张洋洋

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714092

摘要：在当前世界所面临的五大难题中的环境问题、能源问题以及资源问题三大难题均与煤炭开采息息相关。与其他行业相比较而言，煤炭开采对环境的污染和生态环境的破坏更为严重，故此，研究煤矿矿井水处理技术就有非常现实性的意义。下文在探究我国煤矿矿井水处理技术现状的基础上探究了水处理技术的未来发展趋势。

關键词：煤炭开采；可持续发展

煤炭开采会大量占用土地资源，同时也会对水资源造成污染与破坏，比如为了确保安全而展开认为疏干排水和采动形成的导水裂隙对煤系含水层的自然疏干，共同破坏并污染了地下水资源。煤矿矸石山自燃、煤层瓦斯抽放以及矿井排风会造成大气环境污染。以上种种都使得我们研究煤矿矿井水处理技术有了现实性的意义。处理矿井污水，变废为宝，不仅能够减轻环境压力，同时还能够节约资源，一举两得。

1 我国煤矿矿井水处理技术现状

1.1 酸性矿井水的处理工艺

处理酸性矿井水普遍采用中和法。各种碱性物质可以被用作中和剂，其中纯碱和苛性钠用作中和剂从效果来讲更有优势，污泥体积小且用量少，但是因成本较高使用较少。当前应用最广泛的中和剂为石灰或者石灰石。以石灰作为中和剂的相对应的处理工艺为石灰乳中和法，以石灰石作为中和剂的相对应的处理工艺为升流膨胀过滤中和法和中和滚筒过滤法。石灰乳中和法处理工艺简单易于实现全自动控制操作，当前已被广大企业所认可，使用较为广泛。

石灰石升流膨胀过滤中和法选用细小的滤料，让酸性水从下至上通过滤料，水及时将中和后产生的硫酸钙带走，通过此工艺法处理的水pH值能够达到6.0以上。升流膨脹过滤中和法工艺的处理流程为：酸性矿井水→调节池→中和滤罐→沉砂池→曝气池→斜管沉淀池→外排。

石灰石中和滚筒过滤法处理工艺操作简便，易于管理，成本较低。但此工艺的缺点是大量的碳酸存在于中和后的出水中，致使出水的pH值通常情况下只能维持在4.04.5左右，难以实现排放标准要求。当前针对此法采取的解决措施为，针对中和后的出水展开曝气处理，一种方式是让Fe2+变成Fe3+，从而达到去除的目的；另一种方法是驱赶溶于水中的CO2，促使pH值升高。石灰石中和滚筒过滤法工艺的处理流程为：酸性矿井水→调节池→中和滚筒处理机→沉渣池→反应池→斜管沉淀池→外排。

1.2 苦咸水（高矿化度矿井水）中溶解性盐类的去除工艺

据相关数据粗略估计，我国煤矿中约有40%的矿井水中含有大于1000mg/L的溶解性盐类，远远超过了国家饮用水所规定的标准。处理净化这类水是不能够运用于对水质要求较高的场合，比如居民生活用水、井下配置乳化液、锅炉补给等。但是用作一般工业用途是完全没有问题的。去除苦咸水中的盐类通常采用膜法工艺，往常采用电渗析工艺，近年来日渐成熟的的反渗透技术以低运行以及投资成本后来居上，有逐渐替代电渗析的发展趋势。

1.3 矿井水中悬浮物的去除工艺

少量的黏土、岩粉和煤屑构成了煤矿矿井水的悬浮颗粒，其中煤屑居多，去除矿井水中悬浮物的工艺与自来水给水处理原理基本相同，详细参见图1矿井水净化处理工艺流程。

矿井水中的硬度离子通常普遍较高，故此在处理矿井水中，可以适当加入除硬药剂去除镁离子与钙离子，进而改善出水水质，大大拓宽用水范围。

2 我国煤矿矿井水处理发展趋势

近年来，在可持续发展战略和科学发展观的积极指导下，我国大部分煤矿企业已经将矿井水处理循环利用作为了企业发展章程，以往简单处理矿井水便直接排放的行为再也不复存在了。如此一来，不仅有效节约了能源，还减轻了对生态环境的污染。当然，处理矿井水并加以循环利用对水利处理工艺有着更高的要求，而当前关于净化处理矿井水的新工艺、新技术也在不断研制、试用中。我们主要参照自来水厂的处理工艺来去除矿井水中的悬浮物，唯一的区别在于设计参数不同，但使用此种方式去除矿井水中的悬浮物施工周期较长，且占地面积大，工程投资也较为可观，故此，我们亟待研究一些能够高效净化矿井水的装置以及药剂。当前虽然有新的药剂不断出现，但净化药剂在市场上占据主导地位的仍旧是较为传统的混凝净化药剂。新出现的助凝药剂需要根据不同水源进行区别使用。据此，我们需要将研制方向转移至依照矿井水的不同水质特点研制不同的助凝药剂，在这方面，将会有很大的发展空间。而且可以大大降低处理工艺成本，同时还有助于提升净化水处理效果。

当前去除矿井水中悬浮物主要组成部分——泥煤的方法较多，最为普遍使用的工艺为沉淀法。但在煤矿企业开采工作中，矿井中极易融入密度比水都小的乳化物和废机油，而这类物质极难通过沉淀法去除，这使得矿井水净化工作困难重重。故此，未来研究煤矿矿井水处理工艺必须充分将油类物质的去除工序考虑在内，才能保证水处理效果。

3 结语

煤矿区作为当前自然生态环境破坏与污染较为严重的区域之一，必须采取相应对策解决当前污染严重的问题。而近年来，随着科学技术水平的不断发展以及在煤炭行业的广泛应用，使得煤矿矿井水处理技术有了飞速发展，相信不久的未来，必将有性能更加优越的水处理技术被开发应用。

参考文献：

[1]李福勤，何绪文，吕晓龙，王少雄.煤矿矿井水井下处理新技术及工程应用[J].煤炭科学技术，2014，（01）：117120.

[2]孙宁湖.煤矿矿井水处理技术综述[J].山东煤炭科技，2013，（05）：5253.

[3]何绪文，李福勤.煤矿矿井水处理新技术及发展趋势[J].煤炭科学技术，2010，（11）：1722+52.

[4]高亮.我国煤矿矿井水处理技术现状及其发展趋势[J].煤炭科学技术，2007，（09）：15.