全向流矿井水井下处理系统破解矿井困局
全向流矿井水井下处理系统提高矿井水的资源化利用率，填补一项国内矿井水井下处理空白
近日，一套名为“全向流矿井水井下处理系统”的装置在国内某煤矿安装运行，该系统的成功运行一举解决了多年来矿井地下涌水处理的难题，实现了矿井水处理的全新突破，提高了矿井水的资源化利用率，解决了制约煤矿企业发展的“瓶颈”问题。
消息不胫而走，煤矿企业和行业专家纷纷给予了积极评价，被誉为“创造井下水处理神奇”。毕竟矿井水在井下处理还是绝无仅有的。
“全向流矿井水井下处理系统”的研发单位北京中力信达环保科技有限公司，聘请国内顶尖专家成立研发中心，针对矿井水处理现状和难题，结合井下的矿井结构特点自主研发出矿井水井下处理系统工艺，实现了矿井水处理的全新突破，填补了一项国内矿井水井下处理的空白。
据悉，矿井水处理是困扰煤矿行业多年的难题，煤矿生产过程中因采煤而产生大量矿井水，含有重金属、悬浮物等污染物。如果未经处理直接排放，对环境将产生很大危害，主要表现在：引起大量水资源流失，破坏地下水资源，造成矿区生产、生活严重缺水；污染地面及地下自然水体；危害周围农田和各种设施等方面。目前，全国煤矿矿井水排放量约为42亿立方米，约占整个采矿业的80%，而利用率仅为26%。我国大部分富煤地区处于贫水地区，在“十一五”规划建设的13个超亿吨煤炭基地建设中，就有10个是缺水地区。这些矿区用水短缺十分严重，许多煤矿生产用水十分紧张，甚至使用不合格的生产用水，水资源的短缺已严重制约了这些煤矿区经济发展和人们生活水平的提高。
一些煤矿企业投入了大量资金建立地面水处理厂，但由于高浊度矿井水中污染物的复杂性及水处理设备技术的局限性，导致处理效果并不理想。部分专家对此表示担忧。行业专家介绍称，高浊度矿井水的水质特征很明显，有三大特点：首先是煤矿高浊矿井水的悬浮物含量高,感官性状差；其次，煤矿高浊矿井水悬浮物粒度小、比重轻、沉降速度慢；还有就是，煤矿高浊矿井水混凝过程中矾花形成困难,沉降效果差。
而我国对高浊度矿井水利用的现状并不乐观。高浊矿井水净化处理通常采用混凝剂，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。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。同时，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，但处理效果不太稳定。
专家表示，目前，高浊度矿井水利用还存在一些问题。一是，矿井水中主要含有以煤屑为主的悬浮物，具有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不合理所致；二是，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；三是，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、斜管沉淀和过滤技术不能有效去除矿井水中的油类物质。另外，矿井水通过水泵泵至地面一般每吨水每提升100米约消耗0.8度至1.0度电。因此从井下将污水提升后又将其回用至井下消耗了大量的电能，同时，将污水提升至井上对泵的要求极高，泵的磨损非常严重，泵过流部分必须经常更换，维护费用较高。由此可见，开发一种实现井下处理的矿井水处理系统可大大降低电耗，同时可节约大量泵的维护费用、节省占地面积，具有极高的节能减排效果。
对于这些难题，“全向流矿井水井下处理系统”是如何破解的呢？北京中力信达环保科技有限公司总经理魏爱新介绍说，“全向流矿井水井下处理系统”根据井下特点而研发，具有六大特点：一是采用模块化设计，根据需要任意组合，真正地适用井下条件；二是设备设计采用智能式一键启动及停止功能。操作极为方便；三是设备配件少，维护方便，费用低廉；四是处理效果好，出水悬浮物可长期稳定在0—10毫克/升之间。根据处理的用途可调节出水的悬浮物大小；五是出渣污泥浓度高。可不经过浓缩直接进入脱水设备。经过常规的压滤脱水后，污泥含水率小于45%，便于装卸外运；六是安装运输方便，真正地无障碍使用。
据悉，该套矿井水井下处理系统广泛使用在煤矿矿井水处理和洗煤厂废水处理上，通过对某矿井矿井水的240小时连续处理实验，设计进水浓度SS≦6000㎎/L，出水悬浮物SS≦3㎎/L，出水效果及排泥浓度均达到设计要求。
矿井水井下处理系统的建成，符合国家及行业节能减排资源综合利用相关政策规定，也是国家发改委重点研发项目，是煤矿企业实施清洁生产、创建环境友好企业的具体举措。随着人们生活水平的提高和经济的高速发展，对水资源需求的不断增大，水资源必将成为经济发展的瓶颈，本套系统建成后，每日可提供3000立方米的可利用水源，减少了自来水的用水量，保护了地区地表水的自然平衡。不仅解决矿区周围企业用水量日益增加和水资源越来越短缺的矛盾，保证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。
据了解，应用这一系统后，可以省略煤泥清淤环节，煤泥直接进入压榨脱水系统，不存在煤泥仓储难题，更无需对泥渣池进行清淤作业，从根本上消除了清淤作业对人员所带来的安全隐患。同时，这一项目属于矿区环保项目，项目建成实施后，矿井水每天处理水量按 1.2万立方米计算，每年运行365天，则每年可减少SS排放量2738吨 （按减排SS500mg/L计），从而大大减少有机污染物的排放量，最大限度地减少污泥、污水的外排量，减少对水系及周围环境的污染，将使矿区及周边环境得到改善，对矿区实现节能减排目标起到积极的作用。
行业专家表示，“全向流矿井水井下处理系统”的成功建成，大大提高了矿井水资源的综合利用率，也是煤矿企业循环经济战略思想的重要体现。（陈玮英）
