矿井水的分类及对应处理工艺简述

矿井水的分类及对应处理工艺简述

矿井水伴随煤炭的开采而产生，受水文地质、地质化学、地质构造及开采条件等影响，煤矿矿井水水质特征各不相同。以下是对矿井水的分类及对应处理工艺的介绍。

一、矿井水的分类

（1）洁净矿井水：矿化度程度低且无有害成分，一般无需处理或经稍微处理后即可用于工业用水，或消毒后用于矿区周围居民生活用水。

（2）含悬浮物矿井水：悬浮物主要由煤粉、岩粉组成，悬浮物质量浓度各异，悬浮物粒径一般小于50μm，且随着采煤机械的大型化及智能化，悬浮物粒径将越来越小。

（3）酸性矿井水：其形成与煤的赋存状态、含硫量等相关。pH值一般为3.0~5.5，易溶解煤层周围的金属元素，导致矿井水矿化度及硬度升高，且呈现明显的黄色。

（4）高矿化度矿井水：成因有多种，如煤层中含大量硫酸盐、碳酸盐，或采煤区多为西北干旱少雨地区，蒸发量大导致地下水盐浓缩。矿化度（TDS）一般为1000mg/L~3000mg/L，少量达到4000mg/L。

（5）含特殊污染物矿井水：污染物主要包括F、Fe、Mn、Cu、Zn、Pb、U及Ra等元素。

二、矿井水的处理工艺

1.含悬浮物矿井水的处理

核心：混凝沉淀去除悬浮物。

（1）常规处理工艺：预沉调节-混凝-沉淀-过滤-消毒。常用的混凝剂为聚合氯化铝（PAC），助凝剂为聚丙烯酰胺（PAM），投加量依矿井水悬浮物含量而定。

（2）高密度沉降工艺：在常规处理工艺基础上引入高密度介质（如微砂），促使悬浮物以高密度介质为载体快速形成大的絮团，实现高效沉淀去除。

（3）磁分离技术：在常规处理工艺基础上引入磁种，将原本无磁性的絮体变为磁性絮体，磁性絮体在磁场作用下快速分离。

2.酸性矿井水的处理

（1）常用方法：中和法，即向酸性矿井水中投加碱性药剂生成沉淀，不仅可以平衡酸碱度，而且可降低金属离子含量。碱性药剂有石灰、石灰石、白云石、消石灰、飞灰、碳酸钠、高炉渣、氢氧化钠等，但主要采用石灰、石灰石。

具体技术：石灰乳中和法、曝气流化床中和法、滚筒式中和法、高浓度泥浆法、升流膨胀过滤中和法及硫化-石灰中和法等。

（2）生化法：包括硫酸盐还原菌处理法（SRB处理法）及人工湿地法。前者采用硫酸盐还原菌将硫酸盐还原为硫化氢后，再与重金属反应生成沉淀；后者利用土壤基质、植物及微生物复合生态系统净化酸性水体。

3.含特殊污染物矿井水的处理

（1）含氟矿井水：可采用吸附法、离子交换法、混凝沉淀法去除矿井水中悬浮物。目前吸附法及离子交换法使用较多。

（2）含放射性元素矿井水：为防止泄漏风险，可采用反渗透、电渗析、离子交换法、吸附法等工艺处理。

（3）含重金属矿井水：通常采用混凝、沉淀、吸附、离子交换和膜技术等处理方法。

4.高矿化度矿井水的处理

（1）预处理：以去除水中悬浮物及硬度为目的，避免脱盐工艺堵塞结垢。常用的预处理工艺有软化及混凝沉淀工艺。

（2）深度处理：核心是脱盐，常用的工艺包括超滤+反渗透、活性炭过滤+反渗透、电渗析、电吸附等。

（3）浓缩处理：目的是浓水进一步减量化，即对深度处理的反渗透浓水浓缩处理，降低浓水量，提高浓水TDS，减少蒸发结晶的投资及运行成本。浓缩工艺主要采用膜浓缩，具体有海水反渗透膜（SWRO）、碟管式反渗透膜（DTRO）、电渗析膜（ED）等。

（4）蒸发结晶：主要采用MVR和多效蒸发结晶，分出合格的副产品氯化钠、硫酸钠和少量杂盐。

综上所述，在实际应用中，我们需要根据矿井水的类型采取高效经济的工艺来达标利用。