淺析礦井水的資源化處理
水資源的嚴重缺乏和供水不足,已成為制約經濟和社會可持續發展中存在的潛在問題,迫使人們尋找和開辟新的水資源。礦井水處理回用，由于具有節省資源和凈化環境，運營成本低，水量足，水質穩定，可就近建站等特點得到新的重視，是解決供需矛盾的一種較好方法。
1 、煤礦礦井水處理回用的必要性和可行性
1.1礦井水處回用的必要性
張家口是全國100多個嚴重缺水的城市之一，水資源的嚴重缺乏和供水不足，已成為制約本市經濟和社會可持續發展中存在的潛在問題。開灤集團蔚州礦業公司屬國家特大型企業，生產、生活、綠化等用水量很大，供水不足嚴重干擾著生產的順利進行，也迫使蔚州礦業公司尋找和開辟新的水資源。而礦井水處理回用，由于具有節省資源和凈化環境，運營成本低，水量足，水質穩定，可就近建站等特點得到新的重視，是解決供需矛盾的一種較好方法。
1.2礦井水處理回用的可行性
近年來，礦井水凈化利用技術趨于成熟，在河南、山東、安徽等省煤礦完成了多個礦井水凈化回用工程，取得了較好的環境和經濟效益。目前，蔚州礦業公司僅井下生產、地面煤場除塵、綠化及其它雜用水消耗就達1.06萬t/d，若全部采用再生水，可為本市減輕約4%的供水負擔，為蔚州礦業公司節約50％的自備水，節約大量水費資金，減少礦井水的排放，既解決了污染問題，又可使礦井水得到有效的利用，緩解供水不足的緊張狀況，是個一舉多得的資源化技術措施。
2、礦區供用水現狀分析
2.1供水現狀
2.1.1
目前，蔚州礦區供水水源為任家澗水源地，即由3-3和3-4兩孔為崔家寨和單侯礦區供水，但是由于水位下降（已經下降70～100m左右），水3－3孔在孔深85m處卡泵無法繼續下達設計孔深，達不到設計供水量，且至去年冬天開始，該孔泵壞，單靠3—4孔一孔供水，每天開泵至少20h，日供水量約2400 m3,噸水費用1.25元。
2.2用水現狀及用水規劃
2.2.1
崔家寨礦平均日用水量約為1500～1700 m3/d。井下排水量約為3500 m3/d，其中，需要經處理水約2000 m3（水處理費用0.44元/t）返回井下，作為井下生產用水，其余通過地表溝壑排掉。井下生產用水全部由礦井水處理站供應，因此，井下用水為自給。
2.2.2
單侯礦井籌建處目前平均用水量約為600～800 m3/d。其中，井下排放的礦井水有部分被土建工程所使用。
2.2.3
北陽莊礦設計生產能力為180萬t/a，與崔家寨礦設計生產能力相同，2007年冬季，三個井筒將進入打鉆和凍結階段，參照單侯三個井筒在進入打鉆和凍結階段的用水情況，用水量約為1800 m3/d。
2.3論證意見
2.3.1
目前只有3-4一孔供水，供與求基本持平。一旦發生供水故障，將嚴重影響生產，所以必須解決水源問題。
2.3.2
從礦區規劃發展來看，如果考慮北陽莊的開工建設，新增水源孔可以解決北陽莊的用水缺口。同時保證目前礦區的正常用水。預計日供水量可達到約5000 m3
。
3、崔家寨礦礦井水處理工程
3.1礦井水處理回用工程
3.1.1
張家口市蔚州礦區是一個水資源嚴重缺乏的地區，崔家寨礦生產、生活用水要從7km外的水源地通過長距離的輸水管線進行取水，費用昂貴，達到了1.2元/m3。由于近年天氣干旱、少雨，水源地地下水水位下降，以及單候礦井開工后建設和生活用水，供水問題更是日益突出，不能滿足生產與生活需要。為了解決礦區內的生產生活用水日益突出的問題，減少礦井水排放對環境造成的污染，崔家寨礦啟動了礦井水處理回用工程；該工程分為兩個階段：
第一階段：礦井水處理后達到井下生產用水標準。
第二階段：礦井水處理后達到飲用水標準。
3.2礦井水處理一期工程
3.2.1
2003年8月份，崔家寨礦礦井水處理回用的可行性分析報告，經上級批準后，開始招標，最后選定投資少，技術先進，運行成本低，自動化程度高，成功實例多的生物陶粒濾池工藝。
3.2.2該項工程具有以下特點：
a.工藝設計先進，自動化程度高。采用的是“九五”國家重點推廣示范技術—生物陶粒濾池工藝，并在設計中采用新型填料、布水器、布氣器、不堵塞曝氣頭，使水站運行穩定、處理效果好、抗沖擊能力強、管理方便、技術先進。自動化水平高，所有運行設備均可實現自動控制，并設遠程自動、手動和現場手動三種控制方式，在線修改運行參數，操作靈活、可靠。
b.采取節能措施，大力節能降耗。優化運行工藝，設二級水質在線監測儀表，自動調整工藝流程，減少工藝流程能源浪費，采用高效節能工況調整水量、風量，使設備運轉效率高，操作管理方便，不存在諸如調整閥門、導葉片等額外能量損失。另外，利用變頻調速器，可以根據水質、氣溫情況變化準確調整處理量、曝氣量等運行參數，為運行人員探索最佳運行工況提供最大便利條件。
c.合理規劃，分步實施。堅持集中和分散相結合的原則，制定礦井水回用的近期和中、長期規劃，工程分期建設。充分考慮二期工程，部分構筑物按二期設計，避免改擴建。崔家寨礦首先建成一期工程，既可滿足回用水的要求，又可緩解資金緊張狀況，同時還可以積累經驗，為二期工程打好基礎。
3.2.3
崔家寨礦礦井水處理站自2003年12月初正式運行。原由水源地向井下供水改由礦井水站中水回用，經過一個月的試運行，證明處理后的水質完全可以滿足井下工作面生產需要，從2004年元月份起至今，采用邊掘進邊鋪管路邊供水的原則，井下用水量由年初的800t/d上升到2000t/d，至目前全礦所有的工作面全部采用中水回用。水站中水回用成本為0.46元/t，2004年全年直接經濟效益為：39.05萬元。
3.3 礦井水處理二期工程
3.3.1
為了減少廢水排放對環境造成的污染、解決礦區內的生產生活用水日益突出的問題，進一步提高對礦井水的利用量，目前已經進行礦井水處理二期工程建設。該項工程概算資金165萬元，企業自籌115.5萬元，申請環境保護專項資金支持49.5萬元。項目土建工程已經完工，正在安裝設備和調試。預計2007年上半年可投入使用。
3.3.2
此工程實施后，可最大限度的利用現礦井水處理設施，每年可以減少向壺流河排放污水11Mm3左右，解決礦井水的無序排放，減少對周邊環境的水質污染；每年可節約水資源約61.32萬t、節約水費約62.23萬元。該項工程不僅可以保證礦區正常的生產生活秩序，而且為蔚州礦區的新建礦井起到示范作用，找到適合礦區發展的環保途徑，保證礦區的可持續發展，保持蔚縣的優美環境。
4、綜合效益分析
4.1經濟效益
蔚州礦區礦井水回用工程經濟效益相當可觀，每年可提供176萬噸以上的回用水，一年可為企業節省資金124萬元。二期工程建成運行后，達到飲用水標準，還可用于除塵、綠化及工業冷卻水，將以商品形式回收大量資金。
4.2環境效益及社會效益
減少自備水消耗，減輕市供水負擔，即為企業礦井水資源化，緩解水資源短缺的緊張狀況提供了新的思路，也為企業節能降耗、擴大生產規模、搞活多種經營提供了實例。不僅如此，礦井水再生回用，減少了對環境的污染、改善了礦區環境、維護了企業形象。
5、體會與看法
5.1實行優惠政策鼓勵和扶持企業礦井水再生回用工作
對開展礦井水回用的企業給予優惠政策，并結合實際情況制定具有地方特點的鼓勵政策。為企業礦井水回用工作提供條件，同時加強宣傳，大力提倡使用中水。
5.2逐步實行回用水的商品化，提高企業礦井水回用的效益
隨著可供淡水資源的減少，人們逐漸認識到回用水也是一種資源，一種有價商品。目前，國內回用水商品化程度還很低，政府部門要重視回用水資源化政策、法規和統一規劃的研究，開展行之有效的工作，加強政府行為，為企業礦井水回用商品化提供保證，提高企業積極性，按照市場機制，大力培育礦井水處理運營主體。對礦井水處理和回用單位要實行企業化管理、獨立核算、自負盈虧。建立合理的自備水價格體系以及礦井水處理與再生利用價格體系，適時運用價格杠桿，促進礦井水回用，改變水價過低的不利影響和由此造成的不合理局面，引導用水單位積極利用再生水資源，促進水資源的合理開發利用。
5.3廣籌資金，合理規劃，逐步建立配套設施
企業資金往往有限，而礦井水再生工程投資較大。企業要拓寬融資渠道，吸收其它企業、社會資金或貸款，利用有限資金合理規劃，分期分步建設和回收效益，推動礦井水回用的良性發展。使資金短缺的矛盾得到緩解。引導社會資金將潛在環保市場轉變為現實的巨大環保市場，有利地帶動環保產業的發展。
5.4大力開發回用水市場，促進回用水的良性發展
目前，企業礦井水回用規模較小，回用水基本自用。除技術管理水平有待提高外，主要是因為規模小，設備運行效率低。企業應廣開回用水市場，如綠化、工藝用水等多種用途的要求，提高處理規模，降低運行成本，提高效益。
5.5優化工藝，節能減排，降低成本
礦井水回用工程雖然效益顯著，但建設投資大成本高。因此，在設計、施工及管理中要將節能降耗、提高效益放在突出位置。依靠科技進步，提高主要設備和儀表的國產化、系列化、成套化水平。加快開發與國外先進水平差距較大或國內空白的急需的廢水技術和產品；鞏固和提高具有一定優勢、國內市場需求量大的技術和產品；依法淘汰設計不合理、性能落后、高耗低效的技術和產品；著重解決工程技術、運行管理和成套設備問題。
6、結束語
礦井水處理及資源化技術不僅提高了企業綜合效益，降低了成本，為企業節能降耗提供了新的思路，而且對緩解全市的用水緊張形勢作出了貢獻，減輕了本市供水負擔，對搞好礦區環境保護，建立和諧生態型礦區，推動企業的可持續性發展具有重大和深遠的意義。
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