煤礦建井期間掘進廢水處理工藝及工程實踐

張 濤

（中煤科工集團西安研究院有限公司 陜西西安 710054）

煤炭是我國的主要能源，占我國一次性能源消耗量的70%左右，這種以煤炭為主的能源結構在今后相當長時期內將不會發生大的變化，我國“十二五”期間煤礦新開工規模為7.4億噸/年。井筒掘進時通過不同的含水層會產生大量的含有高懸浮物的建井廢水，由于煤礦建設具有行業特殊性，井筒掘進往往比地面設施建設提前1-2年進行，在此期間煤礦工業場地礦井水處理系統尚未建成，掘進廢水通過簡單的沉淀池進行自然沉淀無法將大部分膠體顆粒物去除，外排會嚴重污染地表水體。

1 水質特征及處理工藝

1.1 水質特征

以陜西某在建煤礦為例，該礦井建井期間產生的掘進廢水水量為20m3/h，主要污染物為不同巖性的懸浮物和少量油類，懸浮物濃度較高，粒度較細，呈膠體狀態。根據現場采樣測定，掘進廢水中SS含量在2000～3000mg/L之間波動，且隨著掘進到不同的地層粒徑差異很大，水質極不穩定，靠礦方已有的沉淀池自然沉淀已不能滿足外排要求。

1.2 處理工藝

根據當地環保部門要求，建井廢水經處理后出水水質應滿足《煤炭工業污染物排放標準》（GB20426—2006）排放標準。通過對現場水樣的水質分析和實驗室凈化試驗，確定采用混凝、沉淀、過濾處理工藝，混凝劑采用聚合氯化鋁（PAC），絮凝劑采用聚丙烯酰胺（PAM）。由于建井廢水處理工程為臨時工程，為節約資金，對礦方現有沉淀池進行改造，改造為調節池、沉淀池、中間水池以滿足工藝要求。

1.3 工藝流程

圖1 建井廢水工藝流程圖

建井高懸浮物廢水排出地面后進入調節池調節水質水量，然后由提升泵提升并經過管道混合器（投加PAC、PAM藥劑）加藥后進入沉淀池進行混凝沉淀，沉淀池上清液經過溢流堰自流至中間水池，中間水池水由潛污泵提升至一體化凈水器進行二級混凝、沉淀、過濾，最后排放至清水池回用；污泥外排至污泥干化池干化后外運。工藝流程見圖1所示。

2 主要構筑物及設備

2.1 調節池：調節水質水量，尺寸為7.0m×5.0m×5.2m，有效容積為164.5m3。

2.2 沉淀池：懸浮物進行混凝反應后沉淀，尺寸為5.0m×3.5m×5.2m，有效容積為82.25m3。

2.3 中間水池：沉淀池上清液通過溢流堰溢流至中間水池，為一體化凈水器提供水源，尺寸為5.0m×3.5m×5.2m，有效容積為82.25m3。

2.4 清水回用池：儲存一體化凈水器出水并回用礦井工業場地，尺寸為5.0m×3.0m×3.5m，有效容積為46.5m3。

2.5 一體化凈水設備：進行混凝沉淀過濾處理，型號為ZJS-Ⅱ-20（Q=20m3/h），尺寸為3.0m×2.5m×4.35m。

2.6 管道混合器：投加PAC、PAM，規格為DN300，2個。

2.7 加藥裝置：加藥箱3只，攪拌機3臺，米頓羅精密加藥計量泵，3臺（2用1備）。

2.8 提升泵：凱泉 WQ65-20-15-2.2，Q=20m3/h，H=15m，N=2.2Kw；2用2備，含二套液位控制裝置。

2.9 污泥泵：50YU2.75，Q=5m3/h，H=10m，P=0.75Kw；2用 1備。

2.10 潛水攪拌機：QJB1.5/6-260/3-960S，P=1.5kw，轉速為960r/min，2臺。

2.11 電控設備：1套。

3 運行效果

該礦建井廢水處理站實際運行一年期間，出水水質能夠滿足《煤炭工業污染物排放標準》（GB20426—2006）要求，噸水處理費用約0.38元。經過處理的建井廢水部分作為煤礦施工、生產用水，節約了水資源，取得了較好的環境效益和經濟效益。

4 結語

根據調查，目前煤礦建井廢水往往直排或者簡單沉淀后外排，由于其懸浮物含量高且多為膠體存在，靠自然沉淀不能被去除，因此無法滿足環保要求。本礦通過對建井廢水處理，實現了綜合利用，取得了較好的環境效益和經濟效益。鑒于我國“十二五”期間煤礦新開工規模較大，建井廢水處理亟待引起重視和采取更加有效處理措施來保護環境。

[1]譚金生,黃昌鳳,郭中權.高懸浮物高礦化度礦井水處理工藝及工程實踐[J].能源環境保護,2012,27（3）：30-32.

[2]鄧仁健,任伯幟,王政華,周賽軍.高懸浮物煤礦廢水處理工程的調試與運行[J].給水排水,2009,35（11）：65-67.