矿井污水处理新技术及工程应用
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摘 要：我国的污水处理技术还存在着一些问题，基础建设成本和运行费用过高都是煤矿开采技术发展过程中的重大阻碍。在下文中笔者将针对这些典型问题，通过具体案例详细分析煤矿污水井下处理的新技术，从而推动矿井污水处理技术的纵深化发展。
关键词：污水；水处理；新技术
现阶段，我国的矿井水利用率非常低，许多煤矿开采单位都是采用直接排放的方式来处理矿井水，这样不仅对环境造成了污染，同时还造成了资源的浪费。目前，针对于矿井水处理的问题，许多业内人士经过具体的实践研究，探索出了许多具有实践意义的矿井水处理新技术，在下文中笔者将对策展开详细论述。
1 工程应用技术标准
在煤矿开采工程当中，矿井水经过处理之后，普遍应用于煤矿开采设备的辅助工作当中，其主要的应用层面为矿井内部的消防工作、煤矿开采设备的冷却和矿井下洒水。对于矿井水的水质要求，在GB50383-2006《煤矿井下消防、洒水设计规范》中有着明确的规定，该规范当中明确表示，在滚筒采煤机和掘进机等大型煤矿开采设备的喷雾用水中，碳酸盐的硬度必须要在3mmol/L之内，高压喷雾用水需符合国家饮用水标准的相关要求，一些特殊工程设备的水质标准要按照设备制造厂商所提出的标准严格执行。
2 煤矿污水处理新技术工程实践
根据矿井水性质的不同，矿井水井下处理技术可以分为采空区矿井水处理技术、高矿化度矿井水反渗透处理技术以及近期在煤矿开采过程中所普及的新型技术—超磁分离水体净化技术。下面笔者将针对于这三种技术进行论述。
2.1 采空区矿井水处理技术的应用
采空区矿井水处理技术是指以煤矿井下的采空区作为空间基础，通过矸石等填充物质的过滤和沉淀作用来对矿井水进行净化。该技术能够合理利用矿井下采空区的空间，是一种成本非常低廉的矿井水处理方法，但是该种方法对于煤矿开采区的地质条件有一定的要求，只能在特定的环境下进行应用。在这里我们以山西大同晋华宫矿的污水处理工作作为实例，分析采空区矿井水处理技术的具体应用。该矿区的地质条件较为稳定，井下采空区空间较大，适合于利用采空区技术进行矿井水处理。在处理工作开始之前，该矿区通过实地考察，决定将矿井水注入采空区后进行初步的降速沉淀处理，之后将初步处理后的水放入中速过滤罐当中进行进一步的沉淀过滤处理，在处理完成后将矿井水放入到蓄水池当中，之后利用加压泵将矿井水注入到井下供水管网当中供煤矿开采设备使用。通过上述的处理工序，经过检测该矿区矿井水的水质符合GB50383-2006《煤矿井下消防、洒水设计规范》中的相关水质标准，并且处理工序符合GB/T18920-2002《城市污水再生利用城市杂用水水质》的相关规范。
2.2 高矿化度矿井水反渗透处理技术的应用
反渗透装置是系统中最主要的脱盐装置，借助于泵的压力为推动力的膜分离技术，当水流中所加压力大于进水溶液渗透压时水分子不断地透过膜，经过产水流水管流入中心管，经收集管集中后，通往产水管再注入清水池。在另一端流出水中的杂质、离子、无机物、细菌、病菌被截留在膜的进水侧，通过另一组收集管注入浓水池。从而达到分离净化的目的。从反渗透生产出来的水就可流到清水池，一部分水我们直接供给井下生产、锅炉房、浴室等。另一部分，进入灌装车间，臭氧杀菌后封装、打包做成可直接饮用的纯净水。水质完全达到《国家饮用水标准》。浓水用于工业区卫生、绿化用水。在这里我们还以山西大同晋华宫矿污水处理工程为例，该工程引进了目前较为先进的一套反渗透处理系统，经过模拟实验该设备的设计产水量可以达到40m3/h，共安装4套，总处理水量可以达到160m3/h。该系统由锰砂过滤器、超滤装置和反渗透处理装置共同构成，根据实际情况，该矿区调研了实际的矿井水水质，并制定了相应的矿井水复用目标。经过实际应用之后，该系统的产水导电率可以达到13μS/cm，符合该矿区的井下消防用水、乳化油用水以及冷却用水的相关标准规定。
2.3 超磁分离水体净化技术的应用
超磁分离水体净化技术是近年来新研制出的一种新型的矿井水处理技术，该方法适用于多种水质，尤其适用于高悬浮物矿井水的处理，是未来矿井水井下处理工作的重大技术发展趋势。在山西大同晋华宫矿污水处理站已经引进了超磁分离水体净化系统来对井下矿井水进行处理，该工程的设计水处理量为10000m3/d，矿井水的汇入位置大约为井下840m处，水中悬浮物质的浓度在350-430mg/L区间之内，通过超磁分离设备的高效处理，经过相关测试水中悬浮物质的浓度降低到8mg/L，完全符合水质相关标准，处理过后的矿井水一部分移至矿井水处理站储备使用，另一部分在井下作业当中使用，整个过程均采用自动化管理，安全性能符合相关标准。
3 总结
矿井水的处理工作是煤矿开采质量和效率的重要保障，矿井水处理技术的完善不仅降低了矿井水排放所造成的污染。同时还通过矿井水的合理利用提升了煤矿开采工作的效率。在本文中笔者针对于不同性质的矿井水，对目前比较常用的矿井水处理技术做了详细的论述分析，并针对于技术发展的不足之处提出了合理的展望，使矿井水处理的整体流程得到优化。
作者简介：
王雅茹（1990- ），內蒙古乌兰察布市人，2016年毕业于中国矿业大学化学工程与工艺，主要从事矿井水处理方面工作。
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