矿井水含油量高应急处理措施研究

矿井水含油量高应急处理措施研究

崔富青

中煤平朔集团动力保障公司  山西朔州 036000

摘要：本研究针对煤矿矿井水含油量高的问题，系统分析了其来源及成因，主要包括煤矿开采机械设备润滑油泄漏、液压系统泄漏、自然渗透和废油废液管理不当等因素。探讨了物理法、化学法和生物法等处理技术，并结合案例验证了综合处理技术的有效性。结果表明，综合处理技术能够显著降低矿井水含油量，改善水质，具有重要的应用价值。

关键词：矿井水；含油高；应急处理；综合处理技术

0引言

    随着煤矿资源的开发利用不断增加，矿井水排放量显著增多。然而，矿井水中常含有大量油污，这不仅对环境造成严重污染，还会对煤矿的正常生产和设备维护带来一系列问题。因此，研究矿井水含油量高的应急处理措施具有重要的现实意义。有效处理矿井水中的油污，不仅能够保护生态环境，减少对水体的污染，同时还能提高矿井水资源的再利用效率，促进煤矿开采的可持续发展。

1矿井水含油问题及其影响因素分析

1.1矿井水含油来源及成因

煤矿矿井水含油量高的来源及成因主要有：1）煤矿开采机械设备润滑油泄漏：大量机械设备和运输工具使用润滑油进行润滑和冷却，在设备运转和维护过程中，润滑油不可避免地泄漏，进入矿井排水系统。机械设备磨损或故障也会导致润滑油渗漏。2）液压系统泄漏：煤矿开采作业中广泛使用液压系统，这些系统中的液压油在使用过程中容易泄漏，混入矿井水中。液压系统老化和密封件失效是液压油泄漏的主要原因。3）自然渗透和地下油藏：部分矿区位于地下油藏附近，天然油藏中的油类物质通过地下水渗透进入矿井水中，地质构造变化也会导致油类物质自然渗透到矿井水中。4）废油和废液管理不当：矿井作业中产生的废油和废液如果管理不当，随意排放或储存，会进入矿井水系统。油污废弃物处理不规范，导致二次污染。5）其他原因：矿井排水系统设计不合理，导致含油废水混入矿井水中。

1.2矿井水含油对环境和生产的影响

1）对环境的影响。含油矿井水排放后，会形成油膜，阻碍水体与空气的氧气交换，降低水体溶解氧含量，抑制水生植物的光合作用，破坏水体生态平衡；有害物质对水生生物产生毒性，导致鱼类和其他水生生物的死亡或生长发育受阻，油污附着在水生生物表面，影响其正常生理功能和栖息环境，降低种群数量和多样性；含油矿井水渗入土壤后，会导致土壤中有害物质的积累，影响土壤的物理、化学和生物性质，抑制植物根系的正常吸收作用，影响植物生长发育，降低土地生产力；含油矿井水通过渗透和径流过程污染地下水资源，增加地下水中有害物质的含量，影响饮用水安全，危害人类健康，增加水资源治理的难度和成本。

    2）对生产的影响。①设备损害：油污附着在开采设备表面，导致设备运转不畅，增加磨损和故障率，缩短设备使用寿命，增加维护和更换成本；② 生产效率降低：含油矿井水增加排水难度，导致生产效率降低，设备频繁故障和维护时间增加，影响生产计划和产量稳定；③安全隐患：油污使地面和设备表面油滑，增加工人工作环境的危险性，易引发滑倒、摔伤等安全事故，含油矿井水在井下积聚，可能引发火灾和爆炸等安全事故，危害矿工生命和生产安全；④运营成本增加：处理含油矿井水的成本高，增加治理和环境保护费用，设备频繁维护、更换，生产效率降低和安全事故增加，导致运营成本显著上升。

2矿井水含油应急处理技术研究

    矿井水中含油废水的处理技术多种多样，主要分为物理法、化学法和生物法三大类。

2.1物理法

物理法是通过物理作用将矿井水中的油污分离和去除的方法，主要包括吸附法和重力分离法。

1）吸附法。吸附法是利用吸附材料的表面吸附能力，将矿井水中的油污吸附到材料表面，从而达到去除油污的目的。常用的吸附材料主要有活性炭、膨润土、硅藻土等。

    2）重力分离法。重力分离法是利用油水密度差异，通过重力作用将油污从矿井水中分离出来的方法，主要有隔油池和浮油收集器等。隔油池利用重力沉降原理去除矿井水中油污，通过减缓水流速度，使油污在池中上浮并集中收集；隔油池结构简单、投资成本低，适用于处理含油量较高的矿井水。浮油收集器专门用于收集矿井水表面浮油，通过机械刮油或吸油装置，将浮油收集到储油罐中；        浮油收集器能够高效收集矿井水表面的浮油，适用于含有大量浮油的矿井水处理。

2.2化学法

化学法是通过化学药剂的作用，将矿井水中的油污分解、凝聚或转化为无害物质的方法，主要包括化学沉淀法和化学絮凝法。

1）化学沉淀法。化学沉淀法是向矿井水中投加化学药剂，使油污和其他污染物生成不溶性沉淀物，从而去除油污。常用的化学沉淀药剂有氢氧化钠、硫酸铝、氯化铁等；药剂选择应根据矿井水的水质特征和油污类型进行优化。操作过程：向矿井水中投加适量的化学药剂，充分搅拌混合，使油污和污染物生成沉淀物；通过沉淀池或离心分离设备将沉淀物与矿井水分离，达到油污去除的目的。

2）化学絮凝法。化学絮凝法是向矿井水中投加絮凝剂，使油污和悬浮物凝聚成较大颗粒，从而通过沉淀或过滤去除。常用的絮凝剂有聚合氯化铝、聚丙烯酰胺等；絮凝剂选择应考虑矿井水的油污性质和水质特征，优化投加量和絮凝条件。操作过程：向矿井水中投加絮凝剂，经过混凝反应，使油污和悬浮物凝聚成大颗粒；通过沉淀池、过滤器或气浮设备将凝聚颗粒与矿井水分离，实现油污去除。

2.3 生物法

生物法是利用微生物的代谢作用，将矿井水中的油污分解和转化为无害物质的方法，主要有生物降解法和生物膜法。

1）生物降解法。生物降解法是通过投加具有降解油污能力的微生物，将矿井水中的油污分解成无害的二氧化碳和水。常用的降解油污微生物有石油降解菌、假单胞菌等；微生物选择应考虑矿井水的油污成分和水质条件，确保降解效果和处理效率。操作过程：向矿井水中投加适量的降解油污微生物，控制温度、pH和溶解氧等条件，促进微生物的生长和代谢；通过生物反应器或生物滤池将油污分解和去除，实现矿井水的净化。

2）生物膜法。生物膜法是利用附着在载体上的微生物膜，将矿井水中的油污吸附和降解，从而实现油污去除。常用的生物膜载体有填料、生物膜反应器等；载体选择应考虑微生物的附着能力和矿井水的处理量，以确保生物膜的稳定性和处理效果。操作过程：将矿井水通过生物膜反应器或生物滤池，使水中的油污与微生物膜接触，进行吸附和降解；控制反应器的操作条件，定期清理和更换载体，确保生物膜的活性和处理效果。

2.4综合处理技术

综合处理技术是将多种处理方法结合使用，以发挥各自的优势，实现对矿井水含油量高的高效处理。组合工艺设计：根据矿井水的水质特征和油污类型，设计合理的组合工艺，如“物理法+化学法”、“物理法+生物法”等。 通过多级处理，实现油污的逐步去除和矿井水的深度净化。

2.5处理技术的优缺点分析

1）物理法：优点：操作简便，处理速度快，适用于初级处理和应急处理； 缺点：对细小悬浮油和乳化油去除效果较差，处理效果受水质条件影响较大。2）化学法：优点：处理效果显著，能够去除大部分油污和悬浮物；缺点：药剂成本较高，处理过程中可能产生二次污染，需要进行药剂优化和管理。3）生物法：优点：环境友好，能够实现油污的彻底降解和无害化处理；缺点：处理时间较长，对操作条件要求较高，适用于长期治理和深度处理。4）综合处理技术：优点：综合利用多种处理方法，处理效果显著，适应性强；缺点：工艺设计和设备投资较高，操作管理较复杂。综上，不同的矿井水含油应急处理技术各有优缺点，需要根据具体情况选择合适的处理方法，以实现最佳处理效果。

3案例分析与应用效果

    山西平朔某井工矿矿井水含油量超标，导致矿井排水系统运行不畅，并对周边环境造成污染。该矿井水中含油量较高，主要为煤矿开采机械设备润滑油和液压油的泄漏所致。矿区地质条件复杂，矿井水水量大，传统处理方法难以有效去除油污。结合矿井水的水质特点，选择物理法、化学法和生物法相结合的综合处理技术。具体方案包括设置隔油池进行初步重力分离，投加化学絮凝剂进行油污凝聚，再通过生物滤池进行深度降解。经综合处理后，矿井水的含油量显著降低，达到了国家排放标准，处理后的矿井水水质显著改善，透明度和溶解氧含量均有所提高。

4结论

本研究通过系统分析煤矿矿井水含油量高的来源及成因，探讨了物理法、化学法和生物法等处理技术，并结合实际案例验证了综合处理技术的有效性。结果表明，综合处理技术能够显著降低矿井水含油量，改善水质，确保生产安全和环境保护。未来研究应进一步优化处理技术，降低成本，提高处理效率，并推动智能化和全生命周期管理体系的建设，以实现煤矿开采的可持续发展。

参考文献

[1]张仁义,卢冠良.雅克拉污水处理站来水含油高原因分析及应对措施[J].内蒙古石油化工,2022,48(02):25-27+71.

[2]王治权.渣油制烯烃净化水含油高分析[J].化工管理,2015,(28):139.

作者简历：崔富青（1987•03——），男，山西朔州人，2007年7月毕业于山西大学工程学院，建筑环境与设备工程专业，现就职于中煤平朔集团有限公司动力保障公司。