矿井水处理及利用摘要：环保问题是个人和国家都重视的问题，它关系着每个人健康和生活品质，怎样给矿井居民带来舒适的生活环境一直是企业思考的问题。

关键字：煤矿；矿井水处理；利用一、现状矿井水是地下开采煤炭资源的"副产品"，长期以来被片面地作为危及安全生产的隐患相待，并习惯性地以工业废水长年外排流失。

目前，松藻煤电公司石壕煤矿井下工业水日排数量达到13000多立方米，这些大量未经处理含有煤粉、岩粉和其他污染物的矿井水外排，影响到矿区及周边的环境。

因此，如何处理矿井排出的工业废水的水质，成为迫在眉睫的问题。

科研小组成员寻求矿井水净化处理设备，必须在井下对进入水仓前的矿井水进行净化处理，实现清水入仓，水体中的煤泥打捞并经脱水实现最大化的综合利用，处理完毕的水提升至地面，实现达标排放，同时彻底解决井下水仓沉积物淤积及人工清仓问题。

二、矿井水处理解决方案选用四川环能德美科技股份有限公司的超磁分离水体净化成套技术设备，ReCoMagTM 超磁分离水体净化技术其成套设备与普通的沉淀和过滤相比，具有无反冲洗、分离悬浮物效率高、工艺流程短、占地少、投资省、运行费用低等特点。

该技术具有以下特点：2.1处理时间短、速度快、处理量大。

处理效率高、流程短，总的处理时间不到3min，冶金系统单台设备最大处理量为1500m3/h，可多台并联运行，满足大流量处理要求。

2.2占地少、出水稳定。

出水SS稳定在<10mg/L。

2.3排泥浓度高。

磁盘直接强磁吸附污泥，连续打捞提升出水面，通过卸渣装置得到的污泥浓度高。

2.4运行费用低。

采用微磁絮凝技术，投加药量少，磁种循环利用率高，运行费用低。

2.5日常维护方便，自动化程度高。

三、矿井水净化工艺流程简述3.1 超磁分离水体净化工艺流程图ReCoMagTM超磁分离水体净化技术适用于处理含有难沉降悬浮物的废水，其工艺流程图如图3-1-1所示。

图3-1-1超磁分离工艺流程图3.2工艺流程简述3.2.1 废水的净化主流程经过预沉处理除掉较大悬浮物及杂质后的废水，被提升至混凝系统中，在混凝系统中投加磁种、PAC和PAM三种物质实现对废水的净化，在混凝系统的后段生成以磁种作为“核”的悬浮物混合体，包含磁种的悬浮物（也称为磁性絮团）流经超磁分离机，利用超磁分离机里的稀土永磁体产生的高强磁力实现磁性絮团与水的快速分离。

3.2.2 磁种的回收流程磁性絮团被收集后自流到分散箱中，并通过絮团分散机打散后流经磁分离磁鼓。

在磁分离磁鼓中磁种被筛选出来，剩余污泥从磁分离磁鼓的底部排污阀流出，排出的污泥被收集送至污泥处理系统中。

筛选出来的磁种被再次配制成一定浓度的溶液，配制磁种所需的补充水由补水电磁阀根据磁种液位的高低，自动控制补充。

磁种溶液通过磁种计量泵以一定的量投到混凝系统中，磁种就此完成循环回收利用。

3.2.3 药剂投加流程在混凝系统中需要的PAC及PAM通过药剂制备装置PAC药剂制备装置和PAM药剂制备装置配制成一定的浓度。

配制完毕的PAC经过PAC计量泵泵组定量地投加到混凝系统的PAC 搅拌箱，配制完毕的PAM经过PAM计量泵泵组定量地投加到混凝系统的PAM搅拌箱。

四、ReCoMagTM超磁分离水体净化技术成套设备介绍超磁分离成套设备主要包括混凝系统、超磁分离机、磁种回收系统、加药设备。

就地安装式把各系统制作成单体设备，固定安装在厂区水处理设备现场，长期连续使用。

可根据处理水量不同而选择不同处理能力的设备，组合性强、适应要求广。

4.1混凝系统4.1.1混凝系统的组成混凝系统是实现微磁凝聚技术的关键设备。

超磁分离成套设备是用磁吸附的方法分离悬浮物，而非钢行业污水中悬浮物本身通常是不带磁性的，要利用超磁分离设备净化废水，必须使非磁性悬浮物带上磁性。

所谓微磁凝聚技术，就是向原水中投加专用磁种（磁粉），使磁种在混凝剂的作用下与原水中的悬浮物形成磁性絮团。

形成的絮团是以磁种作为“核”的磁种和悬浮物的混合体。

而混凝系统则提供混凝反应所必要的机械搅拌和水力停留时间。

4.1.2混凝系统的工作原理如图4-1-1所示，混凝系统由PAC 搅拌装置、PAM 搅拌装置构成，经过预处理后的原水通过进水口（1）流经混凝系统。

磁种、PAC 、PAM 三种物质分别经过磁种投加（7）、PAC 投加（5）、PAM 投加（6）三个位置加入混凝系统中，经过PAC 搅拌（3）和PAM 搅拌（4）进行搅拌混合。

进行搅拌后的磁性絮团（悬浮物和磁种的混合物）逐渐形成并长大，长大的絮团在水流的带动下通过出水口流出混凝系统进入下一个环节。

4.2超磁分离机4.2.1 超磁分离机的组成超磁分离机是ReCoMagTM 超磁分离水体净化技术的核心设备。

它利用稀土永磁材料的高强磁力，通过稀土磁盘的聚磁组合，将废水中的磁性悬浮物絮团吸附分离去除，完成固液分离，实现污水净化功能。

它主要由稀土磁盘机构（1）、机架与水槽（2）、卸渣装置（3）、集渣及输渣装置（4）、传动系统（5）等部分组成。

图4-1-1混凝系统结构图图4-2-1 超磁分离机设备图4.2.2 超磁分离机的工作原理如图4-2-1所示，含有前段工序（混凝系统）形成的磁性絮团的废水通过管道由进水口(6)流入，当其进入工作区后，立即被由稀土磁体聚磁组合而成的磁盘机构(1)吸附在磁盘上。

磁盘机构(1)通过主轴定向连续转动，被吸附的絮团也随磁盘转动，随磁盘带出水面到卸渣装置(3)分段式刮渣条上。

通过集渣及输渣装置（4）输送去磁分离磁鼓中。

随着主轴不断旋转，已除掉磁性絮团的稀土磁盘机构(1)再次进入工作区吸附从进水水槽来的磁性絮团，周而复始地完成上述处理过程。

4.3磁种回收系统4.3.1磁种回收系统的组成在前面的混凝系统中，采用了投加磁种以使凝聚所形成的絮团带上磁性。

由于投加磁种的过程是连续的，投加的磁种也将成为运行费用的一部分。

为了节约资源同时也考虑吨水处理的运行成本，超磁分离净化废水技术同时开发了磁种回收技术，能将投加入废水中的磁种回收再利用。

磁种回收系统主要由絮团分散机、磁分离磁鼓、磁种搅拌箱和磁种计量投加单元组成。

4.3.2磁种回收系统的工作原理如图4-3-1所示,超磁分离机分离出来的渣是磁种和悬浮物在混凝剂作用下形成的磁性絮团，它由超磁分离机的螺旋输送装置输送出设备后，通过管道自流进入磁种回收系统的高速搅拌单元，切割叶片在高速分散机（2）下进行分散。

磁种和悬浮物被打散分离后，混合在水里溢流进磁分离磁鼓，磁种被吸附在经特殊磁路设计的磁鼓（3）上。

磁鼓连续旋转，将从混合液里分选出来的磁种回收到磁种搅拌箱里。

非磁性的悬浮物随水流由排泥管（8）排出，清理干净的磁鼓进入下一个循环，此过程完成磁种的回收。

磁种在磁种搅拌箱（7）内通过电磁阀补水稀释成一定浓度的溶液，在磁种搅拌（4）的作用下连续混合均匀。

磁种投加泵（6）则定量地将磁种溶液输送至混凝系统第一级搅拌箱内，实现磁种再利用。

4.4加药设备图4-3-1磁种回收系统4.4.1加药设备的组成混凝剂制备投加装置用于配制和投加PAC和PAM药剂。

它结构简单、布置紧凑。

PAC制备投加装置采用玻璃钢进行防腐处理。

它由制备箱（1）、搅拌机（2）、阀门（3）、储液箱（4）、计量泵（5）等几部分组成。

图4-4-1 加药设备图4.4.2加药设备的工作原理如图4-4-1所示，干粉药剂称量后投入已灌满清水的制备箱（1）内，通过搅拌机（2）混合均匀。

配制好溶液后，通过打开阀门（3）将其放至储液箱（4）储备。

计量单元的计量泵（5）通过管道将储液箱内的溶液按要求输送至混凝系统中，实现连续定量投加。

五、试用情况5.1试验地点在松藻煤电公司石壕煤矿中央泵房与运输大巷间新建的水处理专用硐室设置中央净化水处理点，试用四川环能德美科技股份有限公司的超磁分离水体净化成套技术设备。

5.2试验效果此套净化设备对进入水仓前的矿井水进行净化处理，净化水能力600m3/h。

此净化成套技术设备将污染的水源净化为清水，实现清水入仓，水体中的煤泥易于打捞，处理完毕的水提升至地面，实现了达标排放，避免了煤泥沉积水仓，解决了井下水仓沉积物淤积及人工清仓问题。

六、矿井水净化利用利用ReCoMagTM 超磁分离水体净化技术净化的矿井水，经过专业机构检验符合日常用水标准，井下污染水净化后用于石壕煤矿+25水平供水，利用水资源，节约用电量。

6.1 供水路径原井下石壕煤矿+25水平供水：阴河泵→700T水池→+25水平，此路径中阴河泵配备2台200D43×6水泵，电机功率250kW。

矿井水净化后井下+25水平供水：中央水泵→井底水池→+25水平，此路径中央水泵的净化水通过水沟自流到井底水池。

6.2 节约资源未使用矿井水净化前，废水从中央水泵排放到洋叉河。

矿井水净化后，减少了供水环节打水量和井下排放用电量，阴河泵每天打水5.5h，每天用电量合计250*5.5*0.8=1100度。

中央水泵两台MD580 60×3（电机功率450kW）配合净化水处理设备使用，每天工作时间10h 左右，每天用电量合计450*10*0.8=3600度。

废水回收利用节约了井下排废到地面的用电量，减少了+25水平的打水环节用电（阴河泵→700T水池）。

根据目前+25水平的用水量可以节约十分之一的用电量，随着+25水平开拓延伸，用水量逐渐增大，用电量的节约也随之增大。

经计算目前每天节约用电量为1100*0.1+3600*0.1*2=830度，井下用电0.672元/度，节约费用830*0.672=557.76元，每年可以节约费用557.76*360≈20.1万元七、结束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水带来的环境问题，改善煤矿企业和周围村庄的关系；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。

矿井水处理后的回收利用减少了用电负荷，减少了经济开支。