矿井水综合利用

矿井水综合利用

矿井水综合利用工程

项目背景

朱仙庄煤矿现有矿井水处理厂于1994年建成投产，前身为净化水厂，占地面积约500平方米。由6台一元化净水器组成的净化车间、消毒车间、一级泵房、二级泵房、2座各1500立方米的源水沉淀池、1座800立方米和1座500立方米清水池组成。由于一元化净水处理工艺落后，维修量大，成本高，矿井水处理不彻底，造成水资源浪费，不能达到环保要求。因此，我矿利用环保项目资金，对净化水厂进行扩建改造，于2011年建成投产了现在的矿井水处理厂。这个由高效澄清池、多介质滤池、吸水井、煤泥浓缩池、集控室等组成的现代化矿井水处理厂，自动化程度高，绿色环保，杜绝了矿井水外排，节约了水资源。

矿井水处理厂每天处理矿井水3000立方米，处理后的净化水供选煤厂、矿北部工业广场使用。

朱仙庄煤矿矿井水中的悬浮物含量较高，构成悬浮物的主要是煤尘、岩尘、粘土等细小颗粒物，尤其是煤尘，所含固体颗粒细、灰粉高，颗粒表面多带负电荷。为提高矿井水处理能力和处理水质，朱仙庄矿改扩建了一座日处理量为3000m3的矿井水处理厂。

a.设计原则

●严格执行国家有关环境保护政策，遵守国家有关法规、规范和标准。

●设计采用处理效率高、出水水质好、投资少、能耗低、运行可靠

的工艺流程及处理设备。在确保处理效果的前提下，做到工艺流程简洁、

操作简单、管理方便、占地小、投资省、运行费用低。

●选用国产先进、高效、节能、运行维护简便的设备，以节省能源，

降低处理成本。

●工艺设计采用全自动化控制，以提高运行管理水平，降低劳动强

度，体现现代化水处理的先进水平。

●建筑设计力求美观、大方，构筑物布置时尽量紧凑、合理，设施

朱仙庄煤矿矿井水处理工艺流程图（改扩

建）

工艺中涉及到的高效澄清池是集混合、絮凝、沉淀于一体的水处理构筑物，且在反应过程中有部分污泥回流，使水中颗粒物质的浓度提高，有利于悬浮物质和絮体间的相互碰撞，增大絮体的粒度，加快絮凝体的沉降速率，可有效提高混凝、沉淀处理效果。

d.所选工艺特点

●工艺简单，技术成熟可靠，运行稳定，对水质、水量及水温的变

化适应性较强，能够保证出水水质。

●所选工艺占地面积省，单位面积产水量大，单位产水量投资相对

较省，投药量小，运行费用底。

●高效澄清池采用高效增强沉淀装置，能够达到更好的混凝沉淀效

果，能自动定时排泥，配套自控系统，运行灵活且便于管理，能够根据

进水水质、水量的不同，对工艺参数和操作进行适当调整。

e.煤泥水（矿井水处理过程中）处理工艺选择

矿井水在处理过程中，不可避免地会有煤泥水产生。主要产生煤泥水的工段是预沉调节池及澄清池，煤泥水的固相成分主要是煤粉。目前，国内矿井水处理产生的煤泥水处理的主要方法有：

●和选煤厂的煤泥水一起处理

矿井水处理澄清池产生的煤泥水（即底流），实际上含水率在95%～98%之间，其中的悬浮物（即煤粉）含量在2000～5000mg/L之间。矿井水产生的煤泥水中煤粉含量远远小于选煤厂的煤泥水（煤粉含量在10000mg/L以上）。矿井水产生的煤泥水量通常只有选煤厂的煤泥量的1/30～1/80，所以，对于企业有选煤厂的矿井水处理产生的煤泥水，一般都去选煤厂和煤泥水一并处理。

●井下灌浆和煤场用水

煤矿在开采过程中，需要进行井下灌浆处理，矿井水处理产生的煤泥水的特性可作为井下灌浆使用。也有些煤矿将矿井水处理后产生的煤泥水用于煤场。

●煤泥干化场

在我国有些煤矿，在场地允许的条件下，可考虑采用煤泥干化场处理。该处理设施优点是投资小，运行管理简单，维修工作量小，缺点是占地大。

●机械压滤处理

目前，国内采用煤泥水压滤的方法为板框压滤、带式压滤及离心脱水机。该方法的优点是处理彻底，压滤出的煤泥饼含水率低。缺点是投资相对较大、运行成本高、机械设备故障多。

考虑到桃园煤矿建有洗煤厂（洗煤厂内建有多座浓缩池）以及朱仙庄煤矿矿井水处理厂建设的场地情况，所以决定将矿井水处理厂的煤泥水进入洗煤厂一并处理，即采用第一种方法。

f.矿井水综合利用方式

目前，改扩建处理工艺中设计了多介质滤池来进行深度处理，以此进一步加大矿井水的利用量及利用途径。处理之后的水选煤厂补充水、地面绿化、锅炉房除尘等生产性用水，另一方面，处理后的矿井水不仅达到《煤炭污染物排放标淮》（GB20426-2006），即pH为6～9，总悬浮物≤50mg/L，CODcr≤50mg/L，石油类≤5mg/L，也达到了农业灌溉用水标准，所以在当地农村大部分河流水已经污染的情况下，朱仙庄煤矿处理后矿井水可解决当地农村灌溉用水短缺问题。

g.主要构筑物工艺设计

●预沉调节池

功能：

对原水进行均质和均量，为后续处理工艺提供稳定的进水水量和水质，同时大的煤泥颗粒在此得以预沉，减小后续处理构筑物负荷。

构筑物参数：见表

预调节池设计参数表

参数名称参数备注

尺寸34×11×4.m

有效容积1500m3

数量2座

结构钢筋混凝土结

构

主要设备桁架式刮泥机型号为HJG-12，室

外安装，要求电机

防雨、防冻，钢丝

绳防矿井水腐蚀数量2台

●煤泥浓缩池和泵房

功能：

煤泥浓缩池主要收集预沉池的排泥和澄清池的排泥。

构筑物参数：见表

煤泥浓缩池和泵房设计参数表

参数名称参数备注

煤泥浓缩池

尺寸

煤泥浓缩池

有效容积

泵房建筑面

积38m2

结构钢筋混凝土结

构煤泥浓缩池、泵房均为此结构

数量各1座

●综合车间

功能：

综合车间为提升泵房、加药间、储药间、电控间、配电间等。构筑物参数：见表

综合车间设计参数表

参数名称参数备注平面尺寸

建筑面积

层高 3.6m

数量1座

结构砖混

●高效澄清池

功能：