西部矿区矿井水处理现状及发展分析.pdf

第 1 期 刘腾飞 任忠胜西部矿区矿井水处理现状及发展分析 西部矿区矿井水处理现状及发展分析 刘腾 飞 ， 任 忠胜 煤炭科学研究总院西安研究院， 陕西 西安7 1 0 0 5 4 摘要 通过调查西部矿 区矿井水水质特征和当前西部矿 区矿井水处理 工艺组成特点、 处理水平， 总结分析 了现 实生产 中所面临的严峻形势和技术 问题 ， 并提 出了相对应的措施和建议 ， 指 出了西部 矿 区矿井水处理的发展 方向。 关键词 西部矿区； 矿井水 ； 治理 ； 达标排放 ； 综合利用 中图分类号 X 7 0 3 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 1 7 4 9 X 2 0 0 9 0 1 0 0 1 1一 o 2 0引言 我国煤矿每年外排矿井水约 2 2亿 m ， 利用率 却不到 2 0 ％。矿井水来 源于地下水 ， 污染程度轻 ， 处理容易且成本低 ， 是一笔宝贵的水资源， 而将提升 上来的矿井水作为废水白白排掉非常可惜 。 我国西部赋存着丰富的煤炭资源 ， 有着大小不 同生产水平的矿井。根据地质条件及生产技术 的不 同， 矿井水的处理技术存在着较大的差别 。而西部 矿区用水越来越紧张的现实状况及环境的进一步恶 化 ， 已严重制约了矿井生产和职工的 日常生活。 1 矿 井水水质特征 煤矿矿井水中含有各种各样的污染物。据全国 煤矿矿井水水质调查资料表明 ， 矿井水 中普遍含有 以煤粉和岩粉形成 的悬浮物以及可溶 的无机盐类 ， 一 些矿井水中还含有有毒和有害物质， 以及放射性 元素等。若未经过处理， 直接外排， 势必造成矿区周 围环境的污染 。我 国西北地 区矿井水主要是含悬浮 物矿井水、 高矿化度矿井水以及部分含氟、 铁、 锰等 重金属离子的矿井水。 据调查统计， 西部矿区陕西境内部分代表性煤 矿矿井水水质概况如表 1 所示⋯。 据以上水质及调查分析 ， 西部矿区矿井水水质 有以下特点 ①水质主要以悬浮物 s s为主， 其处理 即以此为重点处理对象； ②矿井水中 C O D 、 B O D含 量一般都较少， 超标不严重； ③因污染物以悬浮物为 主， 导致其色度较重， 混浊度较大； ④高矿化度矿井 水和酸、 碱性严重及含氟、 铁、 锰等重金属离子的矿 井水、 放射性矿井水只分布在一定区域。 表 1 西部矿区煤矿矿井水水质概况一览表 由于矿井生产规模 以及生产条件的差异 ， 在实 际生产过程中， 即便是在同一个矿区的不同矿井， 其 收稿 日期 2 0 0 80 52 6 作者简介 刘腾飞 1 9 8 0 一 ， 男 ， 河北安平人， 2 0 0 6年西安科技大学 采矿工程硕 士毕业 ， 工程师 ， 从事环境影响软件及环境治理工作。 生产中的矿井水水质在一定程度上也存在差异。 2 矿井水处理技术特点及类型 2 ． 1 矿井水处理工艺及功能单元特征 国内含悬浮物矿井水净化处理作为生活或生产 1 2 陕西煤炭 2 0 0 9焦 用水主要采用混凝、 沉淀 、 过滤 、 消毒处理工艺。由 于矿井水中悬浮物含量不同， 处理规模不同， 各地使 用的构筑物或者设备也不同。西部矿区煤炭资源丰 富 ， 但是先进的生产技术和管理应用没有广泛推广 ， 在此基础上矿井水处理 的 目标主要 以达标排放 为 主 ， 目前正在向工业回用和生活回用方向发展 。 据调查 ， 目前煤矿主要采用的矿井水处理工艺 如图 1 所示 。 塑塑卜 _ 叫塑 堡 卜 I 叫 兰 堡 卜 _ 叫塾 些卜 _ 叫 量 预处理 ；混凝沉淀 ；过滤单元 i消毒单元 图 1 西部矿区矿井水常规处理工艺 工艺过程中各功能单元主要特征如下。 预处理 预处理功能单元 主要是通过格栅去除 污水中的较大污染物， 一般分粗格栅和细格栅； 通过 调节沉淀池调节 水质水量 ， 并且去除部分 s s ， 沉 淀 池一般采用平流式沉淀池 、 斜管 板 沉淀池 ， 其 处 理能耗小 ， 但处理设施 占地面积大 ， 预处理单元是后 期处理的有效保证。 混凝沉淀 悬浮物为主的矿井水处理通常通过 采用加入混凝剂 的手段使污染物混凝沉淀得 到净 化。混凝剂包括絮凝剂和助凝剂 ， 絮凝剂是通过聚 集粘附等作用使水体中 s s等杂质生成絮壮物而沉 淀， 目 前聚合氯化铝 P A C 较为常用， 也有用聚合铝 铁 P A F C 的 ； 助凝剂是改善或强化混凝过程 而投 加的辅助药剂， 主要采用聚丙烯酰胺 P A M 。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 中水泵混合采用较广。 过滤单元 矿井水处理常用的过滤设施有快滤 池和重力式无阀滤池 。快滤池管路、 阀门系统复杂 ， 反冲洗操作繁琐； 重力式无阀滤池能自动反冲洗， 操 作简便， 管理和维护方便， 应用较为广泛。滤料通常 采用无烟煤和石英砂双层滤料。 消毒单元 矿井水净化处理后作为生活用水必 须经过消毒处理， 一般采用二氧化氯发生器生产二 氧化氯消毒 ， 次氯酸钠和液氯采用较少。另外 ， 一般 污水处理系统还包括中和及污泥处理单元， 对处理 过程中水质 p H值产生的污泥进行妥善处理。综合 分析矿井水处理工艺流程， 混凝沉淀单元在矿井水 处理过程中有至关重要 的作用， 此过程是矿井水是 否能达标排放以及进一步处理 回用的关键 。但是通 常预处理程度将直接影响后续处理效果 ， 过滤与消 毒单元则对于矿井水进一步回用具有重要意义。 2 ． 2 西部矿区矿井水处理分类 根据实际调查分析 ， 目前我国西部矿区煤矿矿 井水处理水平可划分为以下几种类型。 大型煤矿 生产技术先进， 配套有完善的矿井水 处理系统 ， 功能单元齐全， 以矿井水处理后工业回用 或者生活回用为目标， 如神府矿区神东煤炭分公司 各大型矿井污水处理系统。 中型煤矿 生产技术一般， 配套建设有常规矿井 水处理系统 ， 功能单元齐全 ， 以矿井水处理后达标排 放或部分工业回用为 目标 ， 如彬长矿区、 铜川矿区等 国有煤矿生产企业 。 小型煤矿 生产技术相对落后， 基本上只配套有 沉淀处理系统 ， 以矿井水处理后达标排放为目标 ， 处 理工艺功能单元不全备 ， 难以达标排放 ， 存在偷排 、 直排现象 ， 如各矿区的个人或集体小煤矿。 我国西部矿 区矿井水处理水平总体不高 ， 企业 矿井水的处理水平与其生产技术 、 管理、 资金投入以 及当地环境保护部门的严格要求存在一定的关系。 3 矿井水 处理面 临的问题及发展方 向 3 ． 1 西部矿区矿井水处理面临问题 由于我国西部矿区生产技术前期发展缓慢， 中 小煤矿及老矿区较多， 在矿井水处理方面还没有形 成一定的先进模式 和水平， 目前仍面临诸多问 题 J 。①据统计我国西部矿区矿井水年涌水量约 1 4 亿 m ， 处理率不到4 0 ％， 利用率不到 1 5 ％； ②西 部矿区存在大量 中小 型私人或者集体煤矿 ， 生产规 模较小 、 生产技术落后 ， 不具备矿井水处理设施 ， 矿 井水只采取简单沉淀处理后直排地面河流 ， 造成环 境污染 ； ③部分具备了矿井水处理系统的企业 ， 为减 少运行费用和排污费用 ， 不运行污水处理设施 ， 或者 由于管理和技术因素不能正常运行 ， 矿井水偷排或 不达标排放； ④目前西部矿区污水处理系统总体自 动化监测和控制水平比较低， 利用人力清污、 加药情 况较多， 科技含量较低； ⑤污水处理工作人员知识水 平普遍较低， 只能进行正常操作， 遇到非正常情况应 变能力及继续学习提高能力有限， 不能保证污水处 理系统的长期稳定运行； ⑥矿井水属污染程度较低、 处理工艺相对简单的污水 ， 目前西部矿 区对于矿井 水的深度处理以便生活回用技术有待进一步发展。 第 1 期 庄建国 郑忠友 宋伟波罗矿井开拓与开采的设计探讨 l 3 波罗矿井开拓与开采 的设计探讨 庄建国， 郑忠友 ， 宋伟 中煤西安设计工程有限责任公司， 陕西 西安7 1 0 0 5 4 摘要 根据波 罗矿井地面及煤层赋存条件 ， 通过技术经济比较确定了矿 井工业场地位置与井田开 拓方案， 达到了井田开拓布置合理、 系统简单、 给甲醇厂供煤方便、 交通运输便利、 高产高效的目的。 关键词 工业场地场址； 井田开拓； 矿 井开采 中图分类号 T D 8 2 2 ． 2 文献标识码 B 文章编号 1 6 7 1 7 4 9 X 2 0 0 9 O 1 0 0 1 3 0 3 0 引言 1 矿井资源条件及生产能力服务年限设计 波罗矿井位于榆横矿区 北 区 的南部 ， 地处榆 林市西南约 2 5 k m处。井 田东西长 2 6 ． 5 k m， 南北 宽 1 2 ． 0～1 7 ． 0 k m， 面积约 3 3 9 ． 5 k m 。波罗矿井属 榆横煤化学工业 区近期 2 ． 4 0 b i t ／ a煤制 甲醇 、 远期 4 ． 8 O M t／ a 煤制甲醇项 目的配套供煤矿井。 1 ． 1 资源条件 波罗井 田地质构造简单 ， 总体构造形态为一 向 北西缓倾的单斜构造， 倾角不足 1 。 。井田含煤地层 为侏罗系中统延安组 ， 共含可采煤层 3层 ， 自上而下 编号依次为2 、 3 、 5 号煤层， 其中2 、 5号煤层仅西北 3 ． 2 政策分析及发展方向 面对矿井水大量流失和对地表水系造成的严重 污染 ， 煤炭工业 “ 十一五” 发展规划提 出， 到 2 0 1 0年 末， 晋、 陕、 蒙等缺水地区， 矿井水回用率必须达到 8 5 ％ ， 新建矿井水 回用率必须达到 9 0 ％ L 4 J 。所 以， 研究矿井水处理和回用技术 ， 是经济与环境和谐 发 展的需要 ， 是 国家大政方针的需要 ， 是矿区可持续发 展的迫切需要 。 西部蕴藏着全国大部分的煤炭资源 ， 煤矿开采 成为地方经济发展和人民生活的基础。现实生产当 中， 大量的矿井水排放即浪费了资源 ， 也对地方环境 造成 了污染 ， 环境破 坏相对严重 ， 难 以达 到 国家要 求。针对西部矿 区生产技术落后 、 污水治理水平不 高、 回用率低等现实问题 ， 西部矿区应抓住国家煤炭 资源整合、 节能减排、 生态恢复治理等机会 ， 将矿井 水的治理及回用作为持续发展的重要工作来开展。 4建议 收稿 日期 2 0 0 8 0 31 1 作者简介 庄建国 1 9 6 9 一 ， 男， 浙江海宁人， 1 9 9 1 年毕业于中国矿 业大学采矿工程系， 高级工程师， 主任工程师。 建议采取措施如下 ①充分调查西部矿区矿井 水处理现状， 掌握实际生产运行中矿井水处理存在 问题； ②严格执行国家有关矿井水处理及利用的政 策和指标； ③引进或者采用适合西部矿区水质特点 的处理方式和系统设施 ， 提高处理水平 ； ④加强矿井 水处理工作人员上 岗培训 ， 提高技术素养和知识水 平， 能具备自我发现问题解决问题的能力； ⑤ 提倡 有条件矿区对矿井水实施深度 处理 ， 实现矿井水工 业回用， 以及实现水资源贫乏地区的矿井水生活回 用， 并考虑生态综合治理。 参考文献 [ 1 ] 周笑绿， 张 萍 ， 等 ．利用粉煤灰处理神木煤田大 柳塔矿矿井废水研究[ J ] ．洁净煤技术 ， 2 0 0 7 ， 1 3 1 7 6 7 8 ． [ 2 ] 任秀莲 ．试论矿井水资源的综合开发利用[ J ] ． 能源技术与管理， 2 0 0 6， 5 5 4 ． [ 3 ] 黄国军， 等 ． 矿井水处理方法和综合利用 ．矿业 快报， 2 0 0 7 ， 4 1 1 ． [ 4 ] 国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通 知 ．国发[ 2 0 0 7 ] 1 5号 ．