煤矿矿井水处理技术概述
煤矿矿井水处理技术及资源化综合利用
煤矿矿井水处理技术及资源化综合利用摘要：煤矿产业一直是全球能源供应中的关键组成部分，然而，煤矿开采和生产过程中常伴随着矿井水的涌出问题。
这些矿井水不仅对煤矿的安全和环境构成威胁，还造成了水资源的浪费。
因此，煤矿矿井水处理技术及资源化综合利用变得尤为重要。
本文将深入探讨煤矿矿井水处理技术的最新发展和资源化综合利用的潜力，以实现煤矿产业的可持续发展。
关键词：煤矿矿井水；处理技术；资源化综合利用引言：水是生命之源，而在煤矿领域，水问题却常常被忽视。
矿井水的排放不仅导致地下水位下降，还污染周边水体，对生态环境产生巨大冲击。
然而，矿井水也蕴含着巨大的潜力，可以通过先进的处理技术被转化为宝贵的资源。
一、煤矿矿井水处理技术1.膜分离技术膜分离技术是矿井水处理中一种高效而广泛应用的方法，基于膜的选择性通透性，可以有效地去除水中的污染物，包括固体颗粒、离子、有机物等，从而提高水质并实现资源化综合利用。
膜分离技术基于半透膜的原理，半透膜允许水分子通过，但拒绝大多数溶解物和微粒穿过。
其工作机制主要包括以下几个过程：（1）渗透过程。
水分子通过膜的孔隙进入膜内，这是一个自然的渗透过程。
（2）拒绝过程。
膜会选择性地拒绝大分子、离子和溶解物，使它们无法穿过膜，从而实现分离效果。
（3）浓缩过程。
在膜一侧的污染物被拒绝，水分子通过后，会导致污染物在膜一侧浓缩，从而产生浓缩液。
膜分离技术在矿井水处理中有广泛的应用，包括矿井排水处理、水资源回收和高浓度废水处理等。
膜分离技术的优点包括高效、节能、占地面积小、操作简便等。
然而，也存在膜污染、膜破坏和高能耗等挑战，需要合理的维护和管理，以确保膜分离技术的长期稳定运行。
1.化学处理技术煤矿矿井水的处理技术中，化学处理方法是一种重要且常用的手段，它通过化学反应来去除水中的污染物，改善水质，使其符合排放标准或实现资源化综合利用。
化学处理方法利用化学反应的原理，通过添加适当的化学药剂来改变水中污染物的性质，使其发生沉淀、结合或转化为不溶于水的固体，从而将其分离出来。
矿井水处理方案
矿井水处理方案背景介绍矿井水处理是指将从煤矿、金矿、铁矿等矿井中流出的水或地下水处理后用于工业或生活用途的过程。
但是，矿井水中含有各种有害物质，如重金属、有机溶剂和放射性元素，直接使用是危险和不合法的。
因此，为了满足实际需求，矿井水的处理方案必须考虑诸如可持续性、环境保护、经济性等因素，针对矿井水资源特点及其污染情况，制定一系列合理的水处理方案和技术路线显得十分重要。
矿井水处理方案主要技术水分离技术水分离技术是通过物理化学方法将矿井水中的污染物分离出去，其主要有以下几种：•沉淀法：将固体颗粒沉淀，单一机理的沉降分离法分为重力沉降、离心沉降等，复合机理的沉降分离法如粘土颗粒沉淀等。
•吸附法：置换吸附法，物理吸附法，化学吸附法操作简单，适用范围广，但吸附剂的选择及吸附剂的再生和处理成为应用的瓶颈。
•膜分离法：如超滤、反渗透、电渗析、逆渗透等，滤液品质好，效率高，但设备投资大，运行成本高，且膜容易堵塞。
化学处理技术化学处理技术是针对矿井水中的污染物进行特定的化学反应，从而去除矿井水中的污染物。
•中和法：在酸性或碱性条件下，加入碱性物质或酸性物质对矿井水中的酸、碱及金属离子进行中和。
•沉淀法：利用化学物质使矿井水中的难溶性物质凝聚成为沉淀，在沉淀过程中带走了水中的某些污染物。
•氧化法：使污染物在氧化剂作用下直接或间接发生氧化反应，如臭氧氧化、高锰酸钾氧化等。
生物处理技术生物处理技术是指利用微生物在水中进行生化作用，将污染物转换为无害化或有价值的物质。
•好氧生物处理：通过高效活性的微生物将污染物完全氧化成为有用的物质，如二氧化碳和水。
•厌氧生物处理：在水体缺氧情况下同时进行好氧和厌氧生化反应，既能去除污染物，又能回收能源。
如厌氧降解有机物、生物除磷和脱氮。
•生物填料处理：利用高密度的多孔材料作为生物附着平台，通过生物附着在固定载体上形成生物膜来实现矿井水的处理。
矿井水处理方案应用案例目前国内外潜在的矿井水资源将近数十亿立方米，其中一些为低品位、高污染程度的水资源。
煤矿矿井水处理技术
煤矿 生 活 污水 处 理 工艺 采 用 生物 接 触氧 化 法 。 首先 生活污 水经 格栅预 处 理后进 入初沉 池进 行预 处理， 接着进 入调 节池， 最 后依 次 进入 第 一 生物 氧 化池 、沉 淀 池 、第一 滤 池 、第二 生 物接 触 氧化 池 和 第二 滤 池， 最后 经 消 毒 、澄清 后排 放 。污 泥从 滤 池底 部 进入 污泥 浓 缩池 ， 定期外排 处理 。
应 用 技术
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煤矿矿 井水 处理技 术
汤景 梅 ．
（ 江苏 省徐 州市 市政设 计 院有 限公 司 ２ １ ０ ） ２ ０ ６
［ 摘 要］ 用多种 方 法对煤 矿 井水处 理， 采 实现 了矿 井 水 的资源 化利 用， 少 了水源 的 浪费， 减 同时净 化 了矿 区的 环境 ， 节约 了地 下水 资源 ， 保护矿 区 地下 水和 地表 水 的 自然平 衡 ， 带来 了 一定 的经 济 效益 和社 会效 益 。 ［ 关键词 ］ 井水 处 理 方法 矿 中图分 类号 ：Ｕ ４ ３ Ｔ ９ ＋ 文 献标识 码 ： Ａ 文 章编 号 ：０ ９ ９ ４ ２ １ ） ８ ０ ０ — １ １ ０ — １Ｘ（０ ０ １ — ３ ３ ０
煤矿 矿 井水是 指在采 煤过 程中， 所有 渗入 井下采 掘 空间的 水， 井水 的排 矿 放是煤 炭工 业具有 行业 特点 的污 染源之 一， 量大 面， ， 国煤 炭开 发每年 矿井 一我 的涌水 量 为２ 多亿 立方 米“ 其特 性取 决于成煤 的地 质环 境和煤 系地 层 的矿物 Ｏ ， 化 学成 分 。矿 井水 流经采 煤工 作面和 巷 道时， 因受人 为活 动影 响， 煤岩 粉和 一 些有机 物进 入水 中， 国矿 井水 中普 遍含 有 以煤 岩粉 为主 的悬 浮物， 我 以及 可溶 的无机 盐 类， 有机 污染 物较 少， 一般 不含 有毒物 质 。因此 ， 矿井 水进 行净 化 对 处理 利用 ， 将产 生 巨大 大经 济 效益 和 社会 效 益 。 针对 不 同的水 质矿 井水 的处 理技 术主 要有 ： 含 悬浮 物矿 井 水 处理 技 术 、高矿 化度 矿 井水 处 理 技术 、酸 性矿 井 水 处 理技 术 、含重 金属 矿 井水 处 理技 术 、含 放射 性 污染 物 矿井 水 处 理技 术 、碱 性矿 井 水 处 理 技 术 、含 氟 矿井 水 处理 技 术 等 。 １ 含 悬浮 物 矿 井水 处 理 技术 主 要 有混 凝 沉淀 和 澄 清 ．过 滤和 消 毒 矿井 水 混凝阶 段所 处理 的 对象主 要 是煤 粉 、岩 粉等 悬 浮物 及胶 体杂 质， 它是矿 井水 处理 工 艺中 一个十 分重 要 的环节 。实践证 明， 凝过 程 的程度 对 混 矿 井水 后 续处 理 如沉 淀 、过滤 影 响很 大 。所 以， 矿井 水 的 处理 中， 在 应给 予 足 够的重视 。 沉淀 和澄清 ： 煤矿 矿井 水处 理 中所采 用 的主要 有平 流 式沉 淀池 、竖 流 在 式 沉淀 池和 斜板 （ 管式 ） 淀 池 。澄清 池主 要 有机 械 搅拌 、水 力循 环 和脉 冲 沉
煤矿矿井水处理技术综述
２ ． ２ 高 矿 化 度 矿 井 水 处 理
不能直接做工农业用水和生活用水。
（ ４ ） 酸性矿井 水 。水质 Ｐ Ｈ值小 于 ５ ． ５ ， 当开采 含 硫高 的煤层时 ， 硫化物受到氧化与升华作用产生硫 酸 ， 而使水呈酸性 。 目前酸性水一般处 理后达标排放或 会
用于一些对水质要求较低的工业用水 。 （ ５ ） 含特殊污染物矿 井水 。这类 矿井水 主要指 含
高矿化度矿井水是指含盐量大 于 １ ０ ０ ０ ｍ ｇ ／ Ｌ的矿
井水 ， 主要 含有 Ｓ Ｏ ， ｃ １ 一 ，Ｃ ａ “，Ｋ ，Ｎ ａ 等 离子 ，
氟矿井水 、 含微量有毒有害元 素矿井 水 、 含放射性元 素
我 国矿井水 净 化处 理 技术 始 于 ２ ０世纪 ７ ０年 代 末 。在煤矿矿井水处 理工 艺 中， 应用 于地表 、 江河 、 湖 泊水 的净化处理 的构筑物 ， 大部分被 采用过 ， 像 预沉调 节池 、 反应沉淀 池 （ 或澄 清池 ） 、 过滤 池等 。净化 处 理
｝收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ５一ｌ ６
目前我国苦咸水脱盐淡化处理 的两种 主要 方法是 电渗析 （ Ｅ Ｄ ）和反渗透 （ Ｒ Ｏ ） 。Ｅ Ｄ法是 在外加 直流 电 场力的作用下 ， 利用离子交换膜对溶 液 中离 子的选择
作者简介 ： 孙宁湖 （ １ ９ ７ ２一） ， 男， 毕业于 山东矿业 学院环境工程专 业， 本科学历 ， 环保工程师 ， 现工作于兖矿集 团兴隆庄煤 矿教育培 训
、
采用混凝 、 沉淀（ 或 浮升 ） 以及过 滤 、 消毒 等工 序处 理 后， 其 出水水质 即能达 到生产使 用和生 活饮用 标准 的 要求 。选用混凝剂的原则是产 生大 、 重、 强 的矾花 ，净 水效果好 ， 对水质 没有不 良影 响 ， 表 面活性剂 对细煤 粒 的脱水效果 表明 ， 阴阳离子 表面活性 剂能够 显著 地
煤矿矿井水处理措施
类型
活性炭吸附装置分为固定床吸附装置和移动床吸附装置。其中，固定床吸附装置应用较广泛。
设计考虑因素
活性炭吸附装置的设计需要考虑活性炭类型、吸附容量、再生周期等因素。活性炭类型不同，吸附效果也不同。
活性炭吸附装置
作用
反渗透装置是利用半透膜的渗透作用，使水分子通过而将杂质截留，达到净化水质的目的。在煤矿矿井水中，反渗透装置可以去除水中的盐类、有机物等有害物质。
采用物理化学法进行预处理，去除水中的悬浮物、高锰酸盐等杂质，然后进行深度处理，包括活性炭吸附、反渗透等工艺，使水质达到回用标准。
工艺流程
预处理→深度处理→活性炭吸附→反渗透→回用。
处理效果
处理后的水质稳定，达到国家回用标准，解决了矿区用水紧张的问题，同时减少了污水排放对环境的影响。
01
02
03
案例一：某大型煤矿的矿井水处理工程
膜分离法
物理法
混凝法
01
通过向水中投加混凝剂，使水中的悬浮物、胶体等凝聚成大颗粒而沉降，常用的混凝剂有铝盐、铁盐等。
氧化还原法
02
利用化学氧化剂或还原剂将水中的有机物、重金属等物质进行氧化或还原处理，常用的氧化剂有臭氧、过氧化氢等，还原剂有硫酸亚铁、亚硫酸盐等。
中和法
03
通过向水中投加酸或碱，将水的pH值调节到适当的范围，以去除水中的重金属离子和有害气体。
生物法
利用电化学原理，对水中的有害物质进行氧化或还原处理，同时对悬浮物、胶体等物质进行凝聚沉降。
电化学法
利用多孔性吸附材料（如活性炭、硅藻土等）对水中的有机物、重金属离子等有害物质进行吸附处理。
吸附法
物理化学法
03
CHAPTER
矿井水处理设备与设施
煤矿矿井水处理的工艺技术
煤矿矿井水处理的工艺技术
煤矿矿井水处理采用了混凝、沉淀、过滤一体化处理工艺，处理后的出水水质需满足采煤废水污染物排放限值，由于新的环保要求，该水质已经不能满足排放标准，需要对矿井水进行升级改造，终改造后的矿井水的出水水质达到国家III类排放标准，处理能力每天10000方。
煤矿矿井水处理的工艺技术分析：
该矿井水车间及回用系统采用平流沉砂池(一级处理)+混凝、沉淀高密集处理(二级处理)+中间水池(三级处理)+混凝、沉淀、过滤一体化净水器(四级处理)的处理工艺，首先通过1#平流沉砂池去除沉淀大部分煤渣及悬浮物，自流到2号平流沉砂池，在2号平流沉砂池分别投加除氟药剂、PAM、PAC药剂对水中氟化物，煤粉；
岩粉等悬浮物及胶体杂质进行初步除氟，混凝沉淀，在自流到3#4#平流沉砂池，延长药剂，絮凝、混凝时间，使水中各种悬浮物混凝成较大颗粒物，继续沉淀大部分污泥杂质(4个池子沉淀下去的泥，将会通过刮泥机刮到集中的一个泥池，通过泵打入储泥池)，在高密集一体化处理设备继续通过混凝、沉淀降低废水浊度(该设备沉淀下去的泥也会通过泵打入储泥池)，再通过中间水池调节水质、水量，在进入高效一体化净水器加速混凝沉淀，继续进一步过滤截流小颗粒絮状物；
去除水中细小悬浮物，使水质浊度达到合格要求，(沉淀下来泥水将排出，回流到1号平流沉砂池进行二次处理)，后进入储水池，
合格达标水进行外供及回用。
一、二级处理排出的泥进入储泥池后，通过泵站开泵打入浓缩污泥池，浓缩底部泥排到压滤机集泥池进入板框压滤机脱水，污泥浓缩池上清液水质合格的通过管路自流到储水池，不合格的返回一级处理进行二次处理，泥饼外运，滤液合格的打入储水池外供及回用，不合格的返回一级处理进行二次处理。
煤矿矿井水处理技术的基本知识简介
煤矿矿井水处理技术的基本知识简介一、煤矿矿井水处理技术煤矿矿井水是一种具有行业特点的水资源，将矿井水净化处理后作为矿区生活用水和工业用水，不仅节约了水资源，而且避免了未经处理直接外排污染地表水环境，经济、环境和社会效益明显，不同的煤矿、不同的地质条件、不同的煤种、不同的开采方式矿井水涌水量和水质各不相同，矿井水净化处理必须根据某一特定煤矿的矿井水水量和水质特点采用相应的处理技术矿井水处理净化技术，是在历经二十多年，一百多个工程经验的基础上，结合具体煤矿矿井水和水质特点，通过模拟试验确定矿井水净处理工艺和参数，不仅能够去除矿井水中的悬浮物、浊度、色度、细菌、大肠菌群，而且可以同时去除矿井水中的油类(乳化油、机油)、铁、锰、暂时硬度等物质，使处理后的矿井水可作为生活用水(生活饮用水、洗浴用水、食堂用水、锅炉用水等)、工业用水(电厂用水、井下用水)等等。
煤矿矿井水处理技术，工程投资和处理成本只有常规处理工艺的一半，且具有工艺简单、自动化程度高、操作管理方便、占地面积小、使用寿命长、维护费用低、出水水质稳定可靠等特点，已在全国多个城市应用，取得了令人满意的效果，得到了用户的高度赞誉。
二、矿井水深度处理技术许多煤矿矿井水中除含有以煤屑为主的悬浮物外，溶解性总固体、总硬度、硫酸盐、氯化物、氟化物等的含量也比较高，必须进行处理后才能作为煤矿生活用水和生产用水。
不同的矿井水中离子含量各不相同的，不能简单套用常规算来水制纯净水的反渗透技术，必须根据某一特定煤矿的矿井水的水质特点，通过模拟试验采用相应的处理技术和工艺参数。
矿井水深度处理技术，主要包括预处理技术、反参透处理技术和自动化监控技术，可将矿井水深度处理后作为煤矿生活生活用水，食堂用水、锅炉用水和其它工业用矿井水深化处理技术，工程投资和处理成本只有常规处理工艺的一半或者三分之一，且具有工艺简单、自动化程度高、操作管理方便、占地面积小、使用寿命长、维护费用低、出水水质稳定可靠等特点，已在全国二十多个城市应用，取得了令人满意的效果，得到了用户的高度赞誉。
矿井水处理技术及研究进展
矿井水处理技术及研究进展矿井水处理技术是指对矿井水进行处理和净化的技术。
矿井水是指在矿山开采过程中涌出的水，通常含有较高浓度的重金属、硫酸盐、氨氮等有害物质，对于环境和人体健康有较大的危害。
矿井水处理技术的研究和应用显得尤为重要。
随着工业化进程的加快和矿山资源的不断开发，矿井水排放量逐年增加，对环境的负面影响日益凸显。
为了解决这一问题，矿井水处理技术的研究也得到了广泛关注。
目前，矿井水处理技术主要包括化学处理、生物处理和物理处理三种方法。
化学处理是指通过添加化学试剂，利用化学反应使污染物发生沉淀、气泡上升或化学变化，从而达到净化水质的目的。
常见的化学处理方法有氧化法、沉淀法、离子交换法等。
利用氧化法可以将矿井水中的有机物氧化成无机物，从而实现有机物的去除。
离子交换法则可以通过色谱柱或离子交换树脂将矿井水中的有害离子去除。
生物处理则是利用微生物对矿井水中的有机物和无机物进行降解或转化，达到净化水质的目的。
生物处理一般分为好氧处理和厌氧处理两种方式。
好氧处理是指利用氧气进行微生物降解有机物的过程，适用于高浓度有机物的处理；厌氧处理则是在无氧条件下，通过微生物的发酵过程降解有机物，适用于中低浓度有机物的处理。
生物处理技术具有操作简单、投资少、效果好等优点。
物理处理是指利用物理原理对矿井水进行净化的过程。
常见的物理处理方法有过滤法、蒸馏法和膜分离法等。
过滤法利用过滤介质将矿井水中的颗粒、胶体等物质截留下来，实现净化水质的目的。
蒸馏法则是利用水的汽化和冷凝过程，将矿井水中的有机物和无机物分离，达到净化水质的目的。
膜分离法则是通过半透膜将矿井水中的不同组分分离，常见的膜分离方法有超滤法、反渗透法等。
在矿井水处理技术的研究中，各种方法的综合应用逐渐成为主流。
可以采用化学处理法预处理矿井水，去除大部分的污染物，然后利用生物处理或物理处理进一步提高水质。
还可以采用高级氧化法、电化学法等新兴的技术手段进行矿井水处理。
矿井水处理技术及研究进展
矿井水处理技术及研究进展矿井水治理是矿井开采过程中不可忽视的问题，随着矿产资源开采的推进，矿井水处理技术也在不断发展，为环境保护和矿山可持续发展提供重要保障。
矿井水处理技术主要包括物理、化学和生物方法。
物理方法是通过物理手段去除水中的悬浮物、溶解物和显性物质，如沉淀、过滤、离心等。
化学方法是利用化学药剂对水中的污染物进行反应、沉淀、吸附等处理，如草酸钙法、氯化铁法、活性炭吸附等。
生物方法是利用微生物进行水质处理，如接种活性污泥、构建湿地等。
近年来，矿井水处理技术在以下几个方面取得了一定的研究进展：1. 高效去除重金属污染物：重金属是矿井水中常见的污染物之一，对环境和人体健康具有较大的风险。
研究者发现，利用氧化还原反应、离子交换、吸附等方法可以高效去除水中的重金属污染物，如铅、镉、汞等。
2. 高效去除有机污染物：有机污染物是矿井水中的另一大污染源，对水质和生态环境造成严重影响。
研究人员提出了一种基于生物降解的高效处理方法，利用微生物对有机污染物进行降解，如利用厌氧微生物去除甲烷、苯、酚等有机污染物。
3. 资源化利用矿井水：矿井水中含有一定的可回收资源，如金属、溶解盐等。
利用逆渗透、蒸馏等技术对矿井水进行处理，可以实现水资源的循环利用，同时减少对环境的污染。
4. 高效去除浸出污染物：矿山常常会产生浸出水，其中含有大量的溶解物质。
研究人员通过增加铁、氢氧化铁、氯化铁等对浸出水进行处理，能够高效去除浸出污染物，并减少对环境的影响。
5. 综合运用多种技术手段：矿井水处理不同于一般的水处理，需要综合运用多种技术手段进行处理。
研究者提出了一种集沉淀、过滤、吸附、生物降解等一体化的矿井水处理技术，达到了较好的治理效果。
矿井水处理技术在高效去除重金属和有机污染物、资源化利用矿井水、去除浸出污染物和多种技术手段的综合运用等方面都取得了重要的研究进展。
随着技术的不断更新和进步，相信矿井水处理技术将会更加完善，为保护环境和实现矿山可持续发展发挥更大的作用。
煤矿矿井水的净化处理技术
地面设置沉淀池，添加了絮凝剂的矿井水在沉淀池中经沉淀后可脱除悬浮物。
1.3 高矿化度矿井水处理高矿化度矿井水在我国北方地区分布较多，主要分布于西北高原或东北的部分矿区，主要特征为矿井水含盐量极高，超过1000mg/L ，这些区域也是我国煤矿缺水最为严重的地区。
因为高矿化度矿井水含盐量高，即便经过处理后也不宜用于饮用，所以目前对于此类水的净化和利用主要从工业应用的角度来开展。
在处理技术上，除了混凝和过滤等传统工艺以外，关键的工序在于脱盐处理。
脱盐技术包括电渗析技术和反渗透脱盐技术，前者由于不能去除矿井水中含有的细菌和有机物，加之设备能耗较高，在矿井水淡化工程中有很大的局限性，现已逐渐被反渗透装置所取代。
目前反渗透膜对盐的脱除率超过99.5%，随着膜和组件生产成本的不断减低，淡化水的成本也因此快速下降。
膜分离技术在实际运行过程中存在的主要问题是膜的污染和结垢，具体表现为膜的透水量随着运行时间而下降。
为了减小膜污染的影响，一方面需要根据矿井水的性质选择合适的膜材料并定期对膜进行清洗；另一方面可以在膜处理工序前增加前处理工艺，比如三级过滤、投加阻垢剂等方法，这样可有效降低矿井水中杂质对膜的直接冲击。
1.4 酸性矿井水净化处理酸性矿井水一般采用化学中和法来处理，例如在水中添加碱性药剂、石灰石、白云石等。
化学中和法的技术优势在于能够用非常简单的设备进行操作和管理，成本比较低，处理技术本身对石灰石颗粒和性能方面的要求也不高，操作过程易于控制，缺点是出水中存在着大量的碳酸，pH 值难以达标。
近年来，人工湿地处理酸性矿井水的方法得到了广泛的研究，在技术层面和客观上已经证实了可行性。
不过需要注意的是湿地生态对水的pH 值有一定的要求，需要保持在4.0以上，0 引言煤矿矿井水是在煤矿开采过程中产生的地下涌水，其形成主要来源于大气降水、地表水、断层水等，其中大气降水是矿井水的主要来源，并对其他水源进行补给。
煤炭开采过程会产生大量矿井水，大约每开产一吨煤会产生两吨矿井水。
矿井水处理技术综述
矿井水处理技术综述摘要：矿井水是具有煤矿行业特点的废水，也是一种水资源。
本文对矿井水处理技术进行了综述，介绍了煤矿高矿化度矿井水、含悬浮物矿井水和特殊污染型矿井水的处理技术。
关键词：矿井水；处理技术；方法和原理；工艺流程；处理效果Abstract: the mine water is a coal mine industry characteristics of wastewater, is also a kind of water resources. In this paper, the mine water treatment technology is summarized, and the coal mine water, containing high salinity suspended mine water and special polluting of mine water treatment technology.Keywords: mine water; Processing technology; Method and principle; Process; Treatment effect中图分类号：O741+.2文献标识码：A 文章编号：0引言矿井水是矿井开采过程中产生的地下涌水，在开采过程中会受到粉尘和岩尘的污染，是具有煤矿行业特点的废水。
大量矿井水的流失，不仅造成水资源的极大浪费，而且还污染了矿区周围农田及地表水系。
对矿井水进行处理并加以利用，不但可防止水资源流失，避免对水环境造成污染，而且对于缓解矿区供水不足、改善矿区生态环境、最大限度地满足生产和生活用水需求具有重要意义。
矿井水水质状况随煤矿开采的品种、类型、方式以及煤矿所处的区域和地质构造等不同有较大的差异。
矿井水按水质主要分为4类：洁净矿井水、含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水和特殊污染型矿井水。
除了洁净矿井水可直接利用外，矿井水的利用都需要相应的矿井水处理技术，主要包括含悬浮物矿井水处理技术、高矿化度矿井水处理技术和特殊污染型矿井水处理技术。
矿井水处理
矿井水处理矿井水处理是指对矿井水进行处理以达到水质合格、可持续利用的过程。
矿井水处理一直是一个重要的环节，在石化、冶金、采矿等行业中都有广泛应用。
本文将从矿井水处理的原理、方法、技术、应用及存在的问题等方面进行介绍。
矿井水处理的原理矿井水的特点是pH 值低、含硫酸盐、硝酸盐等物，具有较高的溶解度。
另外，矿井水还会带有各种固体颗粒、重金属等污染物。
因此，对矿井水进行处理时，一方面要去除硫酸盐、硝酸盐等有机污染物，同时还要对重金属、氧气等进行净化。
基于矿井水的特性来看，常见的是采用化学物质、膜分离、电化学、生物技术等多种方法。
矿井水处理的方法（1）化学方法：化学方法主要是运用了化学反应的原理，对污水进行处理。
化学方法的处理是通过加入化学药剂，使其与污染物发生化学反应，从而使得污染物发生变化。
比如采用滤棒法，通过加入活性炭等化学药剂，把红藻、水蚤和鱼卵等物质清除，从而可以达到治理水资源的目的。
（2）电化学方法：电化学方法主要是运用了电化学的原理，通过电解、沉淀、电析等方法对污水进行处理。
电化学法适用于处理有机物、重金属、氮、磷等废水。
其中，电解法是将氯离子、氧化钠离子、钠离子等通过电解分离。
而沉淀法是采用一定的化学药剂，将污水中的浑浊固体、重金属等污染物沉淀下来，从而达到净化水质的目的。
（3）膜分离技术：膜分离技术是将污水通过一定的膜实质，根据分子和粒度大小的不同，来达到过滤、分离等目的。
膜分离技术广泛用于反渗透、超滤和微滤等。
其中，反渗透技术是通过高压作用下，将水分子通过膜隙排除水质中的溶解物质等。
（4）生物技术法：生物技术法利用了微生物、生物质、植物等生物学制剂，对污水进行处理的一种方法。
其中，生物制剂能够降解出污染物的毒性和生理活性，从而减少水质中的污染物。
矿井水处理的技术矿井水处理还有一系列的技术，比如氧化还原技术、吸附技术、融合技术等。
其中，氧化还原技术是通过利用氧化、还原反应的原理，对污水中的有机物、重金属等进行处理。
矿山开采的矿井水处理与利用技术
通过生态补水，可以补充地下水资源，改 善湖泊、河流的水质，促进生态系统的恢 复和改善。
提高环境质量
促进生态旅游
生态补水有助于改善水质和环境质量，提 高居民的生活质量。
通过生态补水改善生态环境，可以吸引游 客，促进生态旅游的发展。
05
矿井水处理与利用的挑战与展望
技术瓶颈与难题
处理效率低下
01
当前矿井水处理技术存在处理效率低下的问题，难以满足日益
总结词
采用中和剂如石灰石、白云石等进行中和反应，同时可采用氧化还原、沉淀等方法去除重 金属离子。
重金属矿井水的处理
总结词
去除重金属离子，防止污染和危害健康
详细描述
重金属矿井水中的重金属离子如铜、铅、锌等对环境和人体健康具有较大危害，需要采用化学沉淀、吸附、离子交换 等方法去除。同时，还需要对处理后的水质进行严格监测和控制。
详细描述
在沉淀池中，加入混凝剂使悬浮颗粒物凝聚成大颗粒沉降， 然后通过过滤器进一步去除残留的细小颗粒物，使水质得到 改善。
过滤法
总结词
通过过滤介质去除水中的悬浮物、胶体和部分溶解性物质。
详细描述
过滤法通常采用砂滤、活性炭滤等，利用过滤介质表面吸附和截留作用，去除 水中的杂质，使水质得到净化。
化学法
矿井水特点
含有大量的悬浮物、矿物质、重 金属离子等，水质波动较大，处 理难度较高。
矿井水处理的必要性
环境保护要求
随着环境保护意识的提高，矿山企业 对矿井水处理与利用的要求越来越严 格，以减少对环境的污染。
安全生产需要
矿井水中的悬浮物、矿物质等会影响 矿山设备的安全运行，甚至引发安全 事故。
矿井水处理技术的发展历程
高矿化度矿井水处理技术概述
《资源节约与环保》2019年第5期1水质特点含盐量大于于1000mg /L 的矿井水称为高矿化矿井水，我国煤矿高矿化度矿井水含盐量在1000~3000mg /L 。
有些甚至高达10000mg /L 以上。
矿化度主要来自于K +、Ca 2+、Na +、Mg 2+、Cl -、SO 42-等离子[1]。
2主流处理工艺降低矿化度的方法称为脱盐。
按照工作原理，分为膜法、离子交换法、热法、蒸发和冷冻法。
主流的浓盐水零排放处理工艺如下图1。
根据统计，以反渗透为代表的膜法，已占据全球盐水脱盐技术的59.85%[1]。
下文以膜法为主介绍浓盐水零排放的处理工艺。
图1主流浓盐水零排放处理工艺流程3脱盐系统脱盐系统包括预处理工艺及脱盐工艺。
3.1预处理系统预处理工艺目的是保障脱盐工艺长期稳定、高效运行。
去除可能造成膜结垢的钙镁离子，及可能堵塞膜孔的悬浮物，预处理工艺通常包括除硬、过滤工艺。
3.1.1化学除硬化学除硬，通过投加沉淀药剂，使之与溶解性盐类形成难容固体，然后通过固液分离去除的方法。
常用化学药剂石灰，有时辅以纯碱、石膏等，该方法稳定性较差，适用于进水矿化度较高，且对产水水质要求较低的情况。
3.1.2离子交换法离子交换法是指，用离子交换树脂上的溶解性离子（常用Na 和H 离子）将水中硬度成分（Ca 2+和Mg 2+）交换去除的方法。
但该方法在水量大，水质条件差的情况下不适用。
3.2脱盐系统目前常用的脱盐工艺为电渗析、反渗透。
3.2.1电渗析电渗析脱盐是将含盐水通过电渗析器，水中的阴阳带电离子在电场的作用下定向正负两级迁移，迁移过程中会通过具有选择透过性能离子交换膜，即阳膜只能透过阳离子，阴膜只能透过阴离子，结果形成交替的淡水室和浓水室，分别得到脱盐淡水和浓缩盐水。
电渗析技术主要应用于进水含盐量在500mg/L ~4000mg/L 的情况，脱盐效率高，缺点是不能去除水中的有机物和细菌且设备运行能耗较大，不适用于水量大的废水处理[2]。
煤矿高矿化度矿井水处理技术
煤矿高矿化度矿井水处理技术引言煤矿的开采会产生大量的废水，这些废水含有大量的矿物质和有机物，难以直接进行排放。
其中，高矿化度矿井水则是处理难度较大的一种类型。
高矿化度矿井水不仅会增加处理成本，还会对环境和人体健康带来危害。
因此如何有效地处理高矿化度矿井水成为了煤炭行业面对的一个重要问题。
高矿化度矿井水的特点高矿化度矿井水是指含有高浓度的氯化物、硫酸盐、钠离子、镁离子等矿物质的地下水。
这种水质的主要特点是含盐量高，水质酸性，水温较高，有较高的COD（化学需氧量）和BOD（生化需氧量）。
其pH值一般在6以下，也会出现碱性的情况。
这种类型的水一旦排入自然环境中，会严重影响土壤、植被生长和当地地下水的水质。
高矿化度矿井水的处理技术对于高矿化度矿井水的处理，常用的方法是化学处理法、物理处理法和生物处理法等。
其中，化学处理法是一种常用的处理方式。
化学处理法的原理是通过添加一些化学药剂，降低水中含有害物质的浓度。
现将一些常用的处理方法进行介绍：1. 沉淀法沉淀法是通过在水中加入一些化学药剂，使得含有害物质的物质在其中沉淀，达到净化的目的。
常用的药剂有氢氧化钙、氯化钙等。
通过这种方式，可以有效地将水中重金属、铁、铜、锌等离子去除。
但是，这种方法无法去除水中溶解性盐类，同时也增加了泥水处理难度，对设备损耗大。
2. 离子交换法离子交换法是将原水中的离子与吸附剂中的离子作置换。
广泛使用的吸附剂主要是阴、阳离子交换树脂。
离子交换法操作方法简单，适用于各种水质，可以达到很好的水质净化效果。
但是，对于盐度过高和有机物过多的水，其适用性有限。
3. 省水蒸发省水蒸发是一种简单有效的高矿化度矿井水处理方法，其基本原理为通过加热将水中的水分蒸发掉，从而达到去除水中盐类和矿物质的目的。
该方法具有设备简单、节水节能和操作简单等优点，但产生的盐渣会对环境和生态造成一定的影响。
4. 逆渗透法逆渗透法是一种高精度的物理处理技术，利用半透膜分离原理，将水中的有害物质、离子和混合物等从水中分离出去。
矿井水处理技术
矿井水处理技术矿井水通常是指煤炭开采过程中所有渗入井下采掘空间的水，国煤矿年排矿井水约22亿m3，平均吨煤涌水量约为4m3。
根据矿井水的特点，大致可分为以五种类型：1)洁净矿井水、2)含悬浮物矿井水、3)高矿化度矿井水、4)酸性矿井水、5)含特殊污染物矿井水。
1.矿井水的来源和分类矿井水通常是指煤炭开采过程中所有渗入井下采掘空间的水。
据不完全统计，在采煤过程中，全国煤矿年排矿井水约22亿m3，平均吨煤涌水量约为4m3。
矿井水本身的成分主要受地质年代、地质构造、煤系伴生矿物成分、环境条件等因素的影响。
受开拓及采煤影响。
根据矿井水的特点，大致可分为以五种类型：1)洁净矿井水即未被污染的干净地下水。
基本符合饮用水标准，有的含多种微量元素，可开发为矿泉水。
2)含悬浮物矿井水其水量约占我国北方部分重点国有煤矿矿井涌水量的60%。
水质呈中性，含有煤粉、岩粒、等大量的悬浮物。
长期外排，会破坏景观、淤塞河道，影响水生生物及农作物的生长。
3)高矿化度矿井水、水中含有SO42-、Cl-、Ca2+、K+、Na+、HCO3-等离子，水质多数呈中性和偏碱性，带苦涩味，俗称苦咸水。
又可分为微咸水、盐水。
不能直接作工农业用水和用水。
4)酸性矿井水水质pH值小于5.5，当开采含硫高的煤层时，硫化物受到氧化与升华作用产生硫酸，而使水呈酸性。
目前酸性水一般处理后达标排放或会用于一些对水质要求较低的工业用水。
5)含特殊污染物矿井水这类矿井水主要指含氟矿井水、含微量有毒有害元素矿井水、含放射性元素矿井水或油类矿井水。
排放量不大，但不处理外排会污染水系。
2.矿井水所造成的污染及危害归纳起来，来自煤矿矿井水和选煤的主要污染物有：1)有毒污染物包括：汞、铅、铬等重金属；氟化物、氰化物等无机毒物及一些有机毒物，很容易被生物吸收和积累。
2)放射性污染物包括：天然铀、镭、氡的a系列核素。
3)无机污染物包括：无机酸、盐类和无机悬浮物。
矿井水的大量排放对环境产生很大危害，主要表现在：1)引起大量水资源流失，破坏地下水资源，造成矿区生产、严重缺水。
浅议煤矿矿井水处理技术
浅议煤矿矿井水处理技术1. 引言煤炭在我国能源结构中占70%以上，煤炭开采过程中排放大量废水，若不经处理直接排放，势必对环境造成严重污染，同时造成水资源的大量浪费，无法实现循环经济的目标。
据统计我国的煤炭绝大部分蕴藏在北方缺水地区，尤其是西北干旱地区。
我国目前储量较大的神府煤田、古交煤田就处在黄土高原的内蒙古、陕西、山西一带。
2. 矿井水水质我国煤矿矿井废水笼统的划分为：酸性矿井水和非酸性矿井水（主要是高悬浮物矿井水）两大类。
下面分别介绍其特点。
1）酸性矿井排水具有酸性水的矿井，在煤系地层中含有硫铁成分，以FeS2为最常见的类型。
若煤系开采后，当地下渗透水与空气中的氧和硫化物接触以及铁氧化、细菌的作用，便有铁的硫酸盐、硫酸及其他化合物形成。
一般来说，煤矿酸性水的性质与矿井的大气流通情况、矿井水的流动途径、开采深度以及进入坑道的涌水量有密切关系。
通常，封密与大气流通不好的酸性较大，亚铁含量高，反之则较小；流经富硫、高硫顶、底板煤层的，酸性较大，反之则较小；开采深、面积大的酸性大，反之较小。
如果矿井的涌水量相对稳定，那么酸度也是比较稳定的。
矿井酸性水如不妥善处理，任意排放，不但影响矿井安全生产，排出地面后对农业和对地面水危害极大。
2）非酸性矿井水这类矿井水主要为悬浮物高的矿井水，矿化度、总硬度都不高，pH 值一般在6.5～8.0之间，有害的重金属含量甚微，只是由于在采掘煤炭的过程中，使其受到工人和煤尘的污染，故呈灰黑色，浊度较高，悬浮物一般在150～600mg/l，有时甚至超过1000mg/l，水中带有机污染物和较多的菌类。
另外，还包括高矿化度矿井水，这类矿井水中含有的高的盐分。
在低矿化度的水中，一般以HCO3-为主，随着矿化度的增高，SO42 -和Cl- 相应增高，在矿化度很高的水中，Cl - 成为主要成分。
煤炭行业所指的高矿化度水，一般指微咸水（矿化度1～3g/l）和咸水（矿化度3～10g/l），甚至盐水（矿化度10～30g/l）。
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煤矿矿井水处理技术概述
作者：洪巍
来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2016年第07期
摘要：矿井水是具有煤矿行业特点的废水，也是一种水资源。
矿井水的类型大致分为五类：洁净矿井水，高矿化度矿井水（又称苦咸水），悬浮物矿井水，酸性矿井水和特殊污染型矿井水。
针对不同类型矿井水的水质特点，对相对应的处理技术进行了简要介绍。
关键词：煤矿矿井水；处理技术；深度处理
中图分类号： X752 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）21-178-2
1 矿井水的资源情况和特点
我国煤炭资源一般埋藏较深，以地下井工开采为主，煤炭在开采过程中，必然要排放大量的地下涌水，即矿井水。
矿井水的主要来源：一是地下水，主要来自奥陶系和寒武系灰岩水、砂岩裂痕水、第四季冲积层水、老窑水等，各煤矿煤层所处的地质构造不同，排水量大小差别很大；二是煤矿生产废水，采矿过程中，地面要输入生产用水用于液压支柱、机电设备、挖煤过程中防尘降尘洒水等产生的极少量的废水；三是地表裂痕渗入的地表水。
大量未经处理的矿井水直接排放，不仅造成了水资源的极大浪费，而且还会对矿区周围的土地以及地表水系造成污染。
煤矿所处的区域、地质构造和开采方式有所不同，造成矿井水的水质有较大的差异。
按水质可大致分为洁净矿井水、高矿化度矿井水（又称苦咸水）、悬浮物矿井水、酸性矿井水和特殊污染型矿井水五类。
2 近年来我国矿井水利用情况
2.1 矿井水利用工作取得较快发展
矿井水的合理利用，是缓解矿区缺水的必然选择，是防止矿区污染的主要措施。
我国十分重视矿井水资源化利用工作，把矿井水利用工作列为水资源节约的重点工程和措施之一，明确提出“十一五”期间要实现重点工业节水31亿m3，新增矿井水利用量26亿m3任务，极大地推动了“十一五”期间矿井水利用的快速发展，2005年煤矿矿井水排放量约46.3亿m3，利用量为16.3亿m3，利用率为35%，到2010年我国煤产量达到32.4亿t，煤矿矿井水排放量达到61亿m3，利用量达到36亿m3。
利用率达到59%，2010年矿井水利用量比2005年新增加21.7亿m3，加上非煤矿山矿井水利用量约增加6亿m3，到“十一五”末全国矿井水利用量约增加
27.7亿m3，超额完成新增矿井水利用量26亿m3的目标，有效缓解了部分矿区的缺水问题，促进了矿区的经济发展。
2.2 矿井水成为矿区解决水资源紧张的必要补充
根据调查，目前矿井水利用的主要方向：一是工业生产用水，用于煤炭生产、煤炭洗选加工、焦化厂、电厂、煤化工等用水、这是矿井水利用的重点，约占矿井水利用量的70%；二是环境绿化、农业用水，矿区绿化降尘，农田灌溉，矿区工业园区建设用水等。
约占矿井水利用量的15%；三是生活饮用水：缺水矿区，矿井水经深度处理后，达到生活用水标准，供矿区居民饮用水和生活用水，约占矿井水利用10%左右；四是有的矿井水，富含有对人体保健有益的微量元素，可以加工成矿泉水等水产品。
目前已开发利用矿井水热源，可以为煤矿企业供暖、供冷、供热和提供生活用热水。
3 矿井水利用技术现状
我国将矿井水作为水资源开发利用已经有近40年[2]的历史，含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水和酸性矿井水的处理工艺基本成熟。
含悬浮物矿井水的处理工艺流程一般为：悬浮物矿井水→水量调节池→提升泵→沉淀池（或澄清池）→过滤→消毒→回用[3]。
高矿化度矿井水的预处理工艺同常规矿井水相同，在后续工序中增加了除盐工序，现阶段我国常用的除盐工艺为反渗透技术。
酸性矿井水的处理主要是采用石灰或氢氧化钠加药进行中和。
矿井水处理后要进行充分消毒，目前主要是采用二氧化氯或隔膜电解食盐产生氯气等混合气体的消毒方式。
3.1 悬浮物矿井水处理技术
3.1.1 水质特点
含悬浮物矿井水中的主要悬浮物为煤粉颗粒，还包含一部分岩粉和黏土等，颜色为黑色，含量变化较大，从几十mg/L至数千mg/L不等。
由于煤粉粒径偏小，大小相差悬殊，在投加混凝剂后形成的矾花结构比较松散，混凝沉降性能差，沉降速度较慢。
同时，煤粉颗粒在水中还受到布朗运动的影响，令悬浮物矿井水不但有悬浮物的特性，还有一些胶体的性质。
3.1.2 处理方法和原理
目前对悬浮物矿井水的处理技术已经比较成熟，只要采取常规的混凝、沉淀、过滤的工艺，出水即可达到工业用水的标准。
混凝是通过向废水中投加混凝剂，使其中的胶粒物质发生凝聚和絮凝，形成较大颗粒或絮凝体，进而将水中悬浮颗粒从水中分离出来以净化废水。
混凝剂可分为无机盐类和高分子物质2大类。
影响混凝效果的因素有：水温、pH值、浊度、硬度及混凝剂的投放量等。
矿井水在经过混凝反应后通过沉淀池去除大颗粒的悬浮物，实现固液分离。
按池内水流方向沉淀池可分为平流式、竖流式和辐流式三种。
经沉淀后的矿井水通过设置
粒料层进行过滤，滤料一般选用无烟煤和石英砂，常用的过滤设施为快滤池和重力式无阀滤池，经过滤的矿井水可达到工业用水标准。
处理后的矿井水如果要作为生活用水使用的话，则在混凝、沉淀、过滤处理后，需要增加吸附工序来去除水中的有机污染。
3.2 高矿化度矿井水处理技术
3.2.1 水质特点
地下水与煤系地层中碳酸盐类岩层及硫酸岩层长期直接接触，从而导致该类矿物溶解于水，使矿井水中含有大量的ca2+，Mg2+，K+，Na+，SO42-，Cl-，HCO3-等离子，形成高矿化度矿井水。
该类矿井水的含盐量一般在1000-4000mg/L，最高为一万多mg/L。
因含盐量大，带苦涩味，一般高矿化度矿井水也称苦咸水。
高矿化度矿井水主要分布在我国北方矿区、西部高原，以及黄淮海平原和华东沿海地区。
3.2.2 处理方法和原理
目前国内处理高矿化度矿井水的主要方法有药剂法、离子交换法和膜处理法。
现阶段较常用的处理方法是膜处理法，其中主要包括电渗析法和反渗透法。
目前我国主要采用反渗透法来对高矿化度矿井水进行处理，电渗析法基本淘汰不再使用。
反渗透法的原理是通过施加一个大于渗透压的压力，借助于半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法，其脱盐率高达95%以上。
为了减小污染对膜系统的影响，就必须在膜工序前增加前处理工艺。
前处理工艺一般采用机械过滤器、活性炭过滤器、保安过滤器的三级过滤工艺，也可使用超滤膜来代替三级过滤进行前处理。
为了解决膜结垢的问题，则需要在矿井水进入膜系统前投加阻垢剂。
阻垢剂的选择和投加数量的确定，应根据高矿化度矿井水的水质，通过进行阻垢剂试验来确定。
4 存在的问题
4.1 水质变化导致混凝剂投加量无法准确把握
随着井下开采环境的变化，悬浮物的变化也较大。
技术人员仅凭经验来对混凝剂的投放量进行调整，出水水质难以保证。
处理：增加化验班次，通过实际数据来投放混凝剂。
4.2 排沙泵、冲洗泵、潜水泵腐蚀严重
在项目初期没有全面考虑泵体的腐蚀问题，对防腐工作做的不够细致，导致项目运行时间不长后各类泵体腐蚀严重。
处理：已经腐蚀的泵体更换耐腐蚀泵，未腐蚀的泵体使用喷涂材料等进行修复保护。
4.3 反渗透系统脱盐率达不到设计值
项目设计来水为简单预处理后进入反渗透系统，因此在工程设计中没有安装PH表。
而工程实际来水是经过石灰软化处理，PH偏高，从而导致反渗透系统脱盐率达不到设计值。
处理：增加PH监测装置，确保PH值在6-8之间，保证反渗透系统脱盐率。
5 结语
我国人均拥有水量仅是世界人均水量的四分之一，淡水资源贫乏，分布极不均匀。
北方地区的煤炭资源储量丰富，约占全国总储量的80%以上，但水资源仅占全国总量的20%，矿区缺水现象十分严重。
在很多地区煤矿生活、生产用水极为紧张，严重影响煤矿职工的日常生活和矿山的正常生产。
但是由于资金和认识等方面的原因，长期以来我国矿井水仍直接排放，回用率处在一个相当低的水平。
因此，对煤矿矿井水进行深度处理实现矿井水资源化，既可防止水资源的流失，避免矿井水对水环境造成污染，又可以缓解矿区供水不足的问题，对于促进我国煤炭工业可持续发展具有重要的意义。
参考文献
[1] 周如禄，高亮，陈明智.煤矿含悬浮物矿井水净化处理技术探讨[J].煤矿环境保护，2000，14（1）：10-12.
[2] 杨越.我国煤矸石堆存现状及其大宗量综合利用途径[J].中国资源综合利用，2014.6.
[3] 邬象牟.矿井水回收利用面临的形势与对策研究[J].煤炭工程，2005，34（9）：50-52.。