矿井水处理及其资源化利用

矿井水处理及其资源化利用

时志伟

陕西省韩城市枣庄实业有限公司   

摘要：目前我国属于严重缺水的国家之一，而且水资源在分配方面也极其不均衡。我国的矿井水排放量非常大，因此合理处理并对其进行资源化利用，对于我国现今紧张的水资源情况能够有明显的缓解作用。基于此，本文对我国矿井水的常规处理工艺及其资源化利用做了进一步探究分析。

关键词：矿井水；处理技术；资源化利用

矿井水的排放量不仅非常大，而且水质也存在很大的差异，有的水质较好，不需要复杂的处理就能够符合生活用水标准，但还有很大一部分矿井水中含有酸性、高矿化度、悬浮物、重金属和其他有毒有害等物质。所以采取矿井水的资源化利用，不但可以使煤矿缺水的问题得以有效解决，同时也极大降低了其对于环境的污染。

一、不同类型矿井水的处理技术

（一）酸性矿井水处理技术

呈酸性的矿井水一般其溶解性都很强，而且成分也比较复杂，还有比较强的腐蚀性，如果不彻底进行处理就进行排放，很容易破坏土壤的结构，从而产生酸性污染，使得地面的植物受到污染而死亡。对于处理酸性矿井水的技术来说，可以按照水污染的不同情况采取针对性的解决措施。其一，中和法。即是化学中较为常见的一种方法，其使用的主要是成本比较低的石灰等，与酸性组织进行中和反应，从而使水的pH出现变化，因其成本较低、操作简便，使其渐渐成为一种比较受欢迎的处理酸性水的方法之一。其二，生物法。这种方法依赖的主要是氧化亚铁硫杆菌对于物质的转化，把矿井水中蕴含的二价铁转为三价铁，并通过石灰石将三价铁的沉淀物和酸碱进行中和，从而实现对酸性水的有效处理。其三，湿地生态法。这是一种非常简单的方法，而且需要投入的管理和资金都较少。其原理主要是建造人工浅沼地，并在其底部进行石灰石的铺设，将一些有机物质添加到石灰石之中，最后在顶端种植拥有净水功能的植物，实现矿井水的生态转化，促进净化质量的提升。

（二）悬浮物矿井水的处理技术

在开发矿产的过程中，矿井水大都含有悬浮物质，这类水一般呈现中性，硬化度较小约为1000mg/L，当对其检测时一般也不会含有害物质和金属离子。通过监测报告可以看出，其中多为岩石粉本以及煤粉，通过一些手段对其处理后大都能够满足生活用水的要求。在处理含有悬浮物的矿井水时，可以通过沉淀和混凝的方法，从而将大颗粒的悬浮物很好的进行处理，对其进行有效的过滤，去除其中含有的岩石和煤粉等。之后再对其进行严格的消毒，最终就能够将其应用于人们的日常生活中[1]。

（三）高矿化度矿井水的处理技术

如矿井水中含有大量的钾离子、锌离子、钙离子、铅离子、镁离子、氨离子以及硫酸根离子等物质的，并且其中可溶性物质的含量大于1000mg/L时，这类矿井水称其为高矿化度矿井水，其硬度较大、大都是呈现偏碱性或者中性，如果不经过处理就将其排放，就很容易破坏周围的生态环境。在对其进行处理时，可以使用膜生物技术来处理，此技术采用的是将生物技术和膜分离技术有机结合的一种新型的水处理技术，其通过膜分离设施把反应池内的大分子有机物和活性污泥拦截住，省去二沉池。膜生物反应器的功能通过膜分离技术得到了很大程度上的加强，使得污泥浓度得到了很大提高，并可以分别控制水和污泥停留的时间。在使用膜分离技术处理矿井水中的重金属时，使用碱洗处理有机物的污染其效果较好，酸洗对于盐结垢的效果较好，其是在反应器运行中引入化学强化反洗程序。通过这种类似的化学清洗的方法，在最初阶段就消除反应器内的污染。这不但确保了膜生物技术的安全运行，同时也使得高矿化度矿井水处理的质量和效率得以显著提高。

（四）洁净矿井水的处理技术

洁净矿井水指的是未被污染的矿井水，这类水来源大都是岩矿裂隙水、奥陶纪石灰岩水等。水质一般呈现中性，较为清澈，矿化度以及有毒有害的物质含量都较低，其中各种指标和我国生活用水标准基本相符，如果应用于农业或者工业等直接使用即可。对于生活用水只要简单消毒即可使用，因此，对于这类矿井水要做好其截流工作，为其设置单独的排水管，以防其和其他的矿井水混合。

（五）含有毒有害元素矿井水的处理技术

有毒有害的矿井水指的主要是其中含有铅、锌、铜、锰、铁以及镭、铀、氟等元素的矿井水。对于矿井水中含氟的，其来源主要是氟含量较高的地下水域中，长期引用会患上氟斑牙、氟骨病。对于锌、铜、铅等重金属以及铀等其它放射性元素的来源主要是含有其的岩石和煤中，达不到生活用水的标准。对于含有锰、铁等矿井水大都是地下水在还原情况下形成的，水的融氧量较低，容易变得混浊，并且有铁腥味，需要处理之后才可将其排放。对于其中含有的氟采用的一般是膜分离法、离子交换法、吸附法、混凝沉淀法等技术，混凝沉淀法使用的药剂多为铝盐、石灰乳、漂白粉等。吸附过滤中经常使用氢氧化钠、活性炭、氧化铝等。膜分离经常使用的是反渗透和电渗析等。对于其中的重金属则可采取离子交换法、活性炭吸附法、蒸发浓缩法、电渗析法等技术。对于放射性元素则可以采取活性材料吸附法、石灰软化、离子交换法、反渗透等方法

[2]。

二、矿井水的资源化利用

当前，因人们思想观念和资金的影响，我国对于矿井水的利用率相对来说还比较低，随着现今水资源的愈发紧张，很多矿区也加大了对于矿井水的综合利用，主要将其应用于农业灌溉、生活以及工业用水。其利用途径主要包含以下几方面，其一，直接利用。对于矿井水中的洁净矿井水，通过布置了单独排水管将其引入地上蓄水池经过消毒后，就可以供给生活和生产使用。其二，在井下建立水厂。对于只含有岩粉和煤粉以及细菌等的悬浮物矿井水，因其成分相对来说比较单一，污染程度比较低，因此比较容易处理，并且处理的难度也较小。如若采用水仓预沉、清浊分流等手段会极大的降低处理难度。所以，井下矿井水厂的建立能够对原有的供水系统有很大程度的改进，可以使一部分的矿井水达成循环使用的目的。这种将地面供水改成井下供水的方式，节约了大量的供水费用水资源，使企业的经济效益有了显著的提升。其三，除了将矿井水用作生活用水之外，还可以按照各种工业生产对水质的不同需求，不停扩展矿井水使用途径，如沉淀过后的矿井水可进行重新进入矿井灌浆，也可用于煤场的冲研、降尘等[3]。

结束语：

伴随着淡水资源的日益短缺，为确保水资源的可持续利用，优化改革矿井水资源的利用势在必行。在对矿井水资源化利用时，应根据具体情况，进行细致的调查和研究，应用先进的技术，使得净化矿井水的工艺得到显著提高，除去矿区所需的生活生产用水，还可将其当作一个新的产业，在有效降低水资源浪费的同时，还能够实现企业经济效益的提高。

参考文献：

[1]白乐,李恩宽,郭欣伟,等. 矿井水资源开发利用现状及潜力评价方法[J]. 人民黄河,2021,43(02):73-78.

[2]田云福,陈雪红. 矿井废水资源优化配置研究与应用[J]. 山西焦煤科技,2021,45(04):45-48.

[3]董永立,王建华. 郑州市矿井水资源综合利用初探[J]. 水资源开发与管理,2021(09):44-48+82.

作者简介；时志伟，男，1984年3月，汉，河南理工大学，土木工程专业，矿建中级职称，主要从事矿井建设、冲击地压防治、煤与瓦斯突出防治技术管理工作，现任韩城市枣庄实业有限公司副总经理。