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礦井污水處理技術(shù)淺析

    現(xiàn)階段，我國(guó)的礦井水利用率非常低，許多煤礦開采單位都是采用直接排放的方式來處理礦井水，這樣不僅對(duì)環(huán)境造成了污染，同時(shí)還造成了資源的浪費(fèi)。目前，針對(duì)于礦井水處理的問題， 許多業(yè)內(nèi)人士經(jīng)過具體的實(shí)踐研究，探索出了許多具有實(shí)踐意義的礦井水處理新技術(shù)，在下文中筆者將對(duì)策展開詳細(xì)論述。

    在煤礦開采工程當(dāng)中，礦井水經(jīng)過處理之后，普遍應(yīng)用于煤礦開采設(shè)備的輔助工作當(dāng)中，其主要的應(yīng)用層面為礦井內(nèi)部的消防工作、煤礦開采設(shè)備的冷卻和礦井下灑水。對(duì)于礦井水的水質(zhì)要求，在GB50383-2006《煤礦井下消防、灑水設(shè)計(jì)規(guī)范》中有著明確的規(guī)定，該規(guī)范當(dāng)中明確表示，在滾筒采煤機(jī)和掘進(jìn)機(jī)等大型煤礦開采設(shè)備的噴霧用水中，碳酸鹽的硬度必須要在 3mmol/L 之內(nèi)，高壓噴霧用水需符合國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求，一些特殊工程設(shè)備的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要按照設(shè)備制造廠商所提出的標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)行。

    根據(jù)礦井水性質(zhì)的不同，礦井水井下處理技術(shù)可以分為采空區(qū)礦井水處理技術(shù)、高礦化度礦井水反滲透處理技術(shù)以及近期在煤礦開采過程中所普及的新型技術(shù)—超磁分離水體凈化技術(shù)。下面筆者將針對(duì)于這三種技術(shù)進(jìn)行論述。

    采空區(qū)礦井水處理技術(shù)是指以煤礦井下的采空區(qū)作為空間基礎(chǔ)，通過矸石等填充物質(zhì)的過濾和沉淀作用來對(duì)礦井水進(jìn)行凈化。該技術(shù)能夠合理利用礦井下采空區(qū)的空間，是一種成本非常低廉的礦井水處理方法，但是該種方法對(duì)于煤礦開采區(qū)的地質(zhì)條件有一定的要求，只能在特定的環(huán)境下進(jìn)行應(yīng)用。在這里我們以山西大同晉華宮礦的污水處理工作作為實(shí)例， 分析采空區(qū)礦井水處理技術(shù)的具體應(yīng)用。該礦區(qū)的地質(zhì)條件較為穩(wěn)定，井下采空區(qū)空間較大，適合于利用采空區(qū)技術(shù)進(jìn)行礦井水處理。在處理工作開始之前，該礦區(qū)通過實(shí)地考察，決定將礦井水注入采空區(qū)后進(jìn)行初步的降速沉淀處理，之后將初步處理后的水放入中速過濾罐當(dāng)中進(jìn)行進(jìn)一步的沉淀過濾處理，在處理完成后將礦井水放入到蓄水池當(dāng)中，之后利用加壓泵將礦井水注入到井下供水管網(wǎng)當(dāng)中供煤礦開采設(shè)備使用。通過上述的處理工序，經(jīng)過檢測(cè)該礦區(qū)礦井水的水質(zhì)符合 GB50383-2006《煤礦井下消防、灑水設(shè)計(jì)規(guī)范》中的相關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，并且處理工序符合 GB/T18920-2002《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》的相關(guān)規(guī)范。

    反滲透裝置是系統(tǒng)中最主要的脫鹽裝置，借助于泵的壓力為推動(dòng)力的膜分離技術(shù)，當(dāng)水流中所加壓力大于進(jìn)水溶液滲透壓時(shí)水分子不斷地透過膜，經(jīng)過產(chǎn)水流水管流入中心管，經(jīng)收集管集中后，通往產(chǎn)水管再注入清水池。在另一端流出水中的雜質(zhì)、離子、無機(jī)物、細(xì)菌、病菌被截留在膜的進(jìn)水側(cè)，通過另一組收集管注入濃水池。從而達(dá)到分離凈化的目的。從反滲透生產(chǎn)出來的水就可流到清水池，一部分水我們直接供給井下生產(chǎn)、鍋爐房、浴室等。另一部分，進(jìn)入灌裝車間，臭氧殺菌后封裝、打包做成可直接飲用的純凈水。水質(zhì)完全達(dá)到《國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)》。濃水用于工業(yè)區(qū)衛(wèi)生、綠化用水。在這里我們還以山西大同晉華宮礦污水處理工程為例，該工程引進(jìn)了目前較為先進(jìn)的一套反滲透處理系統(tǒng)，經(jīng)過模擬實(shí)驗(yàn)該設(shè)備的設(shè)計(jì)產(chǎn)水量可以達(dá)到 40m3/h，共安裝 4 套，總處理水量可以達(dá)到160m3/h。該系統(tǒng)由錳砂過濾器、超濾裝置和反滲透處理裝置共同構(gòu)成，根據(jù)實(shí)際情況，該礦區(qū)調(diào)研了實(shí)際的礦井水水質(zhì)，并制定了相應(yīng)的礦井水復(fù)用目標(biāo)。經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用之后， 該系統(tǒng)的產(chǎn)水導(dǎo)電率可以達(dá)到 13μS/cm，符合該礦區(qū)的井下消防用水、乳化油用水以及冷卻用水的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

    超磁分離水體凈化技術(shù)是近年來新研制出的一種新型的礦井水處理技術(shù)，該方法適用于多種水質(zhì)，尤其適用于高懸浮物礦井水的處理，是未來礦井水井下處理工作的重大技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。在山西大同晉華宮礦污水處理站已經(jīng)引進(jìn)了超磁分離水體凈化系統(tǒng)來對(duì)井下礦井水進(jìn)行處理，該工程的設(shè)計(jì)水處理量為 10000m3/d，礦井水的匯入位置大約為井下 840m 處，水中懸浮物質(zhì)的濃度在 350-430mg/L 區(qū)間之內(nèi)，通過超磁分離設(shè)備的高效處理，經(jīng)過相關(guān)測(cè)試水中懸浮物質(zhì)的濃度降低到 8mg/L，完全符合水質(zhì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，處理過后的礦井水一部分移至礦井水處理站儲(chǔ)備使用，另一部分在井下作業(yè)當(dāng)中使用， 整個(gè)過程均采用自動(dòng)化管理，安全性能符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

    礦井水的處理工作是煤礦開采質(zhì)量和效率的重要保障，礦井水處理技術(shù)的完善不僅降低了礦井水排放所造成的污染。同時(shí)還通過礦井水的合理利用提升了煤礦開采工作的效率。在本文中筆者針對(duì)于不同性質(zhì)的礦井水，對(duì)目前比較常用的礦井水處理技術(shù)做了詳細(xì)的論述分析，并針對(duì)于技術(shù)發(fā)展的不足之處提出了合理的展望，使礦井水處理的整體流程得到優(yōu)化。

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