煤礦礦井水既是一種具有行業(yè)特點的污染源，又是一種寶貴的水資源。目前我國很多煤礦一方面嚴重缺水，另一方面未經(jīng)處理直接外排，造成大量水資源的浪費，并且污染環(huán)境，在相當(dāng)程度上制約了煤炭生產(chǎn)和礦區(qū)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。因此，將煤礦礦井水處理后作為煤礦工業(yè)用水或生活用水，不僅解決了礦區(qū)缺水問題，而且充分利用了礦井水水資源，節(jié)省了地下水資源，具有明顯經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益。

　　煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中占70%以上，煤炭開采過程中排放大量廢水，若不經(jīng)處理直接排放，勢必對環(huán)境造成嚴重污染，同時造成水資源的大量浪費，無法實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟的目標。據(jù)統(tǒng)計我國40%的礦區(qū)嚴重缺水，已制約了煤炭生產(chǎn)的發(fā)展。西北礦區(qū)多處于山區(qū)，水資源更為缺乏，地表水又多為間歇性河流，枯洪水季節(jié)流量相當(dāng)懸殊，常年流量稀釋能力差，排入河流的污水造成嚴重污染。因此，開發(fā)、管理、利用好煤礦水資源，對煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

　　1、煤廢水污染嚴重

　　據(jù)包括10多位院士在內(nèi)的專家學(xué)者鑒定通過的一項課題研究表明，山西每年挖5億噸煤，使12億立方米的水資源受到破壞。這相當(dāng)于山西省整個引黃河水入晉工程的總引水量。專家呼吁，應(yīng)當(dāng)從技術(shù)、人才、資金投入和經(jīng)營機制等多方面解決這一世紀難題，幫助山西省等煤炭主產(chǎn)區(qū)擺脫“產(chǎn)煤致旱、因煤致渴”的困擾。

　　這項關(guān)于山西省煤炭產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的研究表明，山西省采煤造成嚴重的水資源破壞，加劇了水資源短缺問題。這項課題研究表明，山西每挖1噸煤損耗2.48噸的水資源。每年挖5億噸煤，使12億立方米的水資源受到破壞。這相當(dāng)于山西省整個引黃工程的總引水量。因此，這對于山西這個人均水資源量僅占全國平均水平不到五分之一的地區(qū)來說是個非常嚴重的問題。

　　目前，由于煤炭開采對地下水系破壞非常嚴重。據(jù)統(tǒng)計，山西采煤對水資源的破壞面積已20352平方公里，占全省總面積的13%。山西省大部分農(nóng)村人畜吃水靠煤系裂隙水，而煤礦開采恰好破壞了該層段的含水層。據(jù)統(tǒng)計，全省由于采煤排水引起礦區(qū)水位下降，導(dǎo)致泉水流量下降或斷流，使近600萬人及幾十萬頭大牲畜飲水嚴重困難。

　　2、煤炭采掘業(yè)廢水治理技術(shù)問題

　　99%的采煤項目廢水沒有進行治理，從主觀上應(yīng)該說是環(huán)保監(jiān)管不力。從客觀上說是我們環(huán)保部門對采煤項目廢水治理技術(shù)持謹慎態(tài)度。采煤廢水治理技術(shù)多如牛毛，那種技術(shù)最適用、工藝最成熟、操作管理最方便、投資最省、運行費用最低，一直是我們環(huán)保部門在尋求的。由于采煤廢水復(fù)雜多變，在同一礦井廢水中，同時含有鐵、錳等重金屬，硫、氟、氯等非金屬及有機污染物和懸浮物，有的礦井廢水呈弱酸性(如織金縣珠藏、鳳凰山等)，再就是即使是同一礦井，所采層不同，廢水性質(zhì)也不同，甚至是差別很大。這就給煤礦廢水治理技術(shù)的選用帶來很大的困難。通常情況是某一技術(shù)只能有效處理某一污染物，不可能把所有超標的污染物都處理好。一個煤礦不可能投入很多資金對污染物進行單項處理，這就是采煤廢水治理在技術(shù)上的難點。有的業(yè)主自行修了一兩個池子，把礦井廢水往池子一放，就是對廢水進行處理了。事實上不是這樣簡單，可能連懸浮物也處理不了，金屬和非金屬就更不可能處理了。

　　礦井廢水主要處理技術(shù)

　　我國煤礦礦井水處理技術(shù)起始于上世紀70年代末，大多污水治理工作都只停留在為排放而治理。然而回用才是當(dāng)今污水治理發(fā)展的必然趨勢，將防治污染和回用結(jié)合起來，既可緩解水源供需矛盾，又可減輕地表水體受到污染?，F(xiàn)國內(nèi)使用的處理技術(shù)主要有：沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀過濾，全自動反沖洗過濾器過濾，紫外線殺菌器消毒等。處理后直接排放的礦井水，通常采用沉淀或混凝沉淀處理技術(shù);處理后作為生產(chǎn)用水或其它用水的，通常采用混凝沉淀過濾處理技術(shù);處理后作為生活用水，過濾后必須再經(jīng)過除酚，紫外線殺菌器殺菌等對人體有害物質(zhì)及消毒處理;有些含懸浮物的礦井水含鹽量較高,處理后作為生活飲用水還必須在凈化后再經(jīng)過淡化處理。

　　礦井水處理回用的條件

　　1、礦井廢水的產(chǎn)生及特點煤礦礦井廢水包括：煤炭開采過程中地下地質(zhì)性涌滲水到巷道為安全生產(chǎn)而排出的自然地下水，井下采煤生產(chǎn)過程中灑水、降塵、滅火灌漿、消防及液壓設(shè)備產(chǎn)生的含煤塵廢水。因此，它既具有地下水特征，但又受到人為污染。礦井廢水的特性取決于成煤的地質(zhì)環(huán)境和煤系低層的礦物化學(xué)成分，其中井田水文地質(zhì)條件及充水因素對于礦井開采過程礦井廢水的水質(zhì)、水量有決定性的影響。因此，對礦井廢水處理要考慮開采過程中水質(zhì)、水量的變化。華亭礦區(qū)新柏煤礦礦井廢水水質(zhì)取礦井正常排水時井口水樣。通過現(xiàn)場調(diào)查和資料查找，收集了多年來華亭礦區(qū)有關(guān)礦井水和地下水的化驗數(shù)據(jù)資料，以及平?jīng)鍪协h(huán)境監(jiān)測站監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合分析，該煤礦礦井廢水含煤泥為主要懸浮物，有機物略有超標，糞大腸菌群超標，揮發(fā)酚超標。

　　2、礦井廢水回用途徑煤礦礦井水處理后可作生產(chǎn)用水或生活用水，礦井生產(chǎn)用水主要是井下采掘設(shè)備液壓用水、消防降塵灑水，生活用水主要是沖廁、洗浴水以及深度處理后用于飲用水。

　　處理工藝

　　新柏煤礦礦井廢水處理工程的設(shè)計處理能力為800～1000m3/d，處理后作為生產(chǎn)和生活用水，采用混凝反應(yīng)、過濾、活性炭吸附及消毒工藝。

　　礦井廢水處理工藝流程礦井廢水由井下排水泵提升至灌漿水池，部分用于黃泥灌漿，其余廢水自流進入曝氣池，氣浮除油后進入斜板沉淀池進行初步沉淀，由提升泵提升進入混凝沉淀設(shè)備，同時加入混凝劑，經(jīng)過斜管沉淀后，將絮狀物沉淀到底部而被去除，清水從上部溢流出水自流進入砂濾罐，出水自流進入清水池，清水池前再經(jīng)過過流式紫外線殺菌器進行殺菌消毒。全自動自清洗過濾器的反沖冼水自流進入污泥池，上清液自流進入曝氣池，以提高礦井廢水資源的利用率。出水若用作生活用水，則全自動過濾器出水進入活性炭吸附裝置處理后流入清水池用作生活用水。

　　主要處理單元

　　1、預(yù)沉池曝氣礦井廢水中含有少量的有機物，通過曝氣接觸氧化去除廢水中的有機物。另外，井下液壓支柱等設(shè)備產(chǎn)生少量油類，通過氣浮除油，使廢水中油類達標。

　　2、混凝沉淀煤礦礦井水主要污染物為懸浮物，處理懸浮物主要采用混凝沉淀法，用鋁鹽或鐵鹽做混凝劑，混凝劑混合方式采用管道混合器混合。混凝沉淀裝置采用倒喇叭口作為反應(yīng)區(qū)，水流在反應(yīng)區(qū)中流速逐漸降低，使廢水和混凝劑藥液的反應(yīng)在反應(yīng)器中逐漸全部完成。完全反應(yīng)的廢水流出反應(yīng)區(qū)后開始形成混凝狀物質(zhì)，經(jīng)過布水區(qū)進入斜管填料，由于斜管填料采用PVC六角峰窩狀填料，利用多層多格淺層沉淀，提高了沉淀效率。將絮狀物沉淀到底部而被去除，清水從上部溢流排出。

　　3、礦井廢水經(jīng)混凝沉淀后，水中還含有較小顆粒的懸浮物和膠體，利用高精度網(wǎng)式過濾機設(shè)備將懸浮顆粒和膠體過濾，它是混凝沉淀裝置的后處理過程，同時高精度網(wǎng)式過濾機也是活性炭吸附深度處理過程的預(yù)處理。全自動高精度網(wǎng)式過濾機采用316L不銹鋼燒結(jié)網(wǎng)，濾元終身免更換，水過濾器為全自動反沖洗，不需要人工單獨管理，操作簡便，管理和維護方便。

　　4、活性炭吸附該煤礦礦井廢水主要含有揮發(fā)酚，酚類屬于高毒物質(zhì)，它可以通過皮膚、粘膜、口腔進入人體內(nèi)，低濃度可使細胞蛋白變性，高濃度可使蛋白質(zhì)沉淀。長期飲用被酚污染的水源，會引起蛋白質(zhì)變性和凝固，引起頭暈、出疹、貧血及各種神經(jīng)癥狀，甚至中毒。處理中水用作生活飲用水，必須用活性炭吸附裝置處理。活性炭的比表面積可達800～2000m2/g，具有很強的吸附能力。該裝置采用連續(xù)式固定床吸附操作方式，活性炭吸附劑總厚度達3。5m，廢水從上向下過濾，過濾速度在4～15m/h，接觸時間一般不大于30～60min。隨著運行時間的推移，活性炭吸附了大量的吸附質(zhì)，達到飽和喪失吸附能力，活性炭需更換或再生。

　　5、消毒廢水中含有一定的病菌、大腸菌群，處理后回用于洗浴時，若不經(jīng)過消毒，對人體皮膚傷害嚴重。所以礦井廢水處理后作為生活用水必須經(jīng)過消毒處理，本工藝采用超聲波紫外線殺菌器，紫外線消毒器殺菌擁有光譜殺菌能力，能夠輕易的徹底殺死包括：軍團菌(Legionella)、阿米巴(amoeba)在內(nèi)的130多種的有害菌、微生以及所有種類的真菌、濾過性病毒、霉菌、刨子。此外超聲波紫外線殺菌器可以完全消除飲水中的有害細菌，微生物，并且對水的味道，氣味沒有改變，從而使受處理的水達到飲用標準。這種簡單、安全、實用性強、低投入的凈水方法是非常適用于飲水衛(wèi)生安全問題的。