摘要：我国煤矿产业发达，产生的矿井水规模更是极为庞大，每年可达22亿吨之多。如果直接排放，将会造化明显的水资源浪费，这对于生活用水紧缺的矿区而言是绝对不允许出现的现象。作为矿井水而言，可以对其进行净化处理，以此达到饮用水标准，缓解供水用水压力。对此，本文重点围绕净化工艺展开分析，并总结其特点。最终表明，矿井水净化的前景明朗，能够为我国用水短缺问题贡献一份力量。
关键词：矿井水；净化工艺；特点；前景
从煤矿分布来说，我国呈现北多南少的特点。在展开各类煤矿开采工作时，会形成大量的矿井水，多数企业尚未意识到它的重要性，通常将其直接排出。而北方矿区生活水量本就稀缺，这样一来便出现了水资源浪费的现象。对此，本文将矿井水净化作为分析对象，为了增强研究可行性，还引入了实例加以分析。综合经济等多方面因素，最终认定矿井水净化能够有效缓解生活用水不足的状况，其未来前景较为明朗。
1矿井水处理技术现状
1.1混凝剂和混合形式
从成分上分析，矿井水中广泛存在着各类悬浮物，需要第一时间将其去除，就当下工艺而言，最为常用的净化试剂当属聚合氯化铝。而后需要进行絮凝处理，此环节使用聚丙烯酞胺可以带来较佳的效益。于混凝剂制法而言，最为主流的当属水泵混合法。
1.2沉淀和澄清
沉淀是整个净化过程中不可缺的环节，在过去沉淀池被广泛使用。但是，由于它是平流式沉淀，因此对空间要求更为严格，且时常会出现污泥阻塞等现象，总的来说处理效率低下。后来，出现了机械加速澄清池，它避免了占地面积大的缺点，但是由于设备的复杂性，因此为后续维护工作带来了困难。事实上，效率最高也最具可行性的当属水力循环澄清池，它的能效显著降低，后续维护也更为轻松，在负载抵抗能力方面也更为突出。除了上述三种类型外，还有气浮池这一方式，但是它的普及率较低。
1.3过滤
此环节所需设备无外乎两种：其一，快滤池，它的工作机制较为传统，内部阀门等构件较为繁杂，所带来的效率不够理想；其二，重力式无阀滤池，相较之下，此设备具备自动反冲洗特性，因此操作内容更为简洁，结构的简化创造了更高的过滤效率，同时有助于维护工作的展开。
1.4消毒
在完成上述操作后，需要进行杀毒处理，此环节最为常用的材料当属二氧化氯，尽管液氯等也是可行的试剂，但消毒效果不佳，因此较少被使用。
1.5加药
悬浮物广泛存在于矿井水内，其中含量最多的当属煤屑，它呈现明显的黑色，沉降所需时间较长。受平流沉淀池的影响，使得以煤屑为主的悬浮物难以被去除，因此无法达到生活用水标准。此外，诸如提升泵以及消毒器等设备，在最初的设计过程中均以预定水量为标准而展开，自然会带来设备资源浪费的现象。
对于各地区的矿井水而言，其中的悬浮物种类虽然大体一致，但具体的浓度却不尽相同，这就意味着在混凝剂的使用上需要依据实际环境判断量的多少。如果对混凝剂的使用不妥，将会降低矿井水净化质量。在水池液位监测等环节，如果稍稍大意，也容易影响净化效果；同时，当下矿井水净化过程中的加药设备过于简陋，这也是水质不达标的诱发因素。
在煤矿开挖过程中，需要使用大量机械设备，内部储有的大量乳化油等物质会渗入矿井水中，如果采用常规的过滤技术加以处理，虽然有一定效果但无法彻底将油类物质去除。
图1矿井水处理工艺流程
2煤矿矿井水净化处理工艺
要想将矿井水净化为合乎标准的生活用水，需要经过混凝反应以及过滤等多个环节，具体内容可参见图1。此外，通常将处理能力设定为5000t/d。
要想使得矿井水顺利流入预沉淀调节池，就必须使用排水泵装置。而后，在提升泵的作用下，水将顺利到达水力循环澄清池。同时由上图可以清晰看出，配水井处需要加入粉末炭，此外当流出沉淀池后依然需要加入此物质。而后，在水力循环澄清池中完成相关处理的水，将会通过自流的方式进入无阀滤池内，经过相应处理后则进入清水池。这样一来就完成了过滤工序，而后需要进行消毒处理，此环节最为常用的当属二氧化氯。此外，水力循环澄清池内配备有泥斗装置，它可以用于煤泥的存储，在渣浆泵的作用下，可以对其进行浓缩处理，最终进入压滤系统以便进行后续工序。
3矿井水处理工艺特点
在净水厂的净化过程中，其追求的指标基本为浊度、色度以及细菌这三种。上述已经介绍的重力滤池等装置，都是净水厂最为常用的设备，同时活性炭的使用可以有效去除油类物质。
上述方法，具有明显的低能耗特性，整体净化状态更加稳定，后续维护工作也易于展开。由于饮用水对硬度有一定要求，因此需要使用石灰对其进行软化处理。
4效益分析
4.1经济效益分析
若将矿井水直接排出，将会造成明显浪费；但如果进行净化处理，便可产生1825万吨宝贵的饮用水。这具有很强的经济效益，对此作如下分析：
（1）以年为单位，抽取水的总量达到1825万吨，所需的总成本为1004万元，折合每吨水需要0.55元。具体内容如下：
整个工程所需资金为2602.7万元，细化至各个环节中：设备的采购需要522.61万元，对应的安装费用需要477.24万元，土建施工所需费用为1516.82万元，这三大环节占据总资金的绝大部分，剩余的18万元用于其它各类小环节之中。折旧年限角度考虑，土建方面为40年，设备方面为20年；工程的开展会对设备造成不同程度的损伤，需要进行相应维护，以年为单位计算此环节所需资金为设备总额的3%；工业用电以0.52元/度的标准计算；作业者共30人，人均月工资为1500元；所需的PAC原料每吨价格为2000元，以30mg/L的标准进行使用；所需的PAM原料每吨价格为20000元，以0.3mg/L的标准进行使用；每天所能净化的水量为5000吨，一年以365天计算。
（2）年经济效益。
售卖时每吨2.0元，损耗率为35%，则可得出日利润：
5000*（1-35%）*2.0-50000*0.55=36500元；
此外，年获利为：3.65*365=1332万元。
4.2环境效益分析
在净化作用下，一年悬浮物排量可以显著缩减390吨。
4.3社会效益分析
水资源日益紧缺，对矿井水加以净化处理，可以有效缓解矿区水资源不足的现状，有助于社会可持续发展。
5结语
对矿井水进行净化处理后，能够实现“变废为宝”，缓解用水压力。与之相关的净化技术将直接影响水质水平，对此我国也将其作为“十五”重点项目。可以预见，矿井水净化在未来将会发展得更为成熟与迅猛。
参考文献：
[1]李硕.煤矿矿井水处理工程问题及对策研究[D].河北工程大学，2013.
[2]王伟宁.矿井水处理工艺设计及资源化研究[D].安徽理工大学，2010.
论文作者:郭健荣
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/9/18
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