浅谈矿井水的治理技术与循环应用

1、浅谈矿井水的治理技术与循环应用 摘要：在煤炭开采的过程中不可避免地大量排放矿井水， 全国煤矿矿井水排放量约为42亿立方米，约占整个采矿业（有色冶金、黄金、化工等矿山）的80%，而利用率约为26%。矿井水含有一定杂质是具有煤矿行业特点的废水，矿井水直接外排不但污染环境，还造成水资源的浪费。本文介绍孙村煤矿通过重金属矿井水的治理，减少水污染；通过矿井水综合利用，不但防止水资源流失，避免对水环境造成污染，而且对于缓解矿区供水不足、改善矿区生态环境、最大限度地满足生产和生活用水需求具有重要意义。 关键词：矿井水 治理技术 反渗透 循环经济 山东能源新矿集团孙村煤矿是一座百年老矿，1948 年建矿投产，

2、核定生产能力140 万吨，开采垂深达 1400 米，是全国最深的矿井之一。近年来，孙村煤矿作为新汶矿区矿产资源综合利用示范基地的主力矿井，围绕“实现绿色开采、经济高效现代化矿井”发展目标，加强技术创新，积极研发矿井绿色开采新工艺和矿井水综合利用等一批科技创新项目，建成了“黑色煤炭、绿色开采，高碳产业、低碳经济”的发展模式，全面打造矿产资源综合利用示范化矿井。 孙村煤矿矿地处新泰市，新泰市是全国 60个重点产煤县市之一，现已探明的原煤储量16亿吨， 1946平方公里的面积上有10余个矿井。矿井水是矿产资源开采过程中所产生的副产品，煤炭在开采中破坏了地下含水层结构，伴随煤炭的开采流入井下巷道中，形

3、成矿井积水，为保证矿井安全生产，须将矿井水排入地面。新泰地区水资源相对贫乏，降水量不均，冬、春季属枯水期，夏季雨水充足，近几年平均年降水量约400毫米。一方面生产生活水资源贫乏，另一方面多个矿井的矿井水外排，造成水资源污染。2009年，为彻底解决矿井水不达标排放及工业用水紧张问题，利用原华源矿地下矿井水为水源，孙村煤矿分两期投资投资近1800余万元兴建一座占地面积约4000平方米，每小时处理700立方米矿井水的综合治理水厂，处理后的矿井水可作为矿区工业用水、电厂生产用水水源，减少外排水造成的环境污染，实现废水再生循环利用。 一、矿井水处理 1、一期矿井水处理工艺确定 经矿井水水质化验和水文分析

4、报告得悉，该矿井水属于高铁、高锰、高硫酸盐的高矿化度型矿井水，不但不能直接供电厂使用，也不能用于农业灌溉，而且远远超过煤炭工业污染物排放标准（gb204026-2006）中矿井水的排放标准。根据矿井水成分研究确定矿井水处理工艺为：曝气氧化、絮凝沉淀处理，然后再经v型锰砂滤池过滤，进一步除铁、锰，使水质符合外排水质要求。 2、一期矿井水处理流程 利用井口抽水泵的余压将矿井水直接打入矿井水处理站曝气池，池内采用曝气头曝气，曝气池出水自流入絮凝沉淀池，同时加入絮凝剂、助凝剂，池内设斜板，提高沉淀效率，经过沉淀后的出水自流入v型锰砂过滤池，达标水进入调节水池，多余水从该池溢流外排。电厂生产用水经提升泵

5、送至华源电厂作为生产补水。 絮凝沉淀池排泥进入污泥池，污泥池溢流进入废液池，v型过滤池反冲洗排水、压滤机滤液自流入废液池，采用潜污泵打回调节池，进行处理，不外排。 本工程产生少量的污泥，约2600kg，利用带式压滤机和离心机对其进行脱水，去除煤泥中的大量水分，从而缩小其体积、减轻其重量。经过脱水、干化处理，污泥含水率从98%左右降到70%左右，有利于运输和后续处理。 华源水处理站经验收合格后投入运行，处理规模为700m3/h，日处理16800 m3/d。其中8800 m3/d经过处理后达标外排；其余8000m3/d经过进二期处理达到电厂的生产用水水源。原矿井水指标参数ph=8；ss=0100m

6、g/l；铁53.5 mg/l；锰4.6 mg/l；硫酸盐1340 mg/l ；含盐量=3600（以电导率计）us/cm；解性固体=2510 mg/l ；总硬度=1590 mg/l；矿井水一期处理后指标参数：ph=6.09.0 ； ss30mg/l； cod 50mg/l ； bod520mg/l 锰2.0mg/l；铁6.0mg/l，符合山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准（db37/599-2006）中一般保护区标准，实现达标排放。 3、二期矿井水处理工艺确定 华源矿井水处理站一期工程处理后的水质实现达标放排，少部分一期处理水可以作为电厂煤泥掺混、脱硫用水，利用量约为800 m3/d。不能直

7、接作为循环冷却水和锅炉补充水使用，以满足与之毗邻的泰安新汶顶峰热电有限公司的生产使用。为更好的充分利用该水源，节约泰安新汶顶峰热电有限公司生产用水费用，需对该水源进行进一步深度除盐处理。2012年9月份，华源矿井水处理二期工程正式开工建设，在电厂原有生产能力为180 m3/h化学除盐设备基础上，增加产水能力120 m3/h的反渗透处理系统，利用国内比较成熟的膜渗透法和离子交换法进一步深度除盐处理。 4、二期矿井水处理流程 全自动过滤器活性碳过滤器反渗透处理装置阳离子交换器阴离子交换器混合离子交换器。 矿井水二期处理后，矿井水指标参数：硬度0umol/l；二氧化硅20ug/l；电导率（25）0.

8、2us/cm。符合电厂锅炉补给水主要标准指标：硬度0umol/l；溶解氧7ug/l；铁30ug/l；铜5ug/l；二氧化硅20ug/l； ph8.8-9.3；电导率0.2us/cm。 为满足电厂循环冷却水水质指标，矿井水一期处理后采用3000m/h再进一步经膜渗透处理与2000m/h锰砂过滤的水混合后达到如下指标：ph=6.58.5；ss510mg/l ；cod 50mg/l ；锰0.1mg/l；fe2+0.3mg/l；so2-4+cl-1000 mg/ l；总硬度（以caco3计）700mg/l。符合工业循环冷却水处理设计规范gb50050-2007及参考城市污水再生利用工业用水水质指标gb

9、/t19923-2005水质指标，ph=6.58.5；ss510mg/l ；cod 50mg/l ；锰0.1mg/l；fe2+0.3mg/l；so2-4+cl-1000 mg/ l；总硬度（以caco3计）700mg/l。 二、矿井水综合利用 1、矿井水二期处理后，冬季给电厂提供2880 m3/d的锅炉补给水，替代了原用自来水，每年可节约自来水资金60万元。 2、二期处理水约90 m3/h与一级处理水60 m3/h混合后作为电厂循环冷却水，4000 m3/d矿井水被利用。 3、一期处理水可以作为电厂煤泥掺混、脱硫用水，利用量约为800 m3/d。 4、除冬季外，矿井处理水输送至矿本井田内，满足

10、矿洗选厂生产用水及消防、绿化、降尘、冲地等用水需求，减少矿自来水使用量，每年可节约自来水资金150万元。 5、为减少煤泥水污染，加强洗选厂尾矿（煤泥）综合回收利用，优化煤泥水处理系统，巩固一级闭路循环。以工艺改造和洁净生产为中心，实现了洗煤水水煤浆尾矿水型煤废水回收洗煤的再循环。煤泥水处理系统进由原来的浓缩浮选改为直接浮选，对四台压滤机安装了接水盘，滤液水直接进入循环水池，把杂水由原来进入杂水池改为进30米耙浓池，沉淀后作为洗煤用水，提高了洗煤用水的质量，工业用水重复利用率达到98%以上，洗煤补充用水降至每吨原煤补充用水0.05吨，具同行业先进水平。 孙村煤矿建造的矿井水处理站，日处理16800 m3/d，8000 m3/d实现了循环利用，8000 m3/d实现了矿井水达标排放，达到了预期目标，该项技术被中国煤炭协会鉴定为国内领先。矿井水的综合利用，节约了水资源，减少了污染，年创效益700余万元，实现了矿井水水资源的综合治理、合理利用、节能减排、绿色环保、造福社会的目的，对于缓解矿区供水不足、改善矿区生态环境、最