楊 軍

（寧夏環(huán)境科學設計研究院，銀川750011）

根據(jù)《2008年寧夏水資源公報》顯示，寧夏屬典型的大陸性氣候，2008年水資源總量為10.605億m3，人均水資源量為706m3，不足全國平均值的1／3，干旱缺水是寧夏的基本區(qū)情。因此，在加大煤炭開發(fā)的同時又不增加水資源供求壓力是寧夏回族自治區(qū)的當務之急。

寧夏目前礦井多以井工開采為主，為了確保井下安全生產(chǎn)，必須排出大量的礦井水。礦井水直接排放不僅浪費水資源，而且也污染環(huán)境。對礦井水進行處理并加以利用，不但可防止水資源流失，避免對水環(huán)境造成污染，而且對緩解礦區(qū)供水不足、改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境、最大限度地滿足生產(chǎn)和生活需要具有重要意義。

1 寧東能源化工基地礦井水利用現(xiàn)狀

寧東含煤區(qū)位于寧夏東部，包括靈武、鴛鴦湖、橫城、馬家灘、積家井、萌城、韋州等七個礦區(qū)和石溝驛一個獨立井田，南北長130km，東西寬50km，含煤面積約2 000km2，探明地質(zhì)儲量273億t，占全區(qū)探明儲量的87%；遠景預測儲量1 394億t。

通過對各煤礦礦井水水質(zhì)監(jiān)測，寧東能源化工基地礦井水中懸浮物含量均超出GB20426—2006《煤炭工業(yè)污染物排放標準》的要求限值；礦化度為3 024～11 435mg／L，普遍偏高，屬含大量懸浮物的高礦化度礦井水。目前，寧東能源化工基地煤礦礦井水處理工藝以沉淀為主，必要時采用絮凝、過濾等處理工藝。該工藝可有效降低礦井水中懸浮物，但不能有效去除礦井水中礦化度。

寧東能源化工基地礦井水總的利用率僅為28.5%。其中，任家莊煤礦及石槽村煤礦的礦井水利用率較高，分別達到了65.6%及61.5%，其他煤礦礦井水利用率均在38.2%以下。由此可見寧東能源化工基地礦井水的總體利用水平較低，水資源浪費嚴重。同時，由任家莊煤礦及石槽村煤礦的礦井水利用情況可以看出，通過反滲透處理后，兩礦礦井水利用率遠遠高于其他僅采取絮凝、沉淀、過濾處理工藝的煤礦。因此，采用深度處理工藝可提高礦井水利用率，節(jié)約水資源，寧東能源化工基地礦井水具有進一步綜合利用的潛力。寧東能源化工基地各煤礦目前礦井水排放量、利用量及處理工藝統(tǒng)計見表1。

表1 寧東能源化工基地各礦礦井水利用現(xiàn)狀情況

2 寧東地區(qū)礦井涌水量及規(guī)劃用水情況

根據(jù)《寧東能源化工基地發(fā)展總體規(guī)劃》，到2010年，預計寧東能源化工基地礦井水產(chǎn)生量為3 150萬m3／a；到2015年，預計礦井水產(chǎn)生量為6 000萬m3／a；到2020年，預計礦井水產(chǎn)生量為8 000萬m3／a。

礦井水經(jīng)處理后全部用于洗煤補充水、井下降塵和消防灑水、電廠用水和生態(tài)建設。到2010年，礦井水利用率達70%；到2015年，礦井水利用率達85%；到2020年，礦井水利用率達100%。

到2010年，寧東能源化工基地總用水量約1.1億m3／a，其中利用礦井水2 200萬m3／a。到2015年，寧東能源化工基地總用水量約2.2億m3／a，其中利用礦井水5 100萬m3／a。到2020年，寧東能源化工基地總用水量約3.8億m3／a，其中利用礦井水8 000萬m3／a。

3 礦井水深度處理工藝的選擇

根據(jù)寧東能源化工基地礦井水含大量懸浮物、高礦化度的水質(zhì)特性，寧東能源化工基地應在現(xiàn)有處理工藝，即絮凝、沉淀、過濾的基礎上進行深度處理。本文選擇用于處理高礦化度礦井水的離子交換法、蒸餾法、電滲析法及反滲透法進行比較分析，從而最終確定最適宜的礦井水深度處理方法。各種深度處理方法比較見表2。

反滲透法技術(shù)優(yōu)越的價格性能比在高礦化度礦井水處理中具有極大的優(yōu)勢，無論其出水水質(zhì)、電耗、脫鹽效率、占地面積及自動化程度都是其他方法無法比的。而且，寧東能源化工基地礦井水礦化度普遍在3 024～11 435mg／L之間，綜合考慮工藝操作難易程度、脫鹽效率、適用范圍等因素，并結(jié)合我國目前礦井水深度處理方法發(fā)展現(xiàn)狀，本課題建議采用絮凝、沉淀、過濾預處理＋反滲透法深度處理寧東能源化工基地礦井水。

針對寧東能源化工基地礦井水水質(zhì)特性，結(jié)合現(xiàn)有礦井水處理工藝，根據(jù)用途不同進行分質(zhì)處理的原則，確定了寧東能源化工基地礦井水的處理方案。

（1）礦井水凈化處理工藝流程

礦井水用于井下灑水、降塵、消防、沖洗道路等對水質(zhì)要求不高的用途時，可經(jīng)絮凝、沉淀、過濾后回用，該工藝可作為深度處理前的預處理工藝，凈化處理工藝流程見圖1。

表2 礦井水深度處理方法比較［1－2］

圖1 礦井水凈化處理工藝流程

（2）礦井水深度處理工藝流程

當?shù)V井水用于生活、生態(tài)及電廠、煤化工生產(chǎn)用水時，經(jīng)沉淀凈化后必須采用反滲透法進行深度處理，反滲透處理流程見圖2。

圖2 礦井水深度處理工藝流程

4 礦井水集中處理設計布局設計

在寧東能源化工基地設計7座集中深度處理設施。具體布局如下：馬蓮臺煤礦與臨河綜合項目區(qū)B區(qū)間建設一座集中深度處理設施，礦井水除煤礦自用外，經(jīng)深度處理用于臨河綜合項目區(qū)B區(qū)項目；紅石灣煤礦、任家莊煤礦與臨河綜合項目區(qū)A區(qū)間建設一座集中深度處理設施，礦井水除煤礦自用外，經(jīng)深度處理用于臨河綜合項目區(qū)A區(qū)項目；丁家梁煤礦與馬蓮臺電廠、靈州電廠間建設一座集中深度處理設施，礦井水除煤礦自用外，經(jīng)深度處理用于電廠生產(chǎn)、生活及寧東鎮(zhèn)生活、生態(tài)用水；清水營煤礦、梅花井煤礦與煤化工園區(qū)間建設一座集中深度處理設施，礦井水除煤礦自用外，經(jīng)深度處理用于煤化工園區(qū)項目；靈新煤礦、羊場灣煤礦、石槽村煤礦與靈州綜合項目區(qū)間建設一座集中深度處理設施，礦井水除煤礦自用外，經(jīng)深度處理用于靈州綜合項目區(qū)項目；棗泉煤礦與棗泉電廠間建設一座集中深度處理設施，礦井水除煤礦自用外，經(jīng)深度處理用于電廠生產(chǎn)、生活；紅柳煤礦與麥垛山煤礦間建設建設一座集中深度處理設施，礦井水除煤礦自用外，可用于區(qū)域生態(tài)用水。

5 結(jié) 語

寧東能源化工基地作為國家重要的大型煤炭基地、煤化工產(chǎn)業(yè)基地、‘西電東送’火電基地、國家第二批循環(huán)經(jīng)濟試點園區(qū)及寧夏回族自治區(qū)“一號工程”，能否充分利用礦井水資源將是決定基地產(chǎn)業(yè)能否突破水資源瓶頸，基地社會經(jīng)濟能否又好又快發(fā)展的因素之一。

［1］ 胡東東，楊云龍.高礦化度礦井水除鹽方法的研究［J］.山西建筑，2008，34（8）：194－195.

［2］ 龐振東，程學豐.煤礦高礦化度礦井水處理技術(shù)［J］.礦業(yè)安全與環(huán)保，2005，32（4）：28－30.