我國煤礦礦井水處理技術現狀及其發展趨勢

張洋洋

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714092

摘要：在當前世界所面臨的五大難題中的環境問題、能源問題以及資源問題三大難題均與煤炭開采息息相關。與其他行業相比較而言，煤炭開采對環境的污染和生態環境的破壞更為嚴重，故此，研究煤礦礦井水處理技術就有非常現實性的意義。下文在探究我國煤礦礦井水處理技術現狀的基礎上探究了水處理技術的未來發展趨勢。

關鍵詞：煤炭開采；可持續發展

煤炭開采會大量占用土地資源，同時也會對水資源造成污染與破壞，比如為了確保安全而展開認為疏干排水和采動形成的導水裂隙對煤系含水層的自然疏干，共同破壞并污染了地下水資源。煤礦矸石山自燃、煤層瓦斯抽放以及礦井排風會造成大氣環境污染。以上種種都使得我們研究煤礦礦井水處理技術有了現實性的意義。處理礦井污水，變廢為寶，不僅能夠減輕環境壓力，同時還能夠節約資源，一舉兩得。

1 我國煤礦礦井水處理技術現狀

1.1 酸性礦井水的處理工藝

處理酸性礦井水普遍采用中和法。各種堿性物質可以被用作中和劑，其中純堿和苛性鈉用作中和劑從效果來講更有優勢，污泥體積小且用量少，但是因成本較高使用較少。當前應用最廣泛的中和劑為石灰或者石灰石。以石灰作為中和劑的相對應的處理工藝為石灰乳中和法，以石灰石作為中和劑的相對應的處理工藝為升流膨脹過濾中和法和中和滾筒過濾法。石灰乳中和法處理工藝簡單易于實現全自動控制操作，當前已被廣大企業所認可，使用較為廣泛。

石灰石升流膨脹過濾中和法選用細小的濾料，讓酸性水從下至上通過濾料，水及時將中和后產生的硫酸鈣帶走，通過此工藝法處理的水pH值能夠達到6.0以上。升流膨脹過濾中和法工藝的處理流程為：酸性礦井水→調節池→中和濾罐→沉砂池→曝氣池→斜管沉淀池→外排。

石灰石中和滾筒過濾法處理工藝操作簡便，易于管理，成本較低。但此工藝的缺點是大量的碳酸存在于中和后的出水中，致使出水的pH值通常情況下只能維持在4.04.5左右，難以實現排放標準要求。當前針對此法采取的解決措施為，針對中和后的出水展開曝氣處理，一種方式是讓Fe2+變成Fe3+，從而達到去除的目的；另一種方法是驅趕溶于水中的CO2，促使pH值升高。石灰石中和滾筒過濾法工藝的處理流程為：酸性礦井水→調節池→中和滾筒處理機→沉渣池→反應池→斜管沉淀池→外排。

1.2 苦咸水（高礦化度礦井水）中溶解性鹽類的去除工藝

據相關數據粗略估計，我國煤礦中約有40%的礦井水中含有大于1000mg/L的溶解性鹽類，遠遠超過了國家飲用水所規定的標準。處理凈化這類水是不能夠運用于對水質要求較高的場合，比如居民生活用水、井下配置乳化液、鍋爐補給等。但是用作一般工業用途是完全沒有問題的。去除苦咸水中的鹽類通常采用膜法工藝，往常采用電滲析工藝，近年來日漸成熟的的反滲透技術以低運行以及投資成本后來居上，有逐漸替代電滲析的發展趨勢。

1.3 礦井水中懸浮物的去除工藝

少量的黏土、巖粉和煤屑構成了煤礦礦井水的懸浮顆粒，其中煤屑居多，去除礦井水中懸浮物的工藝與自來水給水處理原理基本相同，詳細參見圖1礦井水凈化處理工藝流程。

礦井水中的硬度離子通常普遍較高，故此在處理礦井水中，可以適當加入除硬藥劑去除鎂離子與鈣離子，進而改善出水水質，大大拓寬用水范圍。

2 我國煤礦礦井水處理發展趨勢

近年來，在可持續發展戰略和科學發展觀的積極指導下，我國大部分煤礦企業已經將礦井水處理循環利用作為了企業發展章程，以往簡單處理礦井水便直接排放的行為再也不復存在了。如此一來，不僅有效節約了能源，還減輕了對生態環境的污染。當然，處理礦井水并加以循環利用對水利處理工藝有著更高的要求，而當前關于凈化處理礦井水的新工藝、新技術也在不斷研制、試用中。我們主要參照自來水廠的處理工藝來去除礦井水中的懸浮物，唯一的區別在于設計參數不同，但使用此種方式去除礦井水中的懸浮物施工周期較長，且占地面積大，工程投資也較為可觀，故此，我們亟待研究一些能夠高效凈化礦井水的裝置以及藥劑。當前雖然有新的藥劑不斷出現，但凈化藥劑在市場上占據主導地位的仍舊是較為傳統的混凝凈化藥劑。新出現的助凝藥劑需要根據不同水源進行區別使用。據此，我們需要將研制方向轉移至依照礦井水的不同水質特點研制不同的助凝藥劑，在這方面，將會有很大的發展空間。而且可以大大降低處理工藝成本，同時還有助于提升凈化水處理效果。

當前去除礦井水中懸浮物主要組成部分——泥煤的方法較多，最為普遍使用的工藝為沉淀法。但在煤礦企業開采工作中，礦井中極易融入密度比水都小的乳化物和廢機油，而這類物質極難通過沉淀法去除，這使得礦井水凈化工作困難重重。故此，未來研究煤礦礦井水處理工藝必須充分將油類物質的去除工序考慮在內，才能保證水處理效果。

3 結語

煤礦區作為當前自然生態環境破壞與污染較為嚴重的區域之一，必須采取相應對策解決當前污染嚴重的問題。而近年來，隨著科學技術水平的不斷發展以及在煤炭行業的廣泛應用，使得煤礦礦井水處理技術有了飛速發展，相信不久的未來，必將有性能更加優越的水處理技術被開發應用。

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