矿井废水处理混凝沉淀过滤技术研究

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摘要：本文综合考察各矿井的矿井废水的处理工艺，重点研究了混凝沉淀过滤技术的应用，伴随着开采技术的快速发展，煤矿开采过程中产生的大量水资源不可避免的会被污染，这会极大地影响淡水资源的可持续发展。因此需要对矿井内部的水资源进行净化处理，通过混凝沉淀过滤技术能够有效地解决水资源的污染问题，具有极高的研究和应用价值。

关键词：矿井废水；混凝；沉淀；过滤

1矿井废水的主要处理技术

随着国家经济科技的迅猛发展，各行各业与煤炭资源的开发与利用都有着密切的联系，因此几乎每个省份都有着一定数量的煤炭开采企业。在开发矿井的过程中，受复杂的地质环境影响往往会遇到地下含水层，另外煤矿的生产过程中也需要使用一定的水资源，并产生清洗和防尘废水，因此产生了大量的废水，如果煤矿企业不对这些废水加以处理利用，就会造成水资源的极大浪费。同时，在煤矿开发过程中由于需要乳化液等特殊的化学制品，所以矿井内废水直接外排很容易对周边环境造成严重影响，因此对矿井水进行有效的过滤处理是非常重要的。事实上国内的环保部门对煤矿开采过程中产生的废水的达标处理是非常重视的，但是就目前国内传统的矿井水处理办法而言，处理技术还较为单一，不能够普遍适用于矿井废水处理要求。煤矿企业在进行日常生产作业的过程当中，如果产生了矿井水，大部分企业也只会重点关注矿井水的合规排放。这种现象直接导致了当前水资源的利用率较低，鉴于当前国内对水资源的巨大需求，煤矿开采过程中产生的废水不经处理就直接排放，首先会对水资源造成极大的浪费，其次在煤矿开采的过程中往往会产生一定的沉积物和化学物质，如果不加以处理就直接将废水进行排放，会对周边环境造成难以承担的环境影响。当前国内较为常见的矿井废水处理技术中，沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀过滤、沉淀与混凝沉淀在不同的现场环境下具有不同的应用场景，也是当前矿井水排放治理过程中主要处理技术；这四项技术都具有各自的使用场景，其中混凝沉淀过滤技术主要是针对煤矿开采过程中矿区内部产生的生产用水以及其他用水。

2矿井水处理回收的条件

当前国内矿井废水处理中，在应用混凝沉淀过滤技术时，首先需要对处理的矿井水进行分析，通过了解矿井废水的来源及特点后，针对性地对矿井水进行处理和资源化回收，促进水资源可持续发展与充分利用。2.1矿井水的产生和特点。当前国内在进行煤炭资源开采的过程中往往会产生大量的矿井水，这些矿井水的主要来源有三个方面：第一是由于煤矿开采过程当中破坏了原有的地质结构而产生的大量地下水，这些地下水不断渗入矿井内部，除了会影响生产进度，还会带来较大的安全隐患。第二部分是来自于煤矿资源开采过程中生产用水的需要，在煤矿资源进行开采作业的时候往往需要通过水减少矿井内部的灰尘，利用水雾降尘的方式提高矿井作业的安全性。第三种矿井内废水的来源是生产生活产生的消防用水和生活污水，这三种主要的废水的来源都会导致矿井内部产生大量的废水。综上所述，以上三种水源的混合使矿井废水本身具有一些特性，这些特性是由所处区域的地质环境，以及煤层及岩层中存在的化学物质决定的，因此要结合具体情况对症下药地选用水处理工艺，根据实际情况进行废水的处理。通常，未经处理的矿井水在处理前会含有大量的悬浮物质颗粒，会对周边环境和周边水资源带来极大的影响，并不同程度的存在着化学需氧量超标的情况，因此必须达标处理矿井废水。2.2矿井水的回收途径。为了保证矿区周边环境以及地下水资源的安全，就需要对矿井内部的废水进行无害化处理，将矿井水处理成为达到相应标准要求的水质，并合理补充到生产和绿化用水中，也可深度处理后用作生活用水。一方面满足煤矿开采过程中对水资源的需求，另一方面也能保护周边水资源不受未处理的废水的污染。将废水进行处理后回收可以当做生活用水和生产用水使用，煤矿开采过程中矿井内部的消防用水和除尘用水属于生产用水，而煤矿开采人员的洗漱用水、卫生用水和绿化用水等属于生活用水，将排放水进行深度处理过后达到饮用水标准后，也可以作为煤矿开采过程中施工人员的饮用水。

3矿井水的处理工艺

在处理煤矿开采过程中矿井内部产生的废水时，首先需要将矿井水进行引流，从矿井内部引流到专业废水处理曝气池内，对矿井废水进行气浮除油，除油结束之后将废水引入斜板沉淀池内部进行沉淀，这一步的沉淀为初级沉淀；初步沉淀的废水被打入混凝沉淀设备进行沉淀处理，沉淀过程中使用混凝剂在斜管处进行二次沉淀；这一步沉淀，之后能够有效去除矿井废水内的絮状物，将上层清液引入砂滤池，通过砂滤技术之后将水资源引入清水池，最后对其进行杀菌消毒形成可二次利用的再生水。在砂滤池的冲洗环节，过滤物能够直接自流到污泥池中，这一流程下产生的回收水能够用作煤矿的生产用水，如果需要处理成为生活用水，则需要在经过砂滤池环节之后，然后引入清水池作为生活用水使用。

4混凝沉淀过滤技术主要处理方式及原理

在煤矿开采过程中矿井内废水的处理时，应用混凝沉淀过滤技术主要包含几个重要的处理环节，为预处理池曝气、混凝沉淀、砂滤净化、消毒四个主要环节。在进行矿井内废水的处理时，预处理池曝气是矿井水处理的第一步，由于矿井水内部也存在着大量有机物，因此通过曝气池能够有效地对矿井水进行氧化，通过氧化剂能够有效地减少矿井废水内部含有的有机物质，同时，通过氧气的氧化作用，可以将矿井水中含有的二价铁离子氧化为三价铁离子，通过沉积作用去除。另外在进行煤矿井下开采工作的时候，由于需要使用到大量的机械设备，所以矿井水内部也会存在一些机械设备渗漏的油类物质，而在预沉池曝气环节能够有效地清理矿井水内部的油类物质，通过气浮除油将矿井水内部含有的油类物质进行清除，使矿井水达到进入第二个环节的处理标准。第二个环节是通过添加药剂使矿井内废水加速混凝沉淀，有效地去除矿井内部废水中含有的大量悬浮物质颗粒，在进行混凝沉淀的过程中需要使用一定的由铁盐和氯盐组成的混凝处理剂，利用管道混合的方式有效地将矿井废水与混凝剂进行充分的混合反应，从而大幅降低废水内部的沉淀物，经过混凝剂处理后的废水进行再沉淀，最终形成满足第三环节标准的处理水。第三个环节是砂滤净化环节，经过预沉池曝气环节和混凝沉淀环节之后产生的回收水依然含有细小的悬浮颗粒和一定量的胶体，因此为了能够将其作为正常的生产用水进行使用就必须要经过砂滤净化处理，将混凝沉淀后水中的残留胶体进行过滤处理。相比于其他的净化环境，砂滤净化环节人力物力投入成本更低，处理的过程中是依靠水的自身重力不断冲刷过滤材料，根据吸虹原理对水资源进行有效的处理，从而提高水资源的利用回收。

5小结

在煤炭开采过程中往往会产生大量的矿井废水，煤矿企业往往对水资源的保护和利用力度不足，造成大量水资源被污染和浪费，极大的影响了国内淡水资源的保护和利用，因此需要通过有效的废水处理过滤技术保护矿井内水资源的质量。

参考文献

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作者:张洁 单位:大同煤矿集团马道头煤业有限责任公司