煤礦飲用水凈化設(shè)備
煤礦飲用水凈化設(shè)備簡介
我國是一個(gè)淡水貧乏的國家，人均擁有水量僅是世界人均水量的1/4，而且分布極不均勻。北方地區(qū)煤炭資源豐富，占全國煤炭總儲量的80%以上，水資源僅占全國總量的20%。礦區(qū)缺水十分缺水。
“據(jù)調(diào)查，全國約有70%的礦區(qū)面臨缺水，有40%的煤礦缺水，國有煤礦缺水達(dá)69。86m3/d其中生活33，06m3/d。東北，西北，山西，內(nèi)蒙古以及新疆是我國的主要產(chǎn)煤區(qū)這些地區(qū)煤礦用水極為緊張，有些礦區(qū)每天供水不足4h，嚴(yán)重制約了礦山生產(chǎn)和影響煤炭職工的正常生活，而全國每年煤礦排22億立方米礦井水中，相當(dāng)一部分是僅含煤粉和巖粉污染物的礦井水，這些礦井水污染程度輕，處理容易，成本底，經(jīng)混凝，沉淀，過濾消毒處理后可用作煤礦職工生產(chǎn)，生活用水”。但是，*以來，由于資金和技術(shù)等方面的原因，礦井水回用率仍維持在一個(gè)較低的水平，這不僅造成水資源的浪費(fèi)，而且這些含污染物的礦井水外排造成環(huán)境污染，煤礦企業(yè)必須繳納排污費(fèi)，和水資源損失費(fèi)。所以，礦井水的處理具有重要的意義。
“我國煤礦礦井水年排放量約為22億t，而礦井水的資源化利用率僅在20%左右，大量未經(jīng)處理的礦井水直接排放，不僅污染了環(huán)境，而且還浪費(fèi)了寶貴的礦井水資源”【2】。我國煤礦企業(yè)多分 布在干旱和半干旱地區(qū)，水資源較貧乏，約2/3的煤礦缺水和嚴(yán)重缺水，生產(chǎn)和生活用水緊張，在相當(dāng)程度上制約了煤炭生產(chǎn)和礦區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
煤礦飲用水凈化設(shè)備設(shè)計(jì)的意義在于，礦井水凈化處理后作為生產(chǎn)和生活用水可以減少地下深井水的開采量，節(jié)約地下水資源，保護(hù)礦區(qū)地下水和地表水的自然平衡；可以解決過度開采地下深井水帶來的環(huán)境問題，改善煤礦企業(yè)和周圍村莊之間的關(guān)系；可以解決礦區(qū)用水量日益增加和水資源越來越短缺的矛盾， 保證煤礦企業(yè)的正常生產(chǎn)和經(jīng)營，提高煤礦企業(yè)的綜合效益，促進(jìn)礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。
煤礦飲用水凈化設(shè)備工藝“我國礦井水凈化處理技術(shù)起始于上世紀(jì)70年代末，目前用于處理能力在每天幾萬t以下的，處理地表江河、湖泊水的凈化處理構(gòu)筑物，在煤礦礦井水處理工藝中大部分被采用過，如預(yù)沉調(diào)節(jié)池、反應(yīng)沉淀池（或澄清池）、過濾池等” 【7】。礦井水凈化處理后可作工業(yè) 用水或生活用水。已投入使用的凈化處理技術(shù)主要有：沉淀、混凝沉淀、混凝 沉淀過濾（混凝澄清過濾）等。處理后直接排放的礦井水，通常采用沉淀或混凝沉淀處理技術(shù)。處理后作為生產(chǎn)用水或其它用水的，通常采用混凝沉淀過濾（混凝澄清過濾）處理技術(shù) 。處理后作為生活用水，過濾后必須再經(jīng)過消毒處理。有些含懸浮物的礦井水含鹽量較高，處理后作為生活飲用水還必須在凈化后再經(jīng)過淡化處理。
（2）國內(nèi)外礦井水處理技術(shù)現(xiàn)狀
1）混凝劑和混合形式
“含懸浮物礦井水凈化處理通常采用鋁鹽或鐵鹽混凝劑。目前聚合氯化鋁較為常用，也有用 聚合鋁鐵的。絮凝劑主要采用聚丙烯酰胺” 【5】。
礦井水處理中混凝劑混合方式通常采用水泵混合、管道混合器混合和機(jī)械混合，其中水泵混 合較常采用。
2）沉淀和澄清
礦井水凈化處理采用沉淀池或澄清池作為主要處理單元。沉淀池采用平流式沉淀、斜管（板）沉淀，其處理能耗小，但存在處理設(shè)施占地面積大，沉淀污泥易堵塞造成排泥不 暢等缺點(diǎn)。機(jī)械加速澄清池、水力循環(huán)澄清池都是集混凝反應(yīng)和沉淀過程于一體的水處理設(shè) 施，水力循環(huán)澄清池具有處理過程中動力消耗低、耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)、設(shè)施維護(hù)簡單和 操作方便等優(yōu)點(diǎn)。機(jī)械加速澄清池占地面積較小，但處理能耗大、設(shè)備維護(hù)工作量大，實(shí)際 應(yīng)用中處理效果不如水力循環(huán)澄清池好。氣浮池也有應(yīng)用，但應(yīng)用較少。
3）過濾
礦井水處理常用的過濾設(shè)施有快濾池和重力式無閥濾池。快濾池管路、閥門系統(tǒng)復(fù)雜，反沖 洗操作繁瑣；重力式無閥濾池能自動反沖洗，操作簡便，管理和維護(hù)方便。濾池通常采用無 煙煤和石英砂雙層濾料。
4）消毒
“礦井水凈化處理后作為生活用水必須經(jīng)過消毒處理，一般采用二氧化氯、臭氧和紫外線殺菌消毒”。
5）煤礦井水中主要含有以煤屑為主的懸浮物，具有色黑、加藥后 形成的 礬花結(jié)構(gòu)松散、沉降速度慢等特點(diǎn)。許多含懸浮物礦井水處理工程，投入運(yùn)行后，設(shè)計(jì)水量 和水質(zhì)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，主要是因?yàn)榉磻?yīng)不充分、平流或斜管沉淀池表面負(fù)荷取值較大所 致。另一方面，由于提升泵、供水泵、加藥設(shè)備、消毒設(shè)備、控制系統(tǒng)和附屬建（構(gòu)）筑等 均按設(shè)計(jì)處理水量設(shè)計(jì)，這就造成工程投資的巨大浪費(fèi)。
6）不同煤礦的礦井水中所含懸浮物的濃度差異較大，決定了投加混凝劑種類和數(shù)量不盡相 同。由于混凝藥劑選擇和投加不當(dāng)，使得一些煤礦礦井水處理后達(dá)不到預(yù)期效果。由于不能 及時(shí)對進(jìn)水和出水水質(zhì)、處理流量、加藥量、水池液位等進(jìn)行監(jiān)控，許多礦井水處理工程 只有水泵和簡易的加藥裝置，因此，礦井水處理后的水量和水質(zhì)無法得到保證。
7）煤礦井下生產(chǎn)使用的采掘機(jī)械需要使用乳化油和機(jī)油，油類物質(zhì)進(jìn)入礦井 水中，采用常規(guī)混凝。
在設(shè)計(jì)中選擇水處理工藝時(shí),不但要根據(jù)原水水質(zhì),而且要考慮使用單位對水質(zhì)的合理要求。
