煤礦廢水主要由伴隨礦井開(kāi)采而產(chǎn)生的地表滲透水、巖石孔隙水、礦坑水、地下含水層的疏放水、以及井下生產(chǎn)防塵、灌漿、充填污水;選礦廠和洗煤廠污水是礦山廢水的主要來(lái)源。通常,礦井水pH值在7~8之間,屬弱堿性。但是含硫的礦井水,其中硫酸根離子較多,大都是酸性水。在含硫礦井,由于礦石或圍巖及含硫煤中含有硫化礦物。這些礦物經(jīng)氧化、分解并溶解在礦井水中,形成酸性水。尤其在開(kāi)采巷道中,在大量滲入地下水和良好的通風(fēng)條件下,為硫化礦物的氧化、分解提供了極為有利的環(huán)境。
地下開(kāi)采尤其是水力采煤、水沙充填采礦法排放的污水是不可忽視的。據(jù)統(tǒng)計(jì),若不考慮回水利用,每產(chǎn)1t礦石,廢水排放量為1m3左右;生產(chǎn)1t原煤約從井下排出廢水0.5~10m3不等,最高可達(dá)60m3。而且有些礦山關(guān)閉后,還會(huì)有大量的廢水繼續(xù)污染礦區(qū)環(huán)境,并且礦山廢水引起的影響范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出礦區(qū)本身。
煤礦廢水含有礦井廢水和生活廢水,生活廢水主要是煤礦食堂餐廚廢水以及澡堂、洗衣房廢水;礦井廢水主要來(lái)自于地下滲透抽排水。煤礦廢水特點(diǎn)是無(wú)機(jī)懸浮物及懸浮顆粒較多(煤粉);含有部分金屬離子及硫化物等;水均勻,水量較大。

一、礦井廢水處理工藝
礦井水經(jīng)泵提升到集水調(diào)節(jié)池,水在調(diào)節(jié)池內(nèi)得到水質(zhì)、水量的調(diào)節(jié)并停留沉降,大量的煤泥沉降在池底通過(guò)行車式泵<通順檢查>泥機(jī)將煤泥吸入污泥池中,調(diào)節(jié)池內(nèi)的水再由泵提升通過(guò)管道混合器,同時(shí)在管道混合器前投加混凝劑PAC和助凝劑PAM,混合反應(yīng)后,進(jìn)入高效斜管沉淀池,生成大量的有機(jī)膠團(tuán)將大部分懸浮物(濁度)在斜管沉淀池內(nèi)下沉除去,沉淀池的上清液進(jìn)入無(wú)閥過(guò)濾器,將水中不易沉降的固體物通過(guò)濾料的截留、攔截等作用進(jìn)行過(guò)濾,沉淀后的原水中還含有顆粒很細(xì)的與水形成溶膠狀態(tài)的有機(jī)懸浮物,這些物質(zhì)中具有很強(qiáng)的聚合、沉降穩(wěn)定性,不能用常規(guī)重力自然沉降法去除,由 無(wú)閥過(guò)濾器內(nèi)的過(guò)濾介質(zhì)(石英砂),攔截水中的膠體及水中很細(xì)的物質(zhì),確保出水水質(zhì)。出水進(jìn)入清水池,在清水池中通過(guò)二氧化氯的強(qiáng)氧化作用把水中的細(xì)菌殺滅,經(jīng)消毒后的水回用于井下防塵和消防等生產(chǎn)用水,多余的水溢流外排。
無(wú)閥過(guò)濾器為自動(dòng)反沖洗式,當(dāng)運(yùn)行一個(gè)周期后濾層阻力加大,出水水量減少,此時(shí)濾池的虹吸上升水位升高到一定位置時(shí)無(wú)閥過(guò)濾器進(jìn)行自動(dòng)反沖洗。反沖洗出回流到集水調(diào)節(jié)池重新處理。
集水調(diào)節(jié)池和混凝反應(yīng)斜管沉淀池的污泥排入污泥濃縮池,經(jīng)濃縮后用泵打入壓濾機(jī)脫水后外運(yùn)處置,污泥濃縮池的.上清液回流到調(diào)節(jié)集水池。
二、河道凈化處理
用泵將河水提升進(jìn)入儲(chǔ)水池,然后再用閥門(mén)控制自流到一-體化凈水器,閥前投加PAC混凝劑,閥后投加PAM絮凝劑,河水在此進(jìn)行充分混合,反應(yīng)生成大量的有機(jī)膠團(tuán),進(jìn)入一體化凈水器。一體化凈水器是混合、反應(yīng)、沉淀、過(guò)濾以及對(duì)濾料反沖洗等進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)組合,處理后的出水濁度小于3mg/L,原水經(jīng)泵提升加藥混合后進(jìn)入設(shè)備的反應(yīng)區(qū),再進(jìn)沉淀區(qū),形成絮狀的懸浮物在沉淀區(qū)重力沉降,沉降底部的污泥定期外排。然后上部清水由集水管收集進(jìn)入高位分配水箱進(jìn)行配水后進(jìn)入過(guò)濾區(qū),水再經(jīng)過(guò)多介質(zhì)濾層,濾料層攔藏靠重力不能沉降的細(xì)小顆粒物和膠體,過(guò)濾后的出水存入設(shè)備的清水區(qū),清水區(qū)的清水作為自沖洗濾料的清洗水,沖洗濾料自動(dòng)進(jìn)行。高出清水區(qū)的清水經(jīng)消毒后流入清水池。
我國(guó)礦井水處理利用面臨的新挑戰(zhàn)
1)高礦化度和含特殊組分礦井水逐年增多給礦井水處理帶來(lái)新挑戰(zhàn)。西部礦區(qū)干旱少雨蒸發(fā)量大,以及復(fù)雜的水文地質(zhì)條件,造成西部礦井水中高礦化度礦井水和含特殊組分礦井水的比例較高。近年來(lái),隨著我國(guó)西部煤炭開(kāi)采規(guī)模和產(chǎn)量的逐年增加,高礦化度礦井水和含特殊組分礦井水處理利用問(wèn)題給我國(guó)煤炭綠色開(kāi)發(fā)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。
2)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的提高給礦井水處理提出了更高的要求。隨著《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》(水十條)的深入開(kāi)展和新的煤礦環(huán)境影響評(píng)價(jià)制度的執(zhí)行,外排礦井水含鹽質(zhì)量濃度要達(dá)到1000mg/L,且山西、陜西、內(nèi)蒙古等省份的煤炭主產(chǎn)區(qū)近年來(lái)開(kāi)始要求將礦井水外排標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)受納水體環(huán)境功能區(qū)劃規(guī)定提高到GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)及以上。