分析礦井水的水質(zhì)及處理工藝

皇甫莉虹

徐州大屯工貿(mào)實業(yè)公司，江蘇徐州 221611

煤礦開采過程中，不可避免的會進行礦井水的排放.礦井水主要是地下水，而礦井水的水質(zhì)在煤礦開采過程中將受到很大的影響，在絕大部分礦井水中存在很多的巖石粉塵和煤粉等物質(zhì)，此類礦井水直接排放到自然中不僅會污染煤礦周邊的自然環(huán)境，而且還造成了淡水資源的浪費。因此，需要綜合利用礦井水，以減少淡水資源的浪費，降低環(huán)境污染，還能夠有效緩解煤礦開采過程中的供水不足現(xiàn)象，以滿足煤礦區(qū)域日常生活與生產(chǎn)活動的需要，以實現(xiàn)我國煤礦開采行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 礦井水水質(zhì)處理的可行性

在礦井開采過程中，地下水會滲透到煤礦巷道中，而煤礦開采中，又需要進行降塵、消防、灑水或者是滅火灌漿等操作，產(chǎn)生大量的含煤塵廢水，而地下水在流經(jīng)巷道時，會混入大量的巖粒、煤粉等，存在數(shù)量較大的細菌，同時存在污染水與天然水的特點。而煤礦開采區(qū)域中普遍存在著缺水的現(xiàn)象，因此礦區(qū)地面和水位普遍下降嚴重，嚴重會出現(xiàn)極大的塌陷。礦井區(qū)域中外排水量過大的話，會對水資源和環(huán)境造成極大的污染，而礦井水相對穩(wěn)定，在凈化處理之后，不僅能夠滿足人們?nèi)粘Ｉ钌a(chǎn)的需要，而且還能夠有效降低資金成本的投入，從而擴大煤礦企業(yè)所獲取的經(jīng)濟效益和社會效應(yīng)，實現(xiàn)礦產(chǎn)開采的可持續(xù)發(fā)展。

2 礦井水的分類與處理方法

礦井水的水質(zhì)情況與煤礦開采中使用的方式、技術(shù)、機械設(shè)備、地理結(jié)構(gòu)、地形特點等密切相關(guān)，因此我國的礦井水存在很大的區(qū)別，主要包括以下幾種：高濁礦井水處理、高礦化度礦井水、酸性礦井水等，其中潔凈礦井水能夠直接回收被利用，而其余幾種礦井水則需要經(jīng)過處理之后才能回收利用，根據(jù)處理后的水成分制定具體的用途，而在處理過程中，不同的礦井水需要使用不同的處理方法，以提高礦井水處理的效果。

2.1 高濁礦井水處理

一般情況下，高濁礦井水中含的懸浮物較高，且感官感覺性狀不好。高濁礦井水中的懸浮物普遍粒數(shù)較小，沉降速度過于緩慢，因此采用混凝沉降對高濁礦井水進行處理時，難度較大，沉降效果不好。由于高濁礦井水中巖塵與煤粉的粒徑較小，因此自然沉淀的處理方式難度較高，因此需要使用混凝劑來去除高濁礦井水中存在的懸浮物，處理步驟如下：礦井水—混凝—沉淀—工業(yè)回用。

礦井水中在加入混凝劑之后，通過混合，促使混凝劑均勻的融合于礦井水中，保證礦井水中的膠體雜質(zhì)與藥劑充分的發(fā)生反應(yīng)，以形成體積較大的礬花，沉淀在沉淀池之中。而高濁礦井水通過混凝、沉淀、過濾、消毒等操作之后，一般就可以作為生活用水，符合生產(chǎn)、生活用水標準的要求。

高濁礦井水在處理過程中使用的混凝劑最主要的要求是能夠產(chǎn)生體積較大的礬花，以利于懸浮物的沉淀，且不影響水質(zhì)，價格低廉。目前，礦井水處理過程中普遍使用的混凝劑是聚合氯化鋁、硫酸鋁、聚丙烯酰胺等。

2.2 高礦化度礦井水處理

高礦化度礦井水是指礦井水中的鹽量超過1000mg/L，而我國的高礦化度礦井水中的含鹽量普遍在1000mg/L～3000mg/L之間，極個別的煤礦超過4000mg/L，由于高礦化度礦井水中某種微量元素較高，因此硬度也較高，不能作為生活用水使用，更不能作為鍋爐水使用。在高礦化度礦井水的處理過程中，除了進行懸浮物的去除、消毒操作外，還需要進行淡化處理。

1）高溫蒸餾法

這種方法均屬于熱力法，高溫蒸餾法是通過將含鹽量高的礦井水通過高溫淡化的一種有效方法，在含鹽量大于3000mg/L 的礦井水處理中較為適用。

2）化學(xué)法

化學(xué)法是通過離子交換來有效降低高礦化度礦井水中含鹽量，在含鹽量低于500mg/L 的礦井水處理中較為適用。

3）膜分離法

膜分離法包括兩種：反滲透技術(shù)與電滲析，是目前我國在處理苦咸水脫鹽中普遍使用的方法。反滲透法是通過壓力的作用，促使半透明膜出現(xiàn)物質(zhì)分離，不僅能夠有效降低礦井水中無機鹽類的含量，而且還能夠有效去除細菌與病毒的含量，在含鹽量超過4000mg/L 的礦井水處理中較為適用，且資金成本較低；電滲析是在直流電場的幫助下，通過離子交換膜對礦井水中的離子進行有選擇性的通透性，從而分離溶劑與溶質(zhì)，在含鹽量低于4000mg/L 的礦井水處理中較為使用，且具有良好的經(jīng)濟性。

就目前我國的高礦化度礦井水的處理現(xiàn)狀來看，處理技術(shù)的發(fā)展不成熟，因此需要繼續(xù)進行研究。

2.3 酸性礦井水處理

一般情況下，礦井水中的PH 值低于5.5 的話，就會被稱為酸性礦井水，普遍在3—3.5 之間。而在高硫煤的開采過程中，硫受到氧氣的影響，變?yōu)榱蛩?，而酸性水極為溶解與其接觸的巖石中的金屬元素，導(dǎo)致礦井水中鐵、錳等重金屬的含量急劇增加，造成礦井水硬度較高。酸性礦井水在處理過程中，最常使用中和法，中和劑包括：大理石、石灰、石灰石、白云石等。酸性礦井水的處理成本較高，因此不能按照生活用水的標準進行處理，只能將其處理到符合排放標準后進行排放。

1）石灰石

在酸性礦井水處理的過程中，使用石灰石作為中和劑使用時，主要是利用石灰石和礦井水中的硫酸發(fā)生中和反應(yīng)，伸長碳酸和硫酸鈣，其中碳酸較容易分解，因此能夠降低礦井水的酸性。

2）石灰石

石灰石在酸性礦井水中使用時，需要先使用滾筒法進行中和，以降低礦井水中的游離離子，逐漸中和，隨后再將石灰投入到礦井水中，會出現(xiàn)絮狀物，降低了懸浮固體去除的難度，以提高酸性礦井水的PH 值。

4 結(jié)論

綜上所述，礦井水水質(zhì)的處理，有效降低了煤礦開采過程中的環(huán)境污染與水資源污染，對礦井水進行了回收利用。不同水質(zhì)的礦井水使用不同的處理方法，有效提高了礦井水處理的效率，降低了資金成本的投入，增加了煤礦企業(yè)的社會效益和經(jīng)濟效益，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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