滤料经过反洗可多 次使用， 滤料寿命长， 过滤效果好， 占地面积少； 缺点阀门容易泄 露， 反冲时会出现滤料泄露， 使用多种滤料。 4、 各矿工艺流程 （1） 显德汪矿和章村矿井水处理工艺流程： 矿井水经调节池均化后， 加药， 在反应池混凝后进入斜管沉 淀池进行沉淀， 其污泥经压滤车间过滤后， 煤泥外售， 沉淀池中的 上清液经快滤池过滤， 形成中水， 消毒后用于洗煤厂补水， 绿化、 冲厕回用等。 （2） 葛泉矿、 邢台矿、 邢东矿、 东庞矿井水处理工艺流程： 矿井水经调节池后， 在高效澄清池内加药混凝、 沉淀， 其中污 泥在高效澄清池下部定期排除压滤成煤泥， 上面的清液经重力无 阀滤池或机械过滤器过滤后， 消毒用于洗煤厂补水， 其中用于洗 浴和电厂回用的中水， 经超滤或活性碳过滤后使用。 5.运行成本分析 各矿矿井水处理投资和成本分析表 序 号 1 2 3 4 5 6 合计 （m3/ d) 矿 名 东 庞 矿 邢 台 矿 邢 东 矿 葛 泉 矿 章 村 矿 显 德 汪 矿 设 计 处 理 能 力 m3 /d 10 00 0 10 00 0 12 00 60 00 84 00 86 00 61 20 0 实际 处理 水量 万 m3/ a 328 275 58.4 138 107 126 1032 .4 总 投 资 （万 元） 177 3.4 682 .6 630 778 117 6 598 563 8 电 费 36 55 18. 4 21 40 35 人 工 费 66 48 24. 48 63. 6 41. 6 73 维 修 费 24 4 1.6 14 4.8 0.7 4 折 旧 费 91 19 15. 6 33 75 29 药剂 费 11.6 1 1.54 39.2 2.36 3 2.01 2.55 总 成 本 228 .61 127 .54 99. 2 133 .9 163 .41 140 .29 892 .95 运 行 成 本 元/ 吨 0.6 9 0.4 6 1.6 9 0.9 7 1.5 2 1.1 1 0.8 6 参考文献： 1胡文荣 高延耀 煤矿矿井