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摘要：

分析了北方某煤礦水資源利用現(xiàn)狀，提出將礦井水和生活污水進(jìn)行綜合利用，形成以礦井水和生活污水水源為主，灰?guī)r水水源為輔，多種水源共享的水資源利用模式，項(xiàng)目實(shí)施后每年可減少灰?guī)r水開采量663752.5m3，減少向水庫的排放量612944.5m3，減少COD排放量36776.7kg，每年可取得凈利潤229.78萬元，對(duì)類似煤礦水資源綜合利用具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：

水資源；礦井水；生活污水；綜合利用

我國是一個(gè)干旱缺水嚴(yán)重的國家，在許多礦區(qū)由于水資源的缺乏，制約了煤礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)煤礦在生產(chǎn)過程中不可避免的會(huì)產(chǎn)生大量礦井水,據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年我國礦井水排放量約為61×108m3，利用量約為36×108m3，利用率僅為59%左右，此外，煤礦生活污水也是一種寶貴的中水資源，目前，煤礦生活污水利用率很低，基本上經(jīng)過處理后達(dá)標(biāo)排放。一方面水資源缺乏，一方面又有大量的礦井水和生活污水未經(jīng)利用外排，造成水資源的浪費(fèi)，同時(shí)污染周邊環(huán)境。因此如何協(xié)調(diào)利用好煤礦礦井水和生活污水，減少排放，成為煤礦水資源綜合利用的焦點(diǎn)和難點(diǎn)，本文針對(duì)北方某煤礦水資源利用現(xiàn)狀及存在的主要問題，以生活污水零排放、礦井水梯級(jí)利用為原則，對(duì)煤礦水資源進(jìn)行綜合利用規(guī)劃。

1水資源利用現(xiàn)狀

1.1水資源現(xiàn)狀北方某煤礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市鄂托克旗境內(nèi)，屬干旱的溫帶高原大陸性氣候，氣候干燥，降雨量稀少，蒸發(fā)強(qiáng)烈，屬于嚴(yán)重缺水地區(qū)，目前煤礦水資源主要為礦井水、灰?guī)r水和生活污水。

1.1.1礦井水礦井水是在煤礦建井和開采過程中，由地下涌水、防塵灑水、設(shè)備冷卻水等匯集而成，主要含煤屑、巖粉等懸浮物。據(jù)調(diào)研，該礦井水中除了含有一定量的懸浮物外，氯離子、氟化物、硫酸根、溶解性總固體及總硬度較高，為高礦化度礦井水，礦井水水質(zhì)情況見表1。該類礦井水含鹽量較高，凈化處理后無法直接用于煤礦井下生產(chǎn)或生活用水，目前礦井水經(jīng)凈化處理后供給選煤廠生產(chǎn)用水和公共用水，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年供選煤廠生產(chǎn)用水量919.4m3/d，供公共用水（辦公樓、公寓樓等沖廁用水）515.1m3/d。但由于礦井水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，煤泥在處理系統(tǒng)中沒有排出，處理效果較差，整個(gè)處理系統(tǒng)對(duì)礦井水中污染物的去除率幾乎為零，所幸選煤廠生產(chǎn)用水和公共設(shè)施（辦公樓和公寓樓）沖廁用水對(duì)水質(zhì)要求不高，礦井水可以勉強(qiáng)作為其水源水。

1.1.2灰?guī)r水灰?guī)r水是白堊系地下水，根據(jù)礦方提供的灰?guī)r水水質(zhì)檢測(cè)報(bào)告，同《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）相比，灰?guī)r水的氯離子、硫酸根、總硬度及溶解性總固體指標(biāo)超標(biāo)。灰?guī)r水水質(zhì)情況見表2。該灰?guī)r水含鹽量也較高，目前經(jīng)除鹽處理后主要供給井下生產(chǎn)用水，洗煤廠生活用水、公共建筑生活用水、洗浴用水、食堂用水、綠化用水及鍋爐房用水。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年取水量2472.1m3/d，產(chǎn)水量為1603.5m3/d，供給井下生產(chǎn)1098.6m3/d，供給洗煤廠生活用水13.0m3/d，供給洗浴用水246.3m3/d，供給食堂用水28.3m3/d，供給綠化用水83.3m3/d，供給鍋爐房用水143.2m3/d，漏損11.1m3/d。灰?guī)r水深度處理產(chǎn)生的濃水少部分供給洗煤廠作清理衛(wèi)生、場(chǎng)區(qū)灑水和沖洗道路用水。洗煤廠清理衛(wèi)生用水為20m3/d，場(chǎng)區(qū)灑水、沖洗道路用水估為20m3/d。

1.1.3生活污水礦區(qū)產(chǎn)生生活污水的主要部門為洗煤廠、浴室、食堂、鍋爐房及公共設(shè)施(辦公樓、公寓樓等沖廁)排出的污廢水。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，洗煤廠用水量為13.0m3/d，浴室用水量為246.3m3/d，食堂用水量為28.3m3/d，鍋爐房生活用水為143.2m3/d，合計(jì)430.8m3/d。公共用水排放(辦公樓、公寓樓等沖廁用水)515.1m3/d，考慮一定的損耗及漏損，生活污水每天總排放量約為756.72m3/d。根據(jù)礦方提供的選煤廠生活污水水質(zhì)資料，生活污水除CODcr較高外，水中溶解性總固體、硫酸鹽和硬度也較高，溶解性總固體超過《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB-T18920-2002）中綠化、沖廁和道路清洗用水要求，主要原因是供公共用水（辦公樓、公寓樓等沖廁用水）的水質(zhì)含鹽量超標(biāo)。檢測(cè)的水質(zhì)情況見表3。生活污水處理站建成后一直處于癱瘓狀態(tài)，目前礦井生活污水未經(jīng)處理直接排入水庫。

1.2水資源利用現(xiàn)狀平衡分析及存在的主要問題根據(jù)上述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。水資源利用現(xiàn)狀水量平衡如圖1所示。從上述水量平衡分析圖可知，煤礦供需水總體上是平衡的，但存在以下問題：灰?guī)r水取水量高達(dá)2481.3m3/d，煤礦取用大量?jī)?yōu)質(zhì)的地下水資源作為工業(yè)用水的水源，造成優(yōu)質(zhì)水源日益枯竭。礦井水的利用率僅為51.5%，有1209.7m3/d的礦井水排放至水庫，白白浪費(fèi)了大量礦井水資源。生活污水未處理利用，每天756.72m3直接排至水庫，不符合國家節(jié)能減排政策。綜上，煤礦每年取用大量?jī)?yōu)質(zhì)的地下水資源作為工業(yè)用水的水源，造成優(yōu)質(zhì)水源日益枯竭，同時(shí)有大量的礦井水和生活污水未經(jīng)完全合理利用排放水庫，造成水資源的浪費(fèi)，同時(shí)污染周邊環(huán)境，因此有必要將礦區(qū)水資源進(jìn)行綜合利用。

2水資源綜合利用模式

2.1水資源綜合利用思路根據(jù)煤礦用水單位對(duì)用水水質(zhì)不同要求，將礦井水和生活污水進(jìn)一步處理，以生活污水零排放、礦井水梯級(jí)利用為原則，采用分質(zhì)供水，具體做法如下：新建生活污水處理站，將生活污水處理后回用辦公樓、公寓等沖廁用水和綠化用水，可節(jié)省礦井水資源，同時(shí)可減少灰?guī)r水取水量。改造礦井水凈化處理站排泥系統(tǒng)和加藥系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排泥和自動(dòng)加藥，保證凈化出水水質(zhì)滿足后續(xù)深度處理進(jìn)水水質(zhì)要求。新建礦井水深度處理站，將礦井水凈化后富余的水量深度處理取代部分灰?guī)r水，可減少灰?guī)r水取水費(fèi)用，減少礦井水排放水庫導(dǎo)致外溢帶來的環(huán)境污染、農(nóng)作物破壞造成的經(jīng)濟(jì)賠償損失。

2.2水資源綜合利用后平衡分析根據(jù)煤礦需水現(xiàn)狀和水資源綜合利用思路，經(jīng)過綜合利用后，對(duì)水量進(jìn)行平衡分析如圖2所示：通過圖2分析可知：礦井水和生活污水處理利用后，礦井水凈化處理80108.4m3/d供給洗煤廠生產(chǎn)用水，其中增加了20m3/d用于洗煤廠清理衛(wèi)生用水，20m3/d用于洗煤廠灑水沖洗道路。剩余198232.0m3/d用于深度處理，產(chǎn)生1098.6m3/的純水用于煤礦井下生產(chǎn)，取代原灰?guī)r水。產(chǎn)生883.72m3/d的濃水排至水庫。公共用水(辦公樓、公寓樓等沖廁用水)和綠化用水采用處理后的生活污水，節(jié)省礦井水資源515.1m3/d，可減少同量灰?guī)r水取水。綜上，礦井水和生活污水綜合處理利用后，可節(jié)省灰?guī)r水取水1818.5m3/d，減少向水庫排水1679.3m3/d。

3預(yù)期效益分析

本項(xiàng)目主要以北方某煤礦水資源綜合利用為目的，同時(shí)確保礦區(qū)周邊環(huán)境及河流不受污染，減少污染物排放，預(yù)期將產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。

3.1經(jīng)濟(jì)效益分析本工程實(shí)施后，企業(yè)每年將節(jié)省取用灰?guī)r水費(fèi)用199.13萬元，減少排污費(fèi)30.65萬元，每年可取得凈利潤229.78萬元。

3.2環(huán)境效益分析本工程實(shí)施后，每年可減少向水庫的排放量612944.5m3，可減少COD排放量約36776.7kg，避免水庫水外溢造成的環(huán)境污染，農(nóng)作物破壞。礦井水和生活污水得到處理利用的同時(shí)，改善了礦區(qū)衛(wèi)生環(huán)境，保護(hù)了礦區(qū)水資源環(huán)境。

3.3社會(huì)效益分析本工程實(shí)施后，可大大減少污染物的排放量，改善周邊居民的居住環(huán)境，減少去水庫的排水量，避免水庫水外溢帶來的安全隱患；減少了灰?guī)r水的取水量，保護(hù)了地區(qū)地下水資源的自然平衡，解決礦區(qū)用水量日益增加和水資源越來越短缺的矛盾，提高煤礦企業(yè)的綜合效益，促進(jìn)礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)增加了就業(yè)機(jī)會(huì)，對(duì)促進(jìn)社會(huì)穩(wěn)定和諧發(fā)展起到積極作用。

4結(jié)語

將礦井水和生活污水進(jìn)行綜合利用，形成以礦井水和生活污水水源為主，灰?guī)r水水源為輔，多種水源共享的水資源利用模式，項(xiàng)目實(shí)施后每年可減少灰?guī)r水開采量663752.5m3，減少向水庫的排放量612944.5m3，減少COD排放量36776.7kg，每年可取得凈利潤229.78萬元，對(duì)類似煤礦水資源利用具有一定的借鑒意義。

作者：張軍 肖艷 劉美娜 單位：煤科集團(tuán)杭州環(huán)保研究院 合肥市政設(shè)計(jì)院有限公司