煤矿水资源综合利用模式探讨范文

摘要：

分析了北方某煤矿水资源利用现状，提出将矿井水和生活污水进行综合利用，形成以矿井水和生活污水水源为主，灰岩水水源为辅，多种水源共享的水资源利用模式，项目实施后每年可减少灰岩水开采量663752.5m3，减少向水库的排放量612944.5m3，减少COD排放量36776.7kg，每年可取得净利润229.78万元，对类似煤矿水资源综合利用具有一定的借鉴意义。

关键词：

水资源；矿井水；生活污水；综合利用

我国是一个干旱缺水严重的国家，在许多矿区由于水资源的缺乏，制约了煤矿企业的可持续发展。同时煤矿在生产过程中不可避免的会产生大量矿井水,据统计，2010年我国矿井水排放量约为61×108m3，利用量约为36×108m3，利用率仅为59%左右，此外，煤矿生活污水也是一种宝贵的中水资源，目前，煤矿生活污水利用率很低，基本上经过处理后达标排放。一方面水资源缺乏，一方面又有大量的矿井水和生活污水未经利用外排，造成水资源的浪费，同时污染周边环境。因此如何协调利用好煤矿矿井水和生活污水，减少排放，成为煤矿水资源综合利用的焦点和难点，本文针对北方某煤矿水资源利用现状及存在的主要问题，以生活污水零排放、矿井水梯级利用为原则，对煤矿水资源进行综合利用规划。

1水资源利用现状

1.1水资源现状北方某煤矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市鄂托克旗境内，属干旱的温带高原大陆性气候，气候干燥，降雨量稀少，蒸发强烈，属于严重缺水地区，目前煤矿水资源主要为矿井水、灰岩水和生活污水。

1.1.1矿井水矿井水是在煤矿建井和开采过程中，由地下涌水、防尘洒水、设备冷却水等汇集而成，主要含煤屑、岩粉等悬浮物。据调研，该矿井水中除了含有一定量的悬浮物外，氯离子、氟化物、硫酸根、溶解性总固体及总硬度较高，为高矿化度矿井水，矿井水水质情况见表1。该类矿井水含盐量较高，净化处理后无法直接用于煤矿井下生产或生活用水，目前矿井水经净化处理后供给选煤厂生产用水和公共用水，根据统计，2013年供选煤厂生产用水量919.4m3/d，供公共用水（办公楼、公寓楼等冲厕用水）515.1m3/d。但由于矿井水处理系统设计不合理，煤泥在处理系统中没有排出，处理效果较差，整个处理系统对矿井水中污染物的去除率几乎为零，所幸选煤厂生产用水和公共设施（办公楼和公寓楼）冲厕用水对水质要求不高，矿井水可以勉强作为其水源水。

1.1.2灰岩水灰岩水是白垩系地下水，根据矿方提供的灰岩水水质检测报告，同《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）相比，灰岩水的氯离子、硫酸根、总硬度及溶解性总固体指标超标。灰岩水水质情况见表2。该灰岩水含盐量也较高，目前经除盐处理后主要供给井下生产用水，洗煤厂生活用水、公共建筑生活用水、洗浴用水、食堂用水、绿化用水及锅炉房用水。根据统计，2013年取水量2472.1m3/d，产水量为1603.5m3/d，供给井下生产1098.6m3/d，供给洗煤厂生活用水13.0m3/d，供给洗浴用水246.3m3/d，供给食堂用水28.3m3/d，供给绿化用水83.3m3/d，供给锅炉房用水143.2m3/d，漏损11.1m3/d。灰岩水深度处理产生的浓水少部分供给洗煤厂作清理卫生、场区洒水和冲洗道路用水。洗煤厂清理卫生用水为20m3/d，场区洒水、冲洗道路用水估为20m3/d。

1.1.3生活污水矿区产生生活污水的主要部门为洗煤厂、浴室、食堂、锅炉房及公共设施(办公楼、公寓楼等冲厕)排出的污废水。根据统计，洗煤厂用水量为13.0m3/d，浴室用水量为246.3m3/d，食堂用水量为28.3m3/d，锅炉房生活用水为143.2m3/d，合计430.8m3/d。公共用水排放(办公楼、公寓楼等冲厕用水)515.1m3/d，考虑一定的损耗及漏损，生活污水每天总排放量约为756.72m3/d。根据矿方提供的选煤厂生活污水水质资料，生活污水除CODcr较高外，水中溶解性总固体、硫酸盐和硬度也较高，溶解性总固体超过《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB-T18920-2002）中绿化、冲厕和道路清洗用水要求，主要原因是供公共用水（办公楼、公寓楼等冲厕用水）的水质含盐量超标。检测的水质情况见表3。生活污水处理站建成后一直处于瘫痪状态，目前矿井生活污水未经处理直接排入水库。

1.2水资源利用现状平衡分析及存在的主要问题根据上述统计数据。水资源利用现状水量平衡如图1所示。从上述水量平衡分析图可知，煤矿供需水总体上是平衡的，但存在以下问题：灰岩水取水量高达2481.3m3/d，煤矿取用大量优质的地下水资源作为工业用水的水源，造成优质水源日益枯竭。矿井水的利用率仅为51.5%，有1209.7m3/d的矿井水排放至水库，白白浪费了大量矿井水资源。生活污水未处理利用，每天756.72m3直接排至水库，不符合国家节能减排政策。综上，煤矿每年取用大量优质的地下水资源作为工业用水的水源，造成优质水源日益枯竭，同时有大量的矿井水和生活污水未经完全合理利用排放水库，造成水资源的浪费，同时污染周边环境，因此有必要将矿区水资源进行综合利用。

2水资源综合利用模式

2.1水资源综合利用思路根据煤矿用水单位对用水水质不同要求，将矿井水和生活污水进一步处理，以生活污水零排放、矿井水梯级利用为原则，采用分质供水，具体做法如下：新建生活污水处理站，将生活污水处理后回用办公楼、公寓等冲厕用水和绿化用水，可节省矿井水资源，同时可减少灰岩水取水量。改造矿井水净化处理站排泥系统和加药系统，实现自动排泥和自动加药，保证净化出水水质满足后续深度处理进水水质要求。新建矿井水深度处理站，将矿井水净化后富余的水量深度处理取代部分灰岩水，可减少灰岩水取水费用，减少矿井水排放水库导致外溢带来的环境污染、农作物破坏造成的经济赔偿损失。

2.2水资源综合利用后平衡分析根据煤矿需水现状和水资源综合利用思路，经过综合利用后，对水量进行平衡分析如图2所示：通过图2分析可知：矿井水和生活污水处理利用后，矿井水净化处理80108.4m3/d供给洗煤厂生产用水，其中增加了20m3/d用于洗煤厂清理卫生用水，20m3/d用于洗煤厂洒水冲洗道路。剩余198232.0m3/d用于深度处理，产生1098.6m3/的纯水用于煤矿井下生产，取代原灰岩水。产生883.72m3/d的浓水排至水库。公共用水(办公楼、公寓楼等冲厕用水)和绿化用水采用处理后的生活污水，节省矿井水资源515.1m3/d，可减少同量灰岩水取水。综上，矿井水和生活污水综合处理利用后，可节省灰岩水取水1818.5m3/d，减少向水库排水1679.3m3/d。

3预期效益分析

本项目主要以北方某煤矿水资源综合利用为目的，同时确保矿区周边环境及河流不受污染，减少污染物排放，预期将产生一定的经济效益、环境效益和社会效益。

3.1经济效益分析本工程实施后，企业每年将节省取用灰岩水费用199.13万元，减少排污费30.65万元，每年可取得净利润229.78万元。

3.2环境效益分析本工程实施后，每年可减少向水库的排放量612944.5m3，可减少COD排放量约36776.7kg，避免水库水外溢造成的环境污染，农作物破坏。矿井水和生活污水得到处理利用的同时，改善了矿区卫生环境，保护了矿区水资源环境。

3.3社会效益分析本工程实施后，可大大减少污染物的排放量，改善周边居民的居住环境，减少去水库的排水量，避免水库水外溢带来的安全隐患；减少了灰岩水的取水量，保护了地区地下水资源的自然平衡，解决矿区用水量日益增加和水资源越来越短缺的矛盾，提高煤矿企业的综合效益，促进矿区的可持续发展，同时增加了就业机会，对促进社会稳定和谐发展起到积极作用。

4结语

将矿井水和生活污水进行综合利用，形成以矿井水和生活污水水源为主，灰岩水水源为辅，多种水源共享的水资源利用模式，项目实施后每年可减少灰岩水开采量663752.5m3，减少向水库的排放量612944.5m3，减少COD排放量36776.7kg，每年可取得净利润229.78万元，对类似煤矿水资源利用具有一定的借鉴意义。

作者：张军 肖艳 刘美娜 单位：煤科集团杭州环保研究院 合肥市政设计院有限公司