礦井水凈化設(shè)備

我國(guó)是一個(gè)淡水貧乏的國(guó)家，人均擁有水量?jī)H是世界人均水量的1/4，而且分布極不均勻。北方地區(qū)煤炭資源豐富，占全國(guó)煤炭總儲(chǔ)量的80%以上，水資源僅占全國(guó)總量的20%。礦區(qū)缺水十分缺水。

“據(jù)調(diào)查，全國(guó)約有70%的礦區(qū)面臨缺水，有40%的煤礦缺水，國(guó)有煤礦缺水達(dá)69。86m3/d其中生活33，06m3/d。東北，西北，山西，內(nèi)蒙古以及新疆是我國(guó)的主要產(chǎn)煤區(qū)這些地區(qū)煤礦用水極為緊張，有些礦區(qū)每天供水不足4h，嚴(yán)重制約了礦山生產(chǎn)和影響煤炭職工的正常生活，而全國(guó)每年煤礦排22億立方米礦井水中，相當(dāng)一部分是僅含煤粉和巖粉污染物的礦井水，這些礦井水污染程度輕，處理容易，成本底，經(jīng)混凝，沉淀，過(guò)濾消毒處理后可用作煤礦職工生產(chǎn)，生活用水”。但是，長(zhǎng)期以來(lái)，由于資金和技術(shù)等方面的原因，礦井水回用率仍維持在一個(gè)較低的水平，這不僅造成水資源的浪費(fèi)，而且這些含污染物的礦井水外排造成環(huán)境污染，煤礦企業(yè)必須繳納排污費(fèi)，和水資源損失費(fèi)。所以，礦井水的處理具有重要的意義。

“我國(guó)煤礦礦井水年排放量約為22億t，而礦井水的資源化利用率僅在20%左右，大量未經(jīng)處理的礦井水直接排放，不僅污染了環(huán)境，而且還浪費(fèi)了寶貴的礦井水資源”^【2】。我國(guó)煤礦企業(yè)多分 布在干旱和半干旱地區(qū)，水資源較貧乏，約2/3的煤礦缺水和嚴(yán)重缺水，生產(chǎn)和生活用水緊張，在相當(dāng)程度上制約了煤炭生產(chǎn)和礦區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

煤礦飲用水凈化設(shè)備設(shè)計(jì)的意義在于，后作為生產(chǎn)和生活用水可以減少地下深井水的開(kāi)采量，節(jié)約地下水資源，保護(hù)礦區(qū)地下水和地表水的自然平衡；可以解決過(guò)度開(kāi)采地下深井水帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，改善煤礦企業(yè)和周圍村莊之間的關(guān)系；可以解決礦區(qū)用水量日益增加和水資源越來(lái)越短缺的矛盾， 保證煤礦企業(yè)的正常生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)，提高煤礦企業(yè)的綜合效益，促進(jìn)礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。

 煤礦飲用水凈化設(shè)備工藝“我國(guó)礦井水凈化處理技術(shù)起始于上世紀(jì)70年代末，目前用于處理能力在每天幾萬(wàn)t以下的，處理地表江河、湖泊水的凈化處理構(gòu)筑物，在煤礦礦井水處理工藝中大部分被采用過(guò)，如預(yù)沉調(diào)節(jié)池、反應(yīng)沉淀池(或澄清池)、過(guò)濾池等” ^【7】。礦井水凈化處理后可作工業(yè) 用水或生活用水。已投入使用的凈化處理技術(shù)主要有：沉淀、混凝沉淀、混凝 沉淀過(guò)濾(混凝澄清過(guò)濾)等。處理后直接排放的礦井水，通常采用沉淀或混凝沉淀處理技術(shù)。處理后作為生產(chǎn)用水或其它用水的，通常采用混凝沉淀過(guò)濾(混凝澄清過(guò)濾)處理技術(shù) 。處理后作為生活用水，過(guò)濾后必須再經(jīng)過(guò)消毒處理。有些含懸浮物的礦井水含鹽量較高，處理后作為生活飲用水還必須在凈化后再經(jīng)過(guò)淡化處理。

(2)國(guó)內(nèi)外礦井水處理技術(shù)現(xiàn)狀

1)混凝劑和混合形式

“含懸浮物礦井水凈化處理通常采用鋁鹽或鐵鹽混凝劑。目前聚合氯化鋁較為常用，也有用 聚合鋁鐵的。絮凝劑主要采用聚丙烯酰胺” ^【5】。

礦井水處理中混凝劑混合方式通常采用水泵混合、管道混合器混合和機(jī)械混合，其中水泵混 合較常采用。

2)沉淀和澄清

礦井水凈化處理采用沉淀池或澄清池作為主要處理單元。沉淀池采用平流式沉淀、斜管(板)沉淀，其處理能耗小，但存在處理設(shè)施占地面積大，沉淀污泥易堵塞造成排泥不 暢等缺點(diǎn)。機(jī)械加速澄清池、水力循環(huán)澄清池都是集混凝反應(yīng)和沉淀過(guò)程于一體的水處理設(shè) 施，水力循環(huán)澄清池具有處理過(guò)程中動(dòng)力消耗低、耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)、設(shè)施維護(hù)簡(jiǎn)單和 操作方便等優(yōu)點(diǎn)。機(jī)械加速澄清池占地面積較小，但處理能耗大、設(shè)備維護(hù)工作量大，實(shí)際 應(yīng)用中處理效果不如水力循環(huán)澄清池好。氣浮池也有應(yīng)用，但應(yīng)用較少。

3)過(guò)濾

礦井水處理常用的過(guò)濾設(shè)施有快濾池和重力式無(wú)閥濾池。快濾池管路、閥門系統(tǒng)復(fù)雜，反沖 洗操作繁瑣；重力式無(wú)閥濾池能自動(dòng)反沖洗，操作簡(jiǎn)便，管理和維護(hù)方便。濾池通常采用無(wú) 煙煤和石英砂雙層濾料。

4)消毒

“礦井水凈化處理后作為生活用水必須經(jīng)過(guò)消毒處理，一般采用二氧化氯、臭氧和紫外線殺菌消毒”。

5)煤礦井水中主要含有以煤屑為主的懸浮物，具有色黑、加藥后 形成的 礬花結(jié)構(gòu)松散、沉降速度慢等特點(diǎn)。許多含懸浮物礦井水處理工程，投入運(yùn)行后，設(shè)計(jì)水量 和水質(zhì)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，主要是因?yàn)榉磻?yīng)不充分、平流或斜管沉淀池表面負(fù)荷取值較大所 致。另一方面，由于提升泵、供水泵、加藥設(shè)備、消毒設(shè)備、控制系統(tǒng)和附屬建(構(gòu))筑等 均按設(shè)計(jì)處理水量設(shè)計(jì)，這就造成工程投資的巨大浪費(fèi)。

6)不同煤礦的礦井水中所含懸浮物的濃度差異較大，決定了投加混凝劑種類和數(shù)量不盡相 同。由于混凝藥劑選擇和投加不當(dāng)，使得一些煤礦礦井水處理后達(dá)不到預(yù)期效果。由于不能 及時(shí)對(duì)進(jìn)水和出水水質(zhì)、處理流量、加藥量、水池液位等進(jìn)行監(jiān)控，許多礦井水處理工程 只有水泵和簡(jiǎn)易的加藥裝置，因此，礦井水處理后的水量和水質(zhì)無(wú)法得到保證。

7)煤礦井下生產(chǎn)使用的采掘機(jī)械需要使用乳化油和機(jī)油，油類物質(zhì)進(jìn)入礦井 水中，采用常規(guī)混凝。

在設(shè)計(jì)中選擇水處理工藝時(shí),不但要根據(jù)原水水質(zhì),而且要考慮使用單位對(duì)水質(zhì)的合理要求。

我國(guó)是一個(gè)淡水貧乏的國(guó)家，人均擁有水量?jī)H是世界人均水量的1/4，而且分布極不均勻。北方地區(qū)煤炭資源豐富，占全國(guó)煤炭總儲(chǔ)量的80%以上，水資源僅占全國(guó)總量的20%。礦區(qū)缺水十分缺水。

“據(jù)調(diào)查，全國(guó)約有70%的礦區(qū)面臨缺水，有40%的煤礦缺水，國(guó)有煤礦缺水達(dá)69。86m3/d其中生活33，06m3/d。東北，西北，山西，內(nèi)蒙古以及新疆是我國(guó)的主要產(chǎn)煤區(qū)這些地區(qū)煤礦用水極為緊張，有些礦區(qū)每天供水不足4h，嚴(yán)重制約了礦山生產(chǎn)和影響煤炭職工的正常生活，而全國(guó)每年煤礦排22億立方米礦井水中，相當(dāng)一部分是僅含煤粉和巖粉污染物的礦井水，這些礦井水污染程度輕，處理容易，成本底，經(jīng)混凝，沉淀，過(guò)濾消毒處理后可用作煤礦職工生產(chǎn)，生活用水”。但是，長(zhǎng)期以來(lái)，由于資金和技術(shù)等方面的原因，礦井水回用率仍維持在一個(gè)較低的水平，這不僅造成水資源的浪費(fèi)，而且這些含污染物的礦井水外排造成環(huán)境污染，煤礦企業(yè)必須繳納排污費(fèi)，和水資源損失費(fèi)。所以，礦井水的處理具有重要的意義。

“我國(guó)煤礦礦井水年排放量約為22億t，而礦井水的資源化利用率僅在20%左右，大量未經(jīng)處理的礦井水直接排放，不僅污染了環(huán)境，而且還浪費(fèi)了寶貴的礦井水資源”^【2】。我國(guó)煤礦企業(yè)多分 布在干旱和半干旱地區(qū)，水資源較貧乏，約2/3的煤礦缺水和嚴(yán)重缺水，生產(chǎn)和生活用水緊張，在相當(dāng)程度上制約了煤炭生產(chǎn)和礦區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

煤礦飲用水凈化設(shè)備設(shè)計(jì)的意義在于，后作為生產(chǎn)和生活用水可以減少地下深井水的開(kāi)采量，節(jié)約地下水資源，保護(hù)礦區(qū)地下水和地表水的自然平衡；可以解決過(guò)度開(kāi)采地下深井水帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，改善煤礦企業(yè)和周圍村莊之間的關(guān)系；可以解決礦區(qū)用水量日益增加和水資源越來(lái)越短缺的矛盾， 保證煤礦企業(yè)的正常生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)，提高煤礦企業(yè)的綜合效益，促進(jìn)礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。

 煤礦飲用水凈化設(shè)備工藝“我國(guó)礦井水凈化處理技術(shù)起始于上世紀(jì)70年代末，目前用于處理能力在每天幾萬(wàn)t以下的，處理地表江河、湖泊水的凈化處理構(gòu)筑物，在煤礦礦井水處理工藝中大部分被采用過(guò)，如預(yù)沉調(diào)節(jié)池、反應(yīng)沉淀池(或澄清池)、過(guò)濾池等” ^【7】。礦井水凈化處理后可作工業(yè) 用水或生活用水。已投入使用的凈化處理技術(shù)主要有：沉淀、混凝沉淀、混凝 沉淀過(guò)濾(混凝澄清過(guò)濾)等。處理后直接排放的礦井水，通常采用沉淀或混凝沉淀處理技術(shù)。處理后作為生產(chǎn)用水或其它用水的，通常采用混凝沉淀過(guò)濾(混凝澄清過(guò)濾)處理技術(shù) 。處理后作為生活用水，過(guò)濾后必須再經(jīng)過(guò)消毒處理。有些含懸浮物的礦井水含鹽量較高，處理后作為生活飲用水還必須在凈化后再經(jīng)過(guò)淡化處理。

(2)國(guó)內(nèi)外礦井水處理技術(shù)現(xiàn)狀

1)混凝劑和混合形式

“含懸浮物礦井水凈化處理通常采用鋁鹽或鐵鹽混凝劑。目前聚合氯化鋁較為常用，也有用 聚合鋁鐵的。絮凝劑主要采用聚丙烯酰胺” ^【5】。

礦井水處理中混凝劑混合方式通常采用水泵混合、管道混合器混合和機(jī)械混合，其中水泵混 合較常采用。

2)沉淀和澄清

礦井水凈化處理采用沉淀池或澄清池作為主要處理單元。沉淀池采用平流式沉淀、斜管(板)沉淀，其處理能耗小，但存在處理設(shè)施占地面積大，沉淀污泥易堵塞造成排泥不 暢等缺點(diǎn)。機(jī)械加速澄清池、水力循環(huán)澄清池都是集混凝反應(yīng)和沉淀過(guò)程于一體的水處理設(shè) 施，水力循環(huán)澄清池具有處理過(guò)程中動(dòng)力消耗低、耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)、設(shè)施維護(hù)簡(jiǎn)單和 操作方便等優(yōu)點(diǎn)。機(jī)械加速澄清池占地面積較小，但處理能耗大、設(shè)備維護(hù)工作量大，實(shí)際 應(yīng)用中處理效果不如水力循環(huán)澄清池好。氣浮池也有應(yīng)用，但應(yīng)用較少。

3)過(guò)濾

礦井水處理常用的過(guò)濾設(shè)施有快濾池和重力式無(wú)閥濾池。快濾池管路、閥門系統(tǒng)復(fù)雜，反沖 洗操作繁瑣；重力式無(wú)閥濾池能自動(dòng)反沖洗，操作簡(jiǎn)便，管理和維護(hù)方便。濾池通常采用無(wú) 煙煤和石英砂雙層濾料。

4)消毒

“礦井水凈化處理后作為生活用水必須經(jīng)過(guò)消毒處理，一般采用二氧化氯、臭氧和紫外線殺菌消毒”。

5)煤礦井水中主要含有以煤屑為主的懸浮物，具有色黑、加藥后 形成的 礬花結(jié)構(gòu)松散、沉降速度慢等特點(diǎn)。許多含懸浮物礦井水處理工程，投入運(yùn)行后，設(shè)計(jì)水量 和水質(zhì)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，主要是因?yàn)榉磻?yīng)不充分、平流或斜管沉淀池表面負(fù)荷取值較大所 致。另一方面，由于提升泵、供水泵、加藥設(shè)備、消毒設(shè)備、控制系統(tǒng)和附屬建(構(gòu))筑等 均按設(shè)計(jì)處理水量設(shè)計(jì)，這就造成工程投資的巨大浪費(fèi)。

6)不同煤礦的礦井水中所含懸浮物的濃度差異較大，決定了投加混凝劑種類和數(shù)量不盡相 同。由于混凝藥劑選擇和投加不當(dāng)，使得一些煤礦礦井水處理后達(dá)不到預(yù)期效果。由于不能 及時(shí)對(duì)進(jìn)水和出水水質(zhì)、處理流量、加藥量、水池液位等進(jìn)行監(jiān)控，許多礦井水處理工程 只有水泵和簡(jiǎn)易的加藥裝置，因此，礦井水處理后的水量和水質(zhì)無(wú)法得到保證。

7)煤礦井下生產(chǎn)使用的采掘機(jī)械需要使用乳化油和機(jī)油，油類物質(zhì)進(jìn)入礦井 水中，采用常規(guī)混凝。

在設(shè)計(jì)中選擇水處理工藝時(shí),不但要根據(jù)原水水質(zhì),而且要考慮使用單位對(duì)水質(zhì)的合理要求。