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摘要：煤礦生產中產生的廢水主要有礦井涌水與洗煤廠出水等。主要對礦井廢水的處理與回收技術進行研究，分析其應用，以期對相關工作有所借鑒。

關鍵詞：煤礦；礦井廢水；回收技術

目前，煤炭在中國能源資源中占據絕對優勢，可是隨著煤礦開采規模擴大，礦井生產過程中形成的廢水量也明顯增多，如果未對礦井廢水處理而直接排放，必然對地下水資源與生態環境造成污染，而且會導致水資源嚴重浪費。據相關調查，中國大約50%的礦區水資源貧乏，直接影響煤炭生產發展。針對煤礦生產過程中產生的廢水，要采用科學、有效的技術進行處理，把煤礦廢水轉變成煤礦生產用水，實現煤礦廢水的回收與應用，從而推動煤礦生產進一步發展。因而，通過研究煤礦礦井廢水處理技術，實現廢水的回收與應用，對煤礦企業的可持續發展具有重要意義。

1煤礦礦井廢水處理技術

現階段，煤礦礦井廢水處理技術主要包含物理化學技術、生物技術及自然生態技術。a)物理化學技術。物理化學法的基本原理是物質間存在的物理化學效應，應用相關物理化學法實現礦井廢水污染物的有效轉化，去除有害物質，完成廢水凈化。一般應用的物理化學方法主要為萃取法與光化學混凝法及膜分離法等。煤礦礦井廢水處理中物理化學法發揮著關鍵作用，主要原因是礦井廢水存在大量懸浮物質，且濃度相對較大，一定要先處理體積大與密度大的污染物質，不然會導致生化處理效果不佳。因而，礦井廢水應用生化處理前，必須對礦井廢水中的固體與液體進行有效分離，并先處理固體物質，然后才能夠開展生化處理；b)生物技術。生物技術主要指應用自然微生物具備的呼吸作用，通過微生物呼吸作用實現礦井廢水中有機物質的降解，同時應用生物技術可降低廢水處理過程中對生態環境造成的不利影響[1]。普遍應用的生物處理技術為氧化溝處理技術，通過氧化溝臭氧可有效去除污水中存在的COODer，并且減小氨氮含量。查閱相關實驗資料發現，采用氧化溝技術處理礦井廢水，其中COODer去除率與總氮去除率都達到了75.9%，有效減小SS含量；c)自然生態技術。目前自然生態技術主要是人工濕地處理與穩定塘處理及土地處理。大量實踐表明，礦井廢水處理中人工濕地技術效果最好。而穩定塘處理技術中的氧化塘與土地處理系統可選擇煤礦塌陷盆地，這樣可根據礦井廢水與礦區生活廢水相關情況設計處理系統，從而提高社會效益與環境效益。另外，選擇自然生態技術處理礦井廢水，可有效減小礦井廢水污染物的濃度，并且改進煤礦塌陷盆地生態環境。

2礦井廢水回收應用技術

2.1磁混凝沉淀工藝

磁混凝沉淀是根據混凝物理化學基本原理，并且融合生物作用原理，實現了多種原理與過程融合的復合工藝。首先通過磁分離然后通過生物作用，實現兩者的密切結合，有效發揮出磁分離與生物作用特點，有效處理廢水。如今，在一般混凝沉淀工藝中添加適量磁粉，就可實現磁粉與礦井廢水中的相關物質絮凝結合，并且呈現出混凝與絮凝效果，這樣就可產生高密度與大體積的絮狀物體，最終完成快速沉降目標，詳細工藝流程見圖1。磁混凝沉淀工藝的優勢是具備良好的絮凝效果，同時磁粉能夠通過磁鼓實現回收循環應用[2]。但是現階段此回收技術并不成熟，且技術穩定性仍然需要考證，因此磁混凝沉淀工藝并未普遍應用在礦井廢水處理及回收應用方面。

2.2活性炭吸附技術

煤礦礦井廢水中通常包含揮發酚成分，而酚類是高毒物質，其能夠通過皮膚與口腔及粘膜等深入人類身體，如果酚濃度比較低，可造成細胞蛋白質變性；如果酚濃度相對較高，就會造成蛋白質沉淀。人類長期飲用含酚類成分的水源可能引發蛋白質變性與凝固，發生頭暈、出疹及相關神經癥狀，嚴重時可能引發中毒[3]。因而在處理礦區生活飲用水時，要設置活性炭吸附設備，通常活性炭比表面積能夠達到800m2/g～2000m2/g，具備較強吸附能力。同時設備應該選擇連續模式的固定床吸附操作辦法，這樣活性炭的吸附劑厚度能夠達到3.5m，生活廢水由上至下過濾，速度大約是4m/h～15m/h，并且接觸時間最長不超過1h。但隨著過濾時間延長，活性炭就會不斷吸附廢水中物質，慢慢的活性炭吸附能力就會達到飽和，不再吸附廢水中雜質，因而必須及時更換新的活性炭，以保證廢水處理質量。

2.3生物濾池工藝

生物濾池工藝主要指制作一個生物膜的介質濾料填充床，使廢水從介質中流過。在廢水流過濾池時，養料與O2就會進入到生物膜中，形成生物同化作用，生成的CO2與其它相關代謝物就會從生物膜中釋放出來，并且進入廢水中。另外，O2進入生物膜中，也為微生物生長提供O2，從而保證生物膜具備較強的活性，詳細流程如圖2所示。圖2生物濾池污水處理系統煤礦廢水首選通過沉砂池進行沉淀，然后通過介質進入到微生物濾池，同時養料與O2也會擴散到微生物濾池，這樣微生物就可應用O2與養料產生微生物同化作用，最后再通過反沖洗水獲取干凈水。生物濾池結合了生物氧化與化學吸附及物理截慮等相關原理，因而應用生物濾池技術處理煤礦廢水，可得到優質的水資源，特別是富營養化的污染水體或微生物染污相對嚴重的水體[4]。但是生物濾池技術也存在不足之處，實踐應用過程中要為微生物正常生長構建適宜的物理與化學環境，如溫度與離子濃度等。

2.4膜處理技術

膜分離技術因為具備分離、純化及精制等功能，并且高效、環保，操作過程簡單，容易控制，所以在多個領域普遍應用，特別是水處理方案發展十分迅速，現已是水質深度處理與回用的關鍵技術。膜過濾分為過濾、超濾機反滲透等多個分離過程。膜處理技術關系到微濾膜、反滲透及超濾膜工藝等相關技術，是以微生物降解功能與膜分離作為基礎進行污水處理，而且應用超濾膜工藝與反滲透系統可實現有關組件在曝氣池中的安裝，免去二次沉淀池與污泥回流系統設置，同時廢水處理后的水質效果更好，能夠直接用于生活飲用水。

2.5臭氧氧化技術

臭氧屬于強氧化劑，可應用在消毒與廢水處理方面。臭氧處在常溫常壓環境下是亞穩態氣體，因而煤礦廢水處理過程中需要進行現場制備。而高壓環境下，O3可快速分解，所以制備與輸送O3時一定要在低壓環境下進行。煤礦廢水處理過程中應用臭氧氧化技術，一般是對水進行消毒處理。臭氧氧化技術主要具備以下優勢：a)O3能夠快速殺菌、消毒，可氧化有機化合物與無機化合物，并且可以有效去除其它工藝難以去除的雜質；b)部分O3可轉變成O2，可增加水中溶解氧的含量，而且效率高，并不會產生二次污染；c)制備O3過程中應用的電與空氣不需要儲存于運輸，同時設備占地面積小，操作程序簡單；d)O3還能夠強化絮凝效果，降低混凝劑添加量，顯著提高過濾速度。

3結語

礦井水是煤礦產業特有的污染源，但也是一種珍貴的水資源。現階段，中國一些煤礦生產嚴重缺水，而且個別煤礦并未對礦井水進行處理就直接排放，不僅嚴重浪費水資源，還對生態環境造成嚴重影響。因而，要應用各種水處理技術與回用技術，把礦井水轉變為工業用水或生活用水，既能解決煤礦生產水資源短缺問題，還可節約地下水資源，為煤礦企業創造更大的經濟效益與社會效益。

作者:李亞前 單位:山西汾河焦煤股份有限公司三交河煤礦

參考文獻：

［1］宋柯.煤礦礦井水處理工程中常見的問題與對策［J］.中國高新技術企業，2014(10)：58-59.

［2］李慧玲，桂和榮，段中穩.礦井水資源化技術的現狀與發展趨勢［J］.宿州學院學報，2015(2)：104-108.

［3］占幼鴻.廢水資源化利用在德興銅礦的實踐［J］.有色金屬工程，2015(4)：90-93.

［4］馬帥帥，趙莉，張華濤，等.表面活性劑的性能與應用（ⅩⅫ）———表面活性劑在環境保護領域中的應用［J］.日用化學工業，2015(10)：546-549.