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摘要：

分析了北方某煤礦水資源利用現狀，提出將礦井水和生活污水進行綜合利用，形成以礦井水和生活污水水源為主，灰巖水水源為輔，多種水源共享的水資源利用模式，項目實施后每年可減少灰巖水開采量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，對類似煤礦水資源綜合利用具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：

水資源；礦井水；生活污水；綜合利用

我國是一個干旱缺水嚴重的國家，在許多礦區由于水資源的缺乏，制約了煤礦企業的可持續發展。同時煤礦在生產過程中不可避免的會產生大量礦井水,據統計，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，基本上經過處理后達標排放。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利用外排，造成水資源的浪費，同時污染周邊環境。因此如何協調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和難點，本文針對北方某煤礦水資源利用現狀及存在的主要問題，以生活污水零排放、礦井水梯級利用為原則，對煤礦水資源進行綜合利用規劃。

1水資源利用現狀

1.1水資源現狀北方某煤礦位于內蒙古自治區鄂爾多斯市鄂托克旗境內，屬干旱的溫帶高原大陸性氣候，氣候干燥，降雨量稀少，蒸發強烈，屬于嚴重缺水地區，目前煤礦水資源主要為礦井水、灰巖水和生活污水。

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、設備冷卻水等匯集而成，主要含煤屑、巖粉等懸浮物。據調研，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或生活用水，目前礦井水經凈化處理后供給選煤廠生產用水和公共用水，根據統計，2013年供選煤廠生產用水量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設計不合理，煤泥在處理系統中沒有排出，處理效果較差，整個處理系統對礦井水中污染物的去除率幾乎為零，所幸選煤廠生產用水和公共設施（辦公樓和公寓樓）沖廁用水對水質要求不高，礦井水可以勉強作為其水源水。

1.1.2灰巖水灰巖水是白堊系地下水，根據礦方提供的灰巖水水質檢測報告，同《生活飲用水衛生標準》（GB5749-2006）相比，灰巖水的氯離子、硫酸根、總硬度及溶解性總固體指標超標。灰巖水水質情況見表2。該灰巖水含鹽量也較高，目前經除鹽處理后主要供給井下生產用水，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。根據統計，2013年取水量2472.1m3/d，產水量為1603.5m3/d，供給井下生產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。灰巖水深度處理產生的濃水少部分供給洗煤廠作清理衛生、場區灑水和沖洗道路用水。洗煤廠清理衛生用水為20m3/d，場區灑水、沖洗道路用水估為20m3/d。

1.1.3生活污水礦區產生生活污水的主要部門為洗煤廠、浴室、食堂、鍋爐房及公共設施(辦公樓、公寓樓等沖廁)排出的污廢水。根據統計，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。根據礦方提供的選煤廠生活污水水質資料，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》（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）的水質含鹽量超標。檢測的水質情況見表3。生活污水處理站建成后一直處于癱瘓狀態，目前礦井生活污水未經處理直接排入水庫。

1.2水資源利用現狀平衡分析及存在的主要問題根據上述統計數據。水資源利用現狀水量平衡如圖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：灰巖水取水量高達2481.3m3/d，煤礦取用大量優質的地下水資源作為工業用水的水源，造成優質水源日益枯竭。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，不符合國家節能減排政策。綜上，煤礦每年取用大量優質的地下水資源作為工業用水的水源，造成優質水源日益枯竭，同時有大量的礦井水和生活污水未經完全合理利用排放水庫，造成水資源的浪費，同時污染周邊環境，因此有必要將礦區水資源進行綜合利用。

2水資源綜合利用模式

2.1水資源綜合利用思路根據煤礦用水單位對用水水質不同要求，將礦井水和生活污水進一步處理，以生活污水零排放、礦井水梯級利用為原則，采用分質供水，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，可節省礦井水資源，同時可減少灰巖水取水量。改造礦井水凈化處理站排泥系統和加藥系統，實現自動排泥和自動加藥，保證凈化出水水質滿足后續深度處理進水水質要求。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巖水，可減少灰巖水取水費用，減少礦井水排放水庫導致外溢帶來的環境污染、農作物破壞造成的經濟賠償損失。

2.2水資源綜合利用后平衡分析根據煤礦需水現狀和水資源綜合利用思路，經過綜合利用后，對水量進行平衡分析如圖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供給洗煤廠生產用水，其中增加了20m3/d用于洗煤廠清理衛生用水，20m3/d用于洗煤廠灑水沖洗道路。剩余198232.0m3/d用于深度處理，產生1098.6m3/的純水用于煤礦井下生產，取代原灰巖水。產生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，節省礦井水資源515.1m3/d，可減少同量灰巖水取水。綜上，礦井水和生活污水綜合處理利用后，可節省灰巖水取水1818.5m3/d，減少向水庫排水1679.3m3/d。

3預期效益分析

本項目主要以北方某煤礦水資源綜合利用為目的，同時確保礦區周邊環境及河流不受污染，減少污染物排放，預期將產生一定的經濟效益、環境效益和社會效益。

3.1經濟效益分析本工程實施后，企業每年將節省取用灰巖水費用199.13萬元，減少排污費30.65萬元，每年可取得凈利潤229.78萬元。

3.2環境效益分析本工程實施后，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境污染，農作物破壞。礦井水和生活污水得到處理利用的同時，改善了礦區衛生環境，保護了礦區水資源環境。

3.3社會效益分析本工程實施后，可大大減少污染物的排放量，改善周邊居民的居住環境，減少去水庫的排水量，避免水庫水外溢帶來的安全隱患；減少了灰巖水的取水量，保護了地區地下水資源的自然平衡，解決礦區用水量日益增加和水資源越來越短缺的矛盾，提高煤礦企業的綜合效益，促進礦區的可持續發展，同時增加了就業機會，對促進社會穩定和諧發展起到積極作用。

4結語

將礦井水和生活污水進行綜合利用，形成以礦井水和生活污水水源為主，灰巖水水源為輔，多種水源共享的水資源利用模式，項目實施后每年可減少灰巖水開采量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：煤科集團杭州環保研究院 合肥市政設計院有限公司