煤矿饮用水净化设备
煤矿饮用水净化设备简介
我国是一个淡水贫乏的国家，人均拥有水量仅是世界人均水量的1/4，而且分布极不均匀。北方地区煤炭资源丰富，占全国煤炭总储量的80%以上，水资源仅占全国总量的20%。矿区缺水十分缺水。
“据调查，全国约有70%的矿区面临缺水，有40%的煤矿缺水，国有煤矿缺水达69。86m3/d其中生活33，06m3/d。东北，西北，山西，内蒙古以及新疆是我国的主要产煤区这些地区煤矿用水极为紧张，有些矿区每天供水不足4h，严重制约了矿山生产和影响煤炭职工的正常生活，而全国每年煤矿排22亿立方米矿井水中，相当一部分是仅含煤粉和岩粉污染物的矿井水，这些矿井水污染程度轻，处理容易，成本底，经混凝，沉淀，过滤消毒处理后可用作煤矿职工生产，生活用水”。但是，长期以来，由于资金和技术等方面的原因，矿井水回用率仍维持在一个较低的水平，这不仅造成水资源的浪费，而且这些含污染物的矿井水外排造成环境污染，煤矿企业必须缴纳排污费，和水资源损失费。所以，矿井水的处理具有重要的意义。
“我国煤矿矿井水年排放量约为22亿t，而矿井水的资源化利用率仅在20%左右，大量未经处理的矿井水直接排放，不仅污染了环境，而且还浪费了宝贵的矿井水资源”【2】。我国煤矿企业多分 布在干旱和半干旱地区，水资源较贫乏，约2/3的煤矿缺水和严重缺水，生产和生活用水紧张，在相当程度上制约了煤炭生产和矿区经济的可持续发展。
煤矿饮用水净化设备设计的意义在于，矿井水净化处理后作为生产和生活用水可以减少地下深井水的开采量，节约地下水资源，保护矿区地下水和地表水的自然平衡；可以解决过度开采地下深井水带来的环境问题，改善煤矿企业和周围村庄之间的关系；可以解决矿区用水量日益增加和水资源越来越短缺的矛盾， 保证煤矿企业的正常生产和经营，提高煤矿企业的综合效益，促进矿区的可持续发展。
煤矿饮用水净化设备工艺“我国矿井水净化处理技术起始于上世纪70年代末，目前用于处理能力在每天几万t以下的，处理地表江河、湖泊水的净化处理构筑物，在煤矿矿井水处理工艺中大部分被采用过，如预沉调节池、反应沉淀池（或澄清池）、过滤池等” 【7】。矿井水净化处理后可作工业 用水或生活用水。已投入使用的净化处理技术主要有：沉淀、混凝沉淀、混凝 沉淀过滤（混凝澄清过滤）等。处理后直接排放的矿井水，通常采用沉淀或混凝沉淀处理技术。处理后作为生产用水或其它用水的，通常采用混凝沉淀过滤（混凝澄清过滤）处理技术 。处理后作为生活用水，过滤后必须再经过消毒处理。有些含悬浮物的矿井水含盐量较高，处理后作为生活饮用水还必须在净化后再经过淡化处理。
（2）国内外矿井水处理技术现状
1）混凝剂和混合形式
“含悬浮物矿井水净化处理通常采用铝盐或铁盐混凝剂。目前聚合氯化铝较为常用，也有用 聚合铝铁的。絮凝剂主要采用聚丙烯酰胺” 【5】。
矿井水处理中混凝剂混合方式通常采用水泵混合、管道混合器混合和机械混合，其中水泵混 合较常采用。
2）沉淀和澄清
矿井水净化处理采用沉淀池或澄清池作为主要处理单元。沉淀池采用平流式沉淀、斜管（板）沉淀，其处理能耗小，但存在处理设施占地面积大，沉淀污泥易堵塞造成排泥不 畅等缺点。机械加速澄清池、水力循环澄清池都是集混凝反应和沉淀过程于一体的水处理设 施，水力循环澄清池具有处理过程中动力消耗低、耐负荷冲击能力强、设施维护简单和 操作方便等优点。机械加速澄清池占地面积较小，但处理能耗大、设备维护工作量大，实际 应用中处理效果不如水力循环澄清池好。气浮池也有应用，但应用较少。
3）过滤
矿井水处理常用的过滤设施有快滤池和重力式无阀滤池。快滤池管路、阀门系统复杂，反冲 洗操作繁琐；重力式无阀滤池能自动反冲洗，操作简便，管理和维护方便。滤池通常采用无 烟煤和石英砂双层滤料。
4）消毒
“矿井水净化处理后作为生活用水必须经过消毒处理，一般采用二氧化氯、臭氧和紫外线杀菌消毒”。
5）煤矿井水中主要含有以煤屑为主的悬浮物，具有色黑、加药后 形成的 矾花结构松散、沉降速度慢等特点。许多含悬浮物矿井水处理工程，投入运行后，设计水量 和水质达不到设计要求，主要是因为反应不充分、平流或斜管沉淀池表面负荷取值较大所 致。另一方面，由于提升泵、供水泵、加药设备、消毒设备、控制系统和附属建（构）筑等 均按设计处理水量设计，这就造成工程投资的巨大浪费。
6）不同煤矿的矿井水中所含悬浮物的浓度差异较大，决定了投加混凝剂种类和数量不尽相 同。由于混凝药剂选择和投加不当，使得一些煤矿矿井水处理后达不到预期效果。由于不能 及时对进水和出水水质、处理流量、加药量、水池液位等进行监控，许多矿井水处理工程 只有水泵和简易的加药装置，因此，矿井水处理后的水量和水质无法得到保证。
7）煤矿井下生产使用的采掘机械需要使用乳化油和机油，油类物质进入矿井 水中，采用常规混凝。
在设计中选择水处理工艺时,不但要根据原水水质,而且要考虑使用单位对水质的合理要求。
