煤矿建井期间掘进废水处理工艺及工程实践

张 涛

（中煤科工集团西安研究院有限公司 陕西西安 710054）

煤炭是我国的主要能源，占我国一次性能源消耗量的70%左右，这种以煤炭为主的能源结构在今后相当长时期内将不会发生大的变化，我国“十二五”期间煤矿新开工规模为7.4亿吨/年。井筒掘进时通过不同的含水层会产生大量的含有高悬浮物的建井废水，由于煤矿建设具有行业特殊性，井筒掘进往往比地面设施建设提前1-2年进行，在此期间煤矿工业场地矿井水处理系统尚未建成，掘进废水通过简单的沉淀池进行自然沉淀无法将大部分胶体颗粒物去除，外排会严重污染地表水体。

1 水质特征及处理工艺

1.1 水质特征

以陕西某在建煤矿为例，该矿井建井期间产生的掘进废水水量为20m3/h，主要污染物为不同岩性的悬浮物和少量油类，悬浮物浓度较高，粒度较细，呈胶体状态。根据现场采样测定，掘进废水中SS含量在2000～3000mg/L之间波动，且随着掘进到不同的地层粒径差异很大，水质极不稳定，靠矿方已有的沉淀池自然沉淀已不能满足外排要求。

1.2 处理工艺

根据当地环保部门要求，建井废水经处理后出水水质应满足《煤炭工业污染物排放标准》（GB20426—2006）排放标准。通过对现场水样的水质分析和实验室净化试验，确定采用混凝、沉淀、过滤处理工艺，混凝剂采用聚合氯化铝（PAC），絮凝剂采用聚丙烯酰胺（PAM）。由于建井废水处理工程为临时工程，为节约资金，对矿方现有沉淀池进行改造，改造为调节池、沉淀池、中间水池以满足工艺要求。

1.3 工艺流程

图1 建井废水工艺流程图

建井高悬浮物废水排出地面后进入调节池调节水质水量，然后由提升泵提升并经过管道混合器（投加PAC、PAM药剂）加药后进入沉淀池进行混凝沉淀，沉淀池上清液经过溢流堰自流至中间水池，中间水池水由潜污泵提升至一体化净水器进行二级混凝、沉淀、过滤，最后排放至清水池回用；污泥外排至污泥干化池干化后外运。工艺流程见图1所示。

2 主要构筑物及设备

2.1 调节池：调节水质水量，尺寸为7.0m×5.0m×5.2m，有效容积为164.5m3。

2.2 沉淀池：悬浮物进行混凝反应后沉淀，尺寸为5.0m×3.5m×5.2m，有效容积为82.25m3。

2.3 中间水池：沉淀池上清液通过溢流堰溢流至中间水池，为一体化净水器提供水源，尺寸为5.0m×3.5m×5.2m，有效容积为82.25m3。

2.4 清水回用池：储存一体化净水器出水并回用矿井工业场地，尺寸为5.0m×3.0m×3.5m，有效容积为46.5m3。

2.5 一体化净水设备：进行混凝沉淀过滤处理，型号为ZJS-Ⅱ-20（Q=20m3/h），尺寸为3.0m×2.5m×4.35m。

2.6 管道混合器：投加PAC、PAM，规格为DN300，2个。

2.7 加药装置：加药箱3只，搅拌机3台，米顿罗精密加药计量泵，3台（2用1备）。

2.8 提升泵：凯泉 WQ65-20-15-2.2，Q=20m3/h，H=15m，N=2.2Kw；2用2备，含二套液位控制装置。

2.9 污泥泵：50YU2.75，Q=5m3/h，H=10m，P=0.75Kw；2用 1备。

2.10 潜水搅拌机：QJB1.5/6-260/3-960S，P=1.5kw，转速为960r/min，2台。

2.11 电控设备：1套。

3 运行效果

该矿建井废水处理站实际运行一年期间，出水水质能够满足《煤炭工业污染物排放标准》（GB20426—2006）要求，吨水处理费用约0.38元。经过处理的建井废水部分作为煤矿施工、生产用水，节约了水资源，取得了较好的环境效益和经济效益。

4 结语

根据调查，目前煤矿建井废水往往直排或者简单沉淀后外排，由于其悬浮物含量高且多为胶体存在，靠自然沉淀不能被去除，因此无法满足环保要求。本矿通过对建井废水处理，实现了综合利用，取得了较好的环境效益和经济效益。鉴于我国“十二五”期间煤矿新开工规模较大，建井废水处理亟待引起重视和采取更加有效处理措施来保护环境。

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