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1、.贺西煤矿矿井水综合利用实现“零”排放的可行性分析报告赵建升（汾西矿业集团公司贺西煤矿环保科 033300）摘要: 简述了贺西煤矿矿井水的现状, 探讨了贺西煤矿矿井水处理方法及综合利用, 并通过实际阐明了矿井水资源化的重要性。关键词: 矿井水排放； 污水回用；实现“零”排放一、前言水是生命的源泉,是人类社会经济生产和生活不可缺少的自然资源。但我国是一个严重缺水的国家, 人均占有的淡水资源在全世界排第84 位,而且水资源分布极不均衡。煤炭在我国能源结构中占70%以上, 一方面,我国的煤炭绝大部分蕴藏在北方缺水地区; 另一方面, 随着煤炭产量的不断增长, 又进一步加速了北方地区的缺水。如何把矿井水
2、作为一种水资源加以开发利用, 已引起煤炭行业的广泛重视。因此, 加速矿井水资源的开发和利用, 寻求先进而又经济可行的工艺和技术处理矿井水作为生产和生活用水, 已成为保证煤矿正常生产经营, 提高企业综合效益, 实现可持续发展的必由之路。在水资源日益缺乏的今天, 煤矿矿井水的综合利用是煤矿企业循环经济的战略思想的重要体现。矿井水资源化, 不但可减少废水排放量, 还能提高水的利用率。二、矿井水涌水量情况及水质分析贺西煤矿矿井水是指煤炭开采过程中地下地质性涌渗水的自然地下水。另外, 井下采煤生产过程中的洒水、降尘、灭火灌浆、消防及液压设备产生的含煤尘废水也是矿井水的一部分。因此, 它既具有地下水特征,
3、 但又受到人为污染。矿井水的特性取决于成煤的地质环境和煤系低层的矿物化学成分, 其中水文地质条件及充水因素对于矿井开采过程矿井废水的水质、水量有决定性的影响。贺西煤矿矿井水的水质含有一般悬浮物的矿井水，一般水质为pH 为中性, 矿化度小于1 000 mg/L, 其构成矿井悬浮物的主要成分是粒径极为细小的煤粉和岩尘。对于此类矿化度不高而悬浮物含量较高的矿井水, 有较成熟可行的工艺和经验。贺西煤矿采用传统给水处理净化工艺, 混凝、沉淀、过滤、消毒等工序处理, 其出水水质能达到矿区生产使用标准的要求。三、处理工艺及处理能力的开创性 贺西煤矿是国有大型煤矿, 现在正在审批年生产能力300万吨。贺西煤矿
4、新建一座处理能力为4800 m3/d矿井水处理站,矿井水采用预沉调节池+一体化净水器+多介质过滤器+保安过滤器+纳滤的处理工艺。具体工艺为：矿井水流至污水处理站后进入预沉调节池进行预处理，出水加入混凝剂（PAC）絮凝剂（PAM）等后，通过提升泵进入自动反冲洗一体化净水器，在经一体化净水器的混凝、沉淀、过滤（设有自动反冲洗）工序后，出水水质较好；再经水泵提升到多介质过滤器进一步过滤处理，并设保安过滤器，确保出水中SS等污染物达到进入纳滤系统的要求，最后的出水经纳滤处理后，进入回用水池。处理工艺中，在预沉调节池中设置刮泥机，撇渣刮泥机将预先沉淀的煤泥刮至集泥斗，再用污泥泵抽至污泥浓缩池。一体化净水
5、器沉淀池排泥直接进入污泥浓缩池，其反冲洗水回流至调节池。污泥浓缩池经过加药后再到脱水机进行脱水，再把滤饼通过输送机外运再利用。矿井水处理工艺流程见图1所示。图1 设计矿井水处理工艺根据矿井水处理工艺设计方案，处理后的矿井水达到煤炭工业污染物排放标准（GB20426-2006）标准和生活饮用水卫生标准（GB5749-2006），设计处理规模为4800m3/d，满足处理规模要求。四、综合利用的开创性分析井下水处理能力4800m3/d，工程投资1100.00万元，吨水运行处理费用为1.5元。贺西煤矿井下水处理工艺虽然较同类污水处理成本略高，主要是由于增加了多介质过滤和纳滤处理工艺，从而确保水质达到回
6、用标准，节约了水资源，间接产生经济效益。纳滤技术是一种介于超滤和反渗透之间的新型压力驱动膜分离技术。现广泛应用于废水处理、饮用水生产等领域，该技术可以有效的截留二价离子，较完全的去除病原体、重金属等。纳滤系统对TOC的降低程度均在90%以上。矿井采用三级过滤，确保处理后的矿井水可以达到生活饮用水卫生标准（GB 5749-2006）。矿井水出井水质、处理后水质与生活饮用水卫生标准（GB 5749-2006）比对一览表见表1。 贺西煤矿现在矿井水综合回用系统：从矿井水处理站至主斜井口处，把处理好的水全部用于井下生产用水，不外排。本系统采用变频器控制自动供水。钢管采用DN108无缝钢管焊接，聚氨酯保
7、温，白铁皮保护，阀门采用汾阳伐。还有一套自动补水系统，当矿井水处理站处理出来的水，不够井下使用时，清水池水位处于低水位时，液位计动作，电磁阀打开，自动从高山水池补水。贺西煤矿处理后的水质可达到生活饮用水卫生标准（GB 5749-2006）标准，回用作矿井淋浴用水和洗衣房用水，回用量为315.3m3/d。剩余的矿井水回用于矿井的生产用水，如机修用水、冷却用水、防尘洒水和瓦斯发电站用水，矿井的瓦斯发电站已安装完成，改扩建后矿井水送至瓦斯发电站用水合理可行。处理后的矿井水可全部回用于煤矿的生产用水和非饮用生活用水，在矿内部能实现零排放。工程后期开采至下组煤时（约投产的16年后），井下涌水量增至100
8、80m3/d。由于贺西煤矿地处干旱少雨的晋中，水资源匮乏，矿井规划在后期井下水增大时，新增一趟矿井至贺家社的供水管线，将处理后的矿井水供贺家社市政绿化、道路洒水和居民杂用水，贺家社有居民901人，按当地人口9的增长率，矿井外供贺家社市政、杂用水为311.6m3/d，剩余用水可通过井下消防管道供给山西省柳林浩博煤焦有限公司用水。山西省柳林浩博煤焦有限公司位于柳林县城南12km的金家庄乡下嵋芝村，现有一套60万吨焦化生产线，日需补充新鲜水量为14580m3/d，矿井后期将剩余的5688.4m3/d通过井下消防管道至中嵋芝风井场地，从中嵋芝风井场地铺设长约3km管道（管径DN300）即可将矿井剩余的
9、矿井水供给该公司作为新鲜补充水使用。因此，贺西煤矿后期井下水全部回用是可行、有保证的。表1 矿井水出井水质监测一览表 单位：mg/L浓度指标出井水质处理后水质生活饮用水卫生标准浓度是否达标pH6.97.06.97.06.58.5达标铁1.260.30.3达标SS300/达标COD120/达标矿化度1000/达标总硬度390300450达标锰0.020.010.1达标氯化物9070250达标氨氮1.20.50.5达标砷0.007L0.0070.01达标汞0.000002L0.0000020.001达标硫酸盐600200250达标挥发酚0.100.0020.002达标铅0.01L0.010.01达
10、标硫化物0.005L0.0050.02达标氟化物2.71.01.0达标镉0.001L0.0010.005达标五、 分析结果矿井水处理站建成后以目前生产能力150万吨/年，日平均涌水量为550m3单位计算，每吨矿井水按70%回收利用。即年可节约水资源费34.65万元。不仅解决了矿区严重缺水的现状, 同时缓解了深井泵供水压力, 也使水资源的利用更加经济合理。实现“零”排放。实现了经济、环境、社会效益的统一。总之, 污水资源化已越来越受到国家的重视, 煤矿矿井水资源化处理回用有着广泛的发展前景, 并已取得许多成功的经验。同时由于煤炭矿井废水成分受地域及煤层影响等特点, 因此, 针对不同的水量及水质情况和回用要求, 开发研究出工艺简单、技术可行、管理方便、经济合理、能耗低的矿井废水净化工艺。 作者简介：赵建升(1969)男，1996年毕业山西煤炭职工联合大学，现汾西矿业集团贺西煤矿环保科从事环境监测管理工作通讯地址：山西省柳林县贺西煤矿环保科 邮编：033300电话：03547196186 13513585962Email：729241136: