矿井水综合利用

矿井水综合利用矿井水综合利用工程项目背景朱仙庄煤矿现有矿井水处理厂于1994年建成投产，前身为净化水厂，占地面积约500平方米。由6台一元化净水器组成的净化车间、消毒车间、一级泵房、二级泵房、2座各1500立方米的源水沉淀池、1座800立方米和1座500立方米清水池组成。由于一元化净水处理工艺落后，维修量大，成本高，矿井水处理不彻底，造成水资源浪费，不能达到环保要求。因此，我矿利用环保项目资金，对净化水厂进行扩建改造，于2011年建成投产了现在的矿井水处理厂。这个由高效澄清池、多介质滤池、吸水井、煤泥浓缩池、集控室等组成的现代化矿井水处理厂，自动化程度高，绿色环保，杜绝了矿井水外排，节约了水资源。矿井水处理厂每天处理矿井水3000立方米，处理后的净化水供选煤厂、矿北部工业广场使用。朱仙庄煤矿矿井水中的悬浮物含量较高，构成悬浮物的主要是煤尘、岩尘、粘土等细小颗粒物，尤其是煤尘，所含固体颗粒细、灰粉高，颗粒表面多带负电荷。为提高矿井水处理能力和处理水质，朱仙庄矿改扩建了一座日处理量为300Om3的矿井水处理厂。a.设计原则•严格执行国家有关环境保护政策，遵守国家有关法规、规范和标准。•设计采用处理效率高、出水水质好、投资少、能耗低、运行可靠的工艺流程及处理设备。在确保处理效果的前提下，做到工艺流程简洁、操作简单、管理方便、占地小、投资省、运行费用低。•选用国产先进、高效、节能、运行维护简便的设备，以节省能源，降低处理成本。•工艺设计采用全自动化控制，以提高运行管理水平，降低劳动强度，体现现代化水处理的先进水平。•建筑设计力求美观、大方，构筑物布置时尽量紧凑、合理，设施

及管线布置流畅、整齐，减少占地面积和管道费用。•充分利用原有设施，减少工程投资。b・设计参数•设计规模根据朱仙庄煤矿矿井涌水量大小及变化情况，确定设计规模3000m如。•设计水质设计出水水质为：出水水质执行《煤炭污染物排放标淮》(GB20426・2006),即pH=6~9，总悬浮物＜50mg/L,CODcr＜50mg/L，石油类＜5mg/Loc・处理工艺选择根据国内外矿井水常用的处理技术以及朱仙庄煤矿矿井水进水水质情况、出水水质要求，同时考虑到矿井水回用，经过综合比较，朱仙庄煤矿矿井水处理厂改扩建采用“高效澄清+多介质过滤”的工艺，见图。矿井达标去选朱仙庄煤矿矿井水处理工艺流程图（改扩建）矿井工艺中涉及到的高效澄清池是集混合、紫凝、沉淀于一体的水处理构筑物，且在反应过程中有部分污泥回流，使水中颗粒物质的浓度提高，有利于悬浮物质和絮体间的相互碰撞，增大絮体的粒度，加快絮凝体的沉降速率，可有效提高混凝、沉淀处理效果。所选工艺特点•工艺简单，技术成熟可靠，运行稳定，对水质、水量及水温的变化适应性较强，能够保证出水水质。•所选工艺占地面积省，单位面积产水量大，单位产水量投资相对较省，投药量小，运行费用底。•高效澄清池采用高效增强沉淀装置，能够达到更好的混凝沉淀效果，能自动定时排泥，配套自控系统，运行灵活且便于管理，能够根据进水水质、水量的不同，对工艺参数和操作进行适当调整。煤泥水（矿井水处理过程中）处理工艺选择矿井水在处理过程中，不可避免地会有煤泥水产生。主要产生煤泥水的工段是预沉调节池及澄清池，煤泥水的固相成分主要是煤粉。目前，国内矿井水处理产生的煤泥水处理的主要方法有：•和选煤厂的煤泥水一起处理矿井水处理澄清池产生的煤泥水（即底流），实际上含水率在95%-98%之间，其中的悬浮物（即煤粉）含量在2000-500Omg/L之间。矿井水产生的煤泥水中煤粉含量远远小于选煤厂的煤泥水（煤粉含量在10000mg/L以上）。矿井水产生的煤泥水量通常只有选煤厂的煤泥量的1/30~1/80,所以，对于企业有选煤厂的矿井水处理产生的煤泥水，一般都去选煤厂和煤泥水一并处理。•井下灌浆和煤场用水煤矿在开采过程中，需要进行井下灌浆处理，矿井水处理产生的煤泥水的特性可作为井下灌浆使用。也有些煤矿将矿井水处理后产生的煤泥水用于煤场。•煤泥干化场

在我国有些煤矿，在场地允许的条件下，可考虑采用煤泥干化场处理。该处理设施优点是投资小，运行管理简单，维修工作量小，缺点是占地大。•机械压滤处理目前，国内采用煤泥水压滤的方法为板框压滤、带式压滤及离心脱水机。该方法的优点是处理彻底，压滤出的煤泥饼含水率低。缺点是投资相对较大、运行成本高、机械设备故障多。考虑到桃园煤矿建有洗煤厂(洗煤厂内建有多座浓缩池)以及朱仙庄煤矿矿井水处理厂建设的场地情况，所以决定将矿井水处理厂的煤泥水进入洗煤厂一并处理，即采用第一种方法。矿井水综合利用方式目前，改扩建处理工艺中设计了多介质滤池来进行深度处理，以此进一步加大矿井水的利用量及利用途径。处理之后的水选煤厂补充水、地面绿化、锅炉房除尘等生产性用水，另一方面，处理后的矿井水不仅达到《煤炭污染物排放标淮》(GB20426-2006)，即pH为6~9，总悬浮物＜50mg/L,CODcr＜50mg/L,石油类＜5mg/L，也达到了农业灌溉用水标准，所以在当地农村大部分河流水已经污染的情况下，朱仙庄煤矿处理后矿井水可解决当地农村灌溉用水短缺问题。主要构筑物工艺设计•预沉调节池功能：对原水进行均质和均量，为后续处理工艺提供稳定的进水水量和水质，同时大的煤泥颗粒在此得以预沉，减小后续处理构筑物负荷。备注参数名称

尺寸

有效容积当」_■

数量构筑物参虹见表备注参数名称

尺寸

有效容积当」_■

数量——2座——一,一结构钢筋混凝土结构主要设备桁架式刮泥机型号为HJG-12结构主要设备桁架式刮泥机型号为HJG-12，室外安装，要求电机防雨，防冻，钢丝绳防矿井水腐蚀•煤泥浓缩池和泵房防雨，防冻，钢丝绳防矿井水腐蚀功能：煤泥浓缩池主要收集预沉池的排泥和澄清池的排泥。构筑物参缩池和泵房设计参数表^参数缩池和泵房设计参数表^参数煤泥浓缩池尺寸煤泥浓缩池有效容积泵房建筑面积结构r~数量•综合车间功能：综合车间为提升泵房、加药间、储药间、电控间、配电间等。38m2一,一Mr^筋混凝土结构.38m2一,一Mr^筋混凝土结构.ntr^煤泥浓缩池^房均为此结构各1座备注仝妇切参数名称^17777?口-1-仝拙.参数备注平面尺寸建筑面积层高3.6mV__rstr-—数量£士4/711座结构UWU'Jrl阵.ffil砖混•高效澄清池功能：综合车间设计参数表主要用于去除矿井水中的悬浮物、COD、机械油及乳化油。构筑物参数：见去高效澄清池设计参数表功能:功能:多介质滤池利用石英砂和无烟煤作双层滤料，能较完全地去除水中悬浮物和胶体，且具有自动反冲洗能力。构筑物参E表介质滤池设计参数表^座设计流

量池

总体积

^池外形尺^座设计流

量池

总体积

^池外形尺寸

结构125m3/h

——1座90.38m36.6X3.3x4.15m钢砼结构地上式•中水回用泵房功能：将深度处理后矿井水回用于选煤厂补充水、地面绿化、锅炉房除尘、工广等生产性用水。该项目的实施可以为煤矿生产、生活提供优质水源，减少煤矿取水量，节约水资源，同时也是煤矿生产顺利进行的有力保证。②社会效益

矿井水净化再利用，将有效地缓解矿区淡水资源紧张的问题，为生产的发展提供充足的水源。同时节省大量的淡水为职工生活提供重要保证，从而解决生产与生活争水矛盾，生产发展和人民生活水平提高都有积极的