煤矿矿井水处理与运行中存在的问题探讨

时间：2024-07-28

张月梅刘莹

（1冀中能源股份有限公司张家口宣东矿河北张家口 0753002 北京市延庆县水利局北京 100000）

煤矿区是水污染问题比较集中的区域，废水往往经过简单的处理就直接排入了自然水体，处理程度低，重复利用比例较小，不仅造成水体严重的污染，而且造成水资源的极大浪费。为了变废为宝，近年来，宣东矿坚定地推动循环经济建设，以循环经济构建合理的产业结构，促进资源节约、清洁生产、环境友好型企业建设，形成了富有自身特色的以水资源综合利用为核心的循环经济模式。目前，宣东矿矿区废水主要有生活废水和矿井水，其中矿井水产生量大，水质较好，是矿区水资源循环利用的重要部分。

1 矿井废水的产生及特点

煤炭的矿藏一般在地下含水层之下，在煤炭开采过程中，地下水流向井筒和采掘巷汇集于水仓，形成矿井水。在开拓及采煤过程中，大量煤粉和岩石粉尘等悬浮杂志及微生物进入水中，水呈灰黑色，在排水过程中部分溶解性杂质被氧化，有的物质被析出，化学性质有所改变。煤矿井下排水本质上属于地下水，但由于受到人为的污染，又具有地表水的某些特点。根据矿井水的特点，大致可分为五种类型：洁净矿井水、含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水、酸性矿井水和特殊污染型矿井水。

通过现场调查和资料查找，收集了多年来宣东矿区有关矿井水和地下水的化验数据资料，以及张家口市环境监测站监测数据（下表）综合分析，该煤矿矿井废水含煤泥主要为悬浮物，其处理前浓度为500 mg/L，含有少量有机物。

2 矿井水处理工艺

宣东矿矿井水化验数据表明，该矿的矿井水类型为含悬浮物矿井水，悬浮物的主要成份是粒径极为细小的煤粉和岩尘。因此，靠自然沉淀去除是困难的，必须借助混凝剂，采用混凝沉淀的处理方法以实现对悬浮物的去除。含悬浮物矿井水净化处理通常采用铝盐或铁盐混凝剂，絮凝剂主要采用聚丙烯酰胺。宣东矿该处理站采用混凝技术，添加药剂为聚合氯化铝，从矿井水处理运行效果表明，这种无机高分子混凝剂对矿井水的水温及p H的变化适应性很强，其去浊率比硫酸铝有明显优势。

宣东煤矿矿井水处理工程的设计能力是340 m3/h,处理后作为生产和生活用水，采用混凝反应、沉淀、过滤和消毒工艺，矿井水井下排水由管道混合反应和药剂融合进入缓冲池，平稳水流依次进入两级沉淀池，沉淀池出水进入斜管沉淀池，反应成矾花的水进一步沉淀，去除水中细小的悬浮物，斜管沉淀池出水进入中间水池可以做中水供厂区回用，再经过滤器、消毒深度处理后进入回用水池供电厂及水源热泵的循环水使用。

3 矿井水处理工程运行存在问题

根据宣东煤矿矿井水处理工程运行效果及对其他矿区矿井水处理工程调研结果来看，基本存在以下问题：

3.1 调节池没有起到良好的调节和预沉作用

就宣东矿本身而言，由于建造工程时调节池是由原先旧的沉淀池改造完成，因此和其他大多数矿井水处理工程一样，沉淀池容积不够大，而且排泥系统运行效果直接影响了调节池的容积，长期以来污泥占用了调节池的一少半的空间，调节池未起到良好的调节和预沉作用,耐冲击负荷能力较小。

3.2 污泥处理存在较多问题

该工程调节沉淀池设计采用吸泥机排泥，在实际运行中排泥效果并不理想。刮泥机底部没有设置污泥槽，有一根圆管随车进行刮泥，污泥从圆管的两端进入圆管，吸泥泵的管路伸入到圆管内部进行吸泥，但是由于污泥的流动性差，并不能够全部进入圆管，不能及时吸走的的污泥在运行间隔期间沉淀下来，日积月累导致污泥沉淀量增多，刮泥圆管运行不动，刮泥机不能正常行走，污泥得不到及时的处理，只能停用矿井水处理工程，采用人工清淤的方式处理污泥。此外采用吸泥泵排泥量大，排泥浓度低，造成污泥脱水负荷过大。宣东矿该工程斜管沉淀池采用人工手动排泥，即在斜管沉淀池单元底部设有一条污泥槽，从调节沉淀池排过来的污泥及斜管沉淀池的污泥都要通过该污泥槽由泥浆泵抽送到污泥浓缩池。但是由于两台泥浆泵的吸力有限，如果四台吸泥泵全开的情况下，会导致污泥从污泥槽的观察口溢出，这种情况下斜管沉淀池的污泥更得不到有效排放。为不超过污泥槽的能力负荷，只能关闭刮泥机自吸泵中的两台，这就使得污泥不能及时抽走，导致污泥在池子底部淤积，影响到矿井水的处理效果。