煤矿环境保护防治技术I魏鹞魏碟周如禄徐楚良（煤科总院杭州环境保护研究所，浙江杭州311201）牛光辉于远成（大屯煤电公司技术中心，江苏沛县221611）征在于在进水管中投加适当的混凝剂和絮凝剂后，采用水力循环泥渣回流反应、斜管沉淀、无烟煤和石英砂双层滤料过滤，能够有效去除矿井水中悬浮物和油类物质。

　　煤炭是我国的主要能源，伴随煤炭生产的同时排放大量矿井水，将含悬浮物矿井水净化处理作为生产和生活用水，不仅合理利用了水资源，而且经济和环境效益明显。目前，全国各地一些煤矿使用的一体化净水器是按地表江河、湖泊水质设计的，处理含悬浮物矿井水时，出水水质和处理水量达不到设计要求，一般处理水量只能达到设计水量的40%~60%.究其原因，主要是矿井水中悬浮物以煤屑为主，同时含有少量机油和乳化油，外观黑色十分明显，感观性状差，比重较地表水中泥砂悬浮物小，投加混凝剂后，形成的矾花结构松散，沉降性能差等。采用按地表水质特点设计的一体化净水器，不仅浪费了工程投资，而且浪费了宝贵的矿井水资源。

　　1工作原理和设备结构1.1工作原理高效集约式矿井水净化设备采用水力循环澄清、无烟煤和石英砂双层过滤相结合的工艺。水力循环澄清是将未经处理的矿井水和药剂混合后，通过喷嘴射流，在喉管处靠负压将活性泥渣循环回流，依靠活性泥澄与絮凝体的接触凝聚和水力搅拌作用，使絮凝体逐渐结大变粗，利用重力沉淀原理使泥水很快分离，达到矿井水澄清的目的。澄清后的矿井水通过无烟煤和石英砂双层滤料的截留进一步去除矿井水中的煤屑、粘土等悬浮物和胶体物质。

　　1.2设备结构高效集约式矿井水净化设备结构见下图所示。

　　工作过程：从反应沉淀区中间底部进水管进水，通过喷嘴和喉管，利用水力在水射器的作用下使进水和回流泥渣在反应桶内充分混合，反应桶内水流自下而上，反应桶出水沿反应桶外壁先自上而下，再侧向流人斜管沉淀区，在斜管沉淀区下方形成悬浮泥猹层，对矿井水中的悬浮物起到截留和接触絮凝作用，斜管出水均匀进人集水槽，集水槽出水自流入配入槽，水流自上而下通过双层滤料，过滤后的清水由出水管排出。

　　2调试与运行结果2.1工艺流程高效集约式净化设备处理矿井水工艺流程如下：矿井水由井下排水泵提升进入预沉调节池，预沉后由提升泵提升进入高效集约式净化设备，在提升泵前投加聚合氯化锅（PAC），提升泵后投矿井水I预沉调节池I叫提升泵I1篼效集约式净化设备I4M1I~~叫供水泵用户加聚丙烯酰胺（PAM），净化出水投加二氧化氯（C102）后自流进人清水池，作为工业和生活用水。

　　2.2调试首先对高效集约式净化设备调试所需的提升泵、反冲水泵、加药设备、加药泵、电控和自控系统进行单独调试，对管路、阀门和净化设备进行通水试压，发现问题及时进行调整；同时配制好一定浓度的混凝剂聚合氯化铝（PAC）和絮凝剂聚丙烯酰胺（PAM）。

　　调试高效集约式净化设备时，开启矿井水提升泵将矿井水提升进入净化设备，缓缓开启提升泵出水阀，调整到设计水量；并开启PAC和PAM加药计量泵，开始时适当多投加一些药剂，在保证处理出水达到浊度小于3度（NTU）的前提下，逐渐降低PAC和PAM的加药量，使其达到最佳值。

　　过滤区反冲洗采用定时或根据过滤区水头损失情况确定，一般设备运行1224h左右，需进行滤池反冲洗。反冲洗时，停止运行提升泵和计量泵，打开过滤区反冲洗出水管上的阀门和反冲洗进水阀，关闭过滤区出水阀，开启反冲洗泵并调节反冲洗进水阀，使无烟挺与石英砂滤料层呈沸腾状，使无烟煤滤料刚好不被冲走掉为最好，反冲历时为3~5min，以反冲出水清澈为准。反冲结束后关闭反冲洗进水管上的阀门和反冲洗栗，关闭反冲洗出水管上的阀门，打开滤池出水阀，使滤池恢复正常过滤运行。

　　2.3运行结果运行结果见下表。

　　高效集约式净化设备运行结果项目石油类矿井原水净化后出水注：单位除pH值外，均为mg/L. 3效益分析采用高效集约式净化设备将矿井水净化处理鹇地酸气量碰厉酶珠策樊智军程素莹（大同煤矿集团公司环保处，山西大同037003）（大同矿区环保局，山西大同037003）气环境质量的对策和措施。

　　大同矿区按照地理位置及功能区刻分为口泉沟、云岗沟和平旺地区。其中平旺地区地势平坦、人口集中，是大同煤矿集团公司和矿区政府的所在地，它地处大同市西南约15km，属温带大陆季风气候，冬长夏短，有严寒而无酷暑，降雨多集中在7、8月份，冬春两季风沙大雨雪少，气候干燥，全年主要风向为北风和西北风。全区人口约16万，但随着大同煤矿集团公司口泉沟矿井的不断衰竭，平旺地区的人口数量在未来几年里将呈加速上扬阶段。全区植被稀少、品种单一，绿化系数仅为10%左右，远远达不到国家对城市绿化的要求。1影响平旺地区空气质置的主要污染源及污染物影响平旺地区空气环境质量的污染源及污染物主要来自以下几个方面：来自平旺地区上风向的大同煤矿集团公司忻州窑矿、晋华宫矿、云岗矿和燕子山矿自燃煤矸石排放的大量有毒有害气体，其中最主要的是二氧化硫和苯并芘U）等。

　　本区内由于人口集中、交通发达，各种机动车排放的大量有毒有害气体及交通运输引起的路面扬尘等。其中汽车排放的尾气中含有氮氧化物、碳氢类化合物、一氧化碳和铅尘等。

　　后作为矿区生产和生活用水，免交了排污费和水资源费，省去了水源井打井和运行维护费用，处理成本通常为抽取深井水费用的1/ 3左右，经济效益明显。

　　矿井水中含有以煤屑为主的悬浮物，悬浮物含量为几十至上千毫克/升不等，采用高效集约式净化处理矿井水，可有效地去除矿井水中的悬浮物和胶体物质，减少矿井水未处理直接排放对地表水体的污染，从而保护矿区的自然环境，环境效益明显。

　　矿井水净化处理后作为生产和生活用水可以减少地下深井水的开采量，节约地下水资源，保护矿区地下水和地表水的自然平衡；可以解决矿区用水量日益增加和水资源越来越短缺的矛盾；可以改善煤矿企业和周围村庄之间的关系，促进矿区的可持续发展，社会效益明显。

　　4结语高效集约式净化设备主要去除矿井水中的悬浮物和油类物质，经净化处理后作为生产或生活用水。该净化设备根据矿井水水质特点设计的，能有效地去除矿井水中的悬浮物，出水清澈，处理水量和水质均能达到设计要求。由于采用水力循环泥渣回流结合双层滤料处理工艺，能有效地去除矿井水中的乳化油、机油等油类物质，并能充分发挥混凝剂和絮凝剂的药效，节省药剂的投加量，降低矿井水净化处理成本，是一种高效的矿井水净化处理设备。