據(jù)統(tǒng)計(jì)我國40％的礦區(qū)嚴(yán)重缺水，已制約了煤炭生產(chǎn)的發(fā)展。西北礦區(qū)多處于山區(qū)，水資源更為缺乏，地表水又多為間歇性河流，枯洪水季節(jié)流量相當(dāng)懸殊，常年流量稀釋能力差，排入河流的污水造成嚴(yán)重污染。甘肅華亭礦區(qū)是我國十三個(gè)重要能源基地之一，上世紀(jì)八十年代，擁有很好的水生態(tài)環(huán)境，水資源較充沛，地表水系水質(zhì)也較好，基本上保證了當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ｉ詈凸まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水。但隨著華亭礦區(qū)對(duì)煤炭資源大規(guī)模的開發(fā)，地下水嚴(yán)重超采，地下水為大幅下降，地表水系全面污染，五大河流（黃河二級(jí)支流涇河）的中下游河段幾乎全年都是濁流、黑水。因此，開發(fā)、管理、利用好煤礦水資源，對(duì)煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。礦井廢水經(jīng)治理后綜合利用，對(duì)礦區(qū)與華亭地區(qū)乃至甘肅省經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。

       這類礦井水水質(zhì)較好，pH值為中性，低礦化度，不含有毒、有害離子(或者其含量低于生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)值)，低濁度，基本不含懸浮物，它的各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均符合國家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749--1985)。只要在源頭妥善截流，通過并下單獨(dú)布置的排水管道將其排出，稍加處理或消毒，即可回收利用。
    含懸浮物礦井水
    這里所指的含懸浮物礦井水系指除感官性指標(biāo)和細(xì)菌學(xué)指標(biāo)外，其余各項(xiàng)指標(biāo)均符合生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的礦井水．含懸浮物礦井水的主要污染物來自礦井水流經(jīng)采掘工作面時(shí)帶入的煤粒、煤粉、巖粒、巖粉等懸浮物(SS)，所以這類水中含有較多固體懸浮物。由于懸浮物中煤粉多呈黑色，故這類礦井水多顯灰黑色，并有一定的異味，混濁度也比較高，景觀性和感官性都較差。礦井水在井下水倉中自然沉淀了一段時(shí)間，較粗的煤、巖顆粒都已被沉淀下來，因而在正常情況下，礦井水中的懸浮物顆粒都是比較細(xì)的。礦井水中SS以煤粉為主，顆粒物的平均密度約為1.3～1.5g/cm3，僅為泥砂類密度的1／2。而且煤屬于有機(jī)物質(zhì)，具有一定的疏水性，不容易被水包覆，均為導(dǎo)致難以自然沉淀的原因。含懸浮物礦井水的另一個(gè)水質(zhì)特征是細(xì)菌含量較多，主要來自井下工人的生活、生產(chǎn)活動(dòng)，所以消毒殺菌在礦井水處理中是非常必要的。
    高礦化度礦井水
    高礦化度礦井水是指溶解性總固體(含鹽量)大于1000mg／L的礦井水。這一類水主要分布在西北地區(qū)、黃淮海平原和東北、華北部分地區(qū)，水中含鹽量高而不適宜飲用。這類礦井水的含鹽豐要來源于Ca2+、Mg2+、Na+、K+，SO2-、HCO-、C1-等離予，其硬度往往較高，有些礦井水硬度含CaO可達(dá)1000mg／L。這類礦井水還含有較高的煤、巖粉等懸浮物，濁度大。因高礦化度礦井水鹽含量高，處理工藝除包括混凝、沉淀等工序外，其關(guān)鍵工作是脫鹽。
    酸性礦井水
    酸性礦井水是硫鐵礦在有氧、有水的條件下氧化彤成的，主要含有Fe2+’、Fe3+、Ca2+、Mg2+，SO2+以及其他金屬離了，如A13+，Zn2+．Mn2+，cu2+等。游離的硫酸極少，可以忽略不計(jì)。酸性礦井水的主要指標(biāo)是pH值、酸度、Fe2+等。水質(zhì)pH值小于5.5，當(dāng)開采含硫高的煤層時(shí)，硫化物受到氧化與升華作用產(chǎn)生硫酸，而使水呈酸性。目前酸性水一般處理后達(dá)標(biāo)排放或回用于一些對(duì)水質(zhì)要求較低的工業(yè)用水。
    含特殊污染物礦井水
    系指水中放射性指標(biāo)或毒理學(xué)指標(biāo)(如重金屬、氟、砷等)超過國家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的礦井水。這類礦井水主要指含氟礦井水、含微量有毒有害元素礦井水、含放射性元素礦井水或油類礦井水。
目前，我國的東北、華北北部、淮南等礦區(qū)有些礦井水含鐵、錳離子較多，同時(shí)還含有少量的重金屬離予，大部分均超過我國生活飲用水所規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值。重金屬不能被生物降解為無害物，無論采用何種方法處理重金屬廢水，都不能分解破壞重金屬，而只能轉(zhuǎn)移其存在的未知、物理和化學(xué)形態(tài)。我國絕大部分煤礦礦井水中均含有一定量的氟，但含量一般比較低，很少超過我國工業(yè)廢水所允許高排放濃度(10rag／L)的礦井水。產(chǎn)生含氟礦井水的條件比較復(fù)雜，通常認(rèn)為主要受地理環(huán)境、地質(zhì)構(gòu)造等因素的影響。考慮到處理技術(shù)和成本，目前對(duì)含氟礦井水處理一般是處理到符合排放標(biāo)準(zhǔn)即可，很少將含氟礦井水用作生活水源。
 

設(shè)備參數(shù)

礦井廢水由井下排水泵提升至灌漿水池，部分用于黃泥灌漿，其余廢水自流進(jìn)入曝氣池，氣浮除油后進(jìn)入斜板沉淀池進(jìn)行初步沉淀，由提升泵提升進(jìn)入混凝沉淀設(shè)備，同時(shí)加入混凝劑，經(jīng)過斜管沉淀后，將絮狀物沉淀到底部而被去除，清水從上部溢流出水自流進(jìn)入砂濾罐，出水自流進(jìn)入清水池，清水池前投加二氧化氯進(jìn)行殺菌消毒。砂濾罐的反沖冼水自流進(jìn)入污泥池，上清液自流進(jìn)入曝氣池，以提高礦井廢水資源的利用率。出水若用作生活用水，則砂濾罐出水進(jìn)入活性炭吸附裝置處理后流入清水池用作生活用水。

工藝配置

礦井廢水處理回用工藝的比較

礦井廢水處理回用工藝的比較，煤礦礦井廢水處理回用的綜合運(yùn)行費(fèi)用為：2.185-2.465元/噸。其中膜法的處理費(fèi)用低為:2.185元/噸。這樣的價(jià)格對(duì)干旱缺水的西北地區(qū)是很有吸引力的。

1、污水廢水資源化技術(shù)及應(yīng)用簡介
   水環(huán)境質(zhì)量的嚴(yán)重惡化和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，迫切要求有相應(yīng)的污水廢水資源化的技術(shù)。在這一領(lǐng)域中膜分離技術(shù)占有重要的位置和作用。膜分離作為一項(xiàng)*在近40年來迅速發(fā)展成為產(chǎn)業(yè)化的高效節(jié)能分離技術(shù)過程。40多年，電滲析、反滲透、微濾、超濾、納濾、滲透汽化，膜接觸和膜反應(yīng)過程相繼發(fā)展起來，在能源、電子、石化、醫(yī)藥衛(wèi)生、化工、輕工、食品、飲料行業(yè)和日常生活及環(huán)保領(lǐng)域等均獲得廣泛的應(yīng)用，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。社會(huì)的需求使膜技術(shù)應(yīng)允而生，也是社會(huì)的需求促使膜技術(shù)迅速發(fā)展，使膜技術(shù)不斷創(chuàng)新、技術(shù)進(jìn)步，完善，成為單元操作，成為集成過程中的關(guān)鍵。

1．1連續(xù)膜過濾技術(shù)（CMC）

    中空纖維膜由于比表面積大，膜組件的裝填密度大，所以設(shè)備緊湊；這種膜因紡制而成，工藝簡單，所以生產(chǎn)成本一般低于其它的膜：由于沒有支撐層均可以反向清洗，特別是一些耐污染性好，對(duì)氧化性清洗劑耐受性好的膜的出現(xiàn)，使得在大規(guī)模的污水處理工程中，中空纖維膜的應(yīng)用有*的優(yōu)勢。
    CMF技術(shù)的核心是高抗污染膜以及與之相配合的膜清洗技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)膜的不停機(jī)在線清洗清洗，從而做到對(duì)料液不間斷連續(xù)處理，保證設(shè)備的連續(xù)高效運(yùn)行。

    CMF目前主要用于大型城市污水處理廠二沉池生水的深度處理回用，海水淡化或大型反滲透系統(tǒng)的預(yù)處理。地表水地下水凈化、飲料澄清除濁等。

1．2膜生物反應(yīng)器（MBR）

    膜生物反應(yīng)器是膜分離技術(shù)和生物技術(shù)結(jié)合的新工藝。用在污水廢水處理領(lǐng)域，利用膜件進(jìn)行固液分離，截留的污泥或雜質(zhì)回流至（或保留）在生物反應(yīng)器中，處理的清水透過膜排水，構(gòu)成了污水處理的膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)，膜組件的作用相當(dāng)于傳統(tǒng)污水生物處理系統(tǒng)中的二沉池。

    MBR中使用的膜有平板膜、管式膜和中空纖維膜，目前主要以中空纖維膜為主。
    生活污水經(jīng)MBR處理后，生水水源已達(dá)到很高的水標(biāo)準(zhǔn)。此方法不*于處理生活污水，MBR技術(shù)也廣泛地用于染色廢水，洗毛廢水、肉類加工污水等水處理系統(tǒng)。MBR系統(tǒng)的另一個(gè)特點(diǎn)是規(guī)?？纱罂尚?，小裝置可用于一個(gè)家庭，大型裝置日處理量可達(dá)數(shù)萬立方米。

1．3反滲透技術(shù)（RO）

    反滲透技術(shù)是20世紀(jì)60年代初發(fā)展起來的以壓力為驅(qū)動(dòng)力的膜分離技術(shù)。該技術(shù)是從海水、苦咸水淡化而發(fā)展起來的，通常稱為“淡化技術(shù)”。由于反滲透技術(shù)具有無相變，組件化、流程簡單，操作方便，占面積小、投資少，耗能低等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展十分迅速。RO技術(shù)已廣泛用于海水、苦咸水淡化，純水、超純水制備，化工分離、濃縮、提純，廢水資源化等領(lǐng)域。工程遍布電力、電子、化工、輕工、煤炭、環(huán)保、醫(yī)藥、食品等行業(yè)。
    廢水資源化是有開發(fā)增量淡水資源與保護(hù)環(huán)境雙重目的。無機(jī)系列廢水處理與海水苦咸水淡化采用同類裝并具有較多共性工藝技術(shù)。RO可使廢液中的銅、鉛、汞、鎳、銻、鈹、砷、鉻、硒、銨、鋅等離子脫除除90-99%。
    目前，反滲透技術(shù)在城市污水深度處理，一些工業(yè)廢水深度處理方面的應(yīng)用受到了高度重視，包括中水回用，污水處理廠二級(jí)出水的深度處理，經(jīng)初級(jí)處理后的工業(yè)廢水深度處理制取優(yōu)質(zhì)淡水。中東不少缺水國家，在大量采用反滲透海水淡化技術(shù)的同時(shí)，引入反滲透技技術(shù)處理二級(jí)污水，出水水質(zhì)可達(dá)TDS ≤80mg/L，擴(kuò)大了淡水資源。如中東地區(qū)、澳大利亞、新加坡等國都有這方面的大型工程實(shí)例。

1．4集成膜過程污水深度處理方法

    集成膜過程是將超濾/微濾與反滲透（或納濾）結(jié)合使用，形成能夠滿足各咱回用目的的污水深度處理工藝。超濾、微濾可以作為獨(dú)立的高級(jí)三級(jí)處理方法，也是反滲透過程理想的預(yù)處理工藝，抗污染能力強(qiáng)、性能*的超濾、微濾單元代替了復(fù)雜的傳統(tǒng)處理工藝，而且出水品質(zhì)遠(yuǎn)高于三級(jí)出水指標(biāo)，不但*可以去除污水中的細(xì)菌和懸浮物，對(duì)COD、BOD也有一定的卻除效果。在超濾、微濾之后使用的反滲透膜，其清洗周期由采用傳統(tǒng)預(yù)處理工藝的3-4周增加到半年以上，膜壽命可延長到達(dá)-6年。膜集成污水