浅析矿井水的资源化处理
水资源的严重缺乏和供水不足,已成为制约经济和社会可持续发展中存在的潜在问题,迫使人们寻找和开辟新的水资源。矿井水处理回用，由于具有节省资源和净化环境，运营成本低，水量足，水质稳定，可就近建站等特点得到新的重视，是解决供需矛盾的一种较好方法。
1 、煤矿矿井水处理回用的必要性和可行性
1.1矿井水处回用的必要性
张家口是全国100多个严重缺水的城市之一，水资源的严重缺乏和供水不足，已成为制约本市经济和社会可持续发展中存在的潜在问题。开滦集团蔚州矿业公司属国家特大型企业，生产、生活、绿化等用水量很大，供水不足严重干扰着生产的顺利进行，也迫使蔚州矿业公司寻找和开辟新的水资源。而矿井水处理回用，由于具有节省资源和净化环境，运营成本低，水量足，水质稳定，可就近建站等特点得到新的重视，是解决供需矛盾的一种较好方法。
1.2矿井水处理回用的可行性
近年来，矿井水净化利用技术趋于成熟，在河南、山东、安徽等省煤矿完成了多个矿井水净化回用工程，取得了较好的环境和经济效益。目前，蔚州矿业公司仅井下生产、地面煤场除尘、绿化及其它杂用水消耗就达1.06万t/d，若全部采用再生水，可为本市减轻约4%的供水负担，为蔚州矿业公司节约50％的自备水，节约大量水费资金，减少矿井水的排放，既解决了污染问题，又可使矿井水得到有效的利用，缓解供水不足的紧张状况，是个一举多得的资源化技术措施。
2、矿区供用水现状分析
2.1供水现状
2.1.1
目前，蔚州矿区供水水源为任家涧水源地，即由3-3和3-4两孔为崔家寨和单侯矿区供水，但是由于水位下降（已经下降70～100m左右），水3－3孔在孔深85m处卡泵无法继续下达设计孔深，达不到设计供水量，且至去年冬天开始，该孔泵坏，单靠3—4孔一孔供水，每天开泵至少20h，日供水量约2400 m3,吨水费用1.25元。
2.2用水现状及用水规划
2.2.1
崔家寨矿平均日用水量约为1500～1700 m3/d。井下排水量约为3500 m3/d，其中，需要经处理水约2000 m3（水处理费用0.44元/t）返回井下，作为井下生产用水，其余通过地表沟壑排掉。井下生产用水全部由矿井水处理站供应，因此，井下用水为自给。
2.2.2
单侯矿井筹建处目前平均用水量约为600～800 m3/d。其中，井下排放的矿井水有部分被土建工程所使用。
2.2.3
北阳庄矿设计生产能力为180万t/a，与崔家寨矿设计生产能力相同，2007年冬季，三个井筒将进入打钻和冻结阶段，参照单侯三个井筒在进入打钻和冻结阶段的用水情况，用水量约为1800 m3/d。
2.3论证意见
2.3.1
目前只有3-4一孔供水，供与求基本持平。一旦发生供水故障，将严重影响生产，所以必须解决水源问题。
2.3.2
从矿区规划发展来看，如果考虑北阳庄的开工建设，新增水源孔可以解决北阳庄的用水缺口。同时保证目前矿区的正常用水。预计日供水量可达到约5000 m3
。
3、崔家寨矿矿井水处理工程
3.1矿井水处理回用工程
3.1.1
张家口市蔚州矿区是一个水资源严重缺乏的地区，崔家寨矿生产、生活用水要从7km外的水源地通过长距离的输水管线进行取水，费用昂贵，达到了1.2元/m3。由于近年天气干旱、少雨，水源地地下水水位下降，以及单候矿井开工后建设和生活用水，供水问题更是日益突出，不能满足生产与生活需要。为了解决矿区内的生产生活用水日益突出的问题，减少矿井水排放对环境造成的污染，崔家寨矿启动了矿井水处理回用工程；该工程分为两个阶段：
第一阶段：矿井水处理后达到井下生产用水标准。
第二阶段：矿井水处理后达到饮用水标准。
3.2矿井水处理一期工程
3.2.1
2003年8月份，崔家寨矿矿井水处理回用的可行性分析报告，经上级批准后，开始招标，最后选定投资少，技术先进，运行成本低，自动化程度高，成功实例多的生物陶粒滤池工艺。
3.2.2该项工程具有以下特点：
a.工艺设计先进，自动化程度高。采用的是“九五”国家重点推广示范技术—生物陶粒滤池工艺，并在设计中采用新型填料、布水器、布气器、不堵塞曝气头，使水站运行稳定、处理效果好、抗冲击能力强、管理方便、技术先进。自动化水平高，所有运行设备均可实现自动控制，并设远程自动、手动和现场手动三种控制方式，在线修改运行参数，操作灵活、可靠。
b.采取节能措施，大力节能降耗。优化运行工艺，设二级水质在线监测仪表，自动调整工艺流程，减少工艺流程能源浪费，采用高效节能工况调整水量、风量，使设备运转效率高，操作管理方便，不存在诸如调整阀门、导叶片等额外能量损失。另外，利用变频调速器，可以根据水质、气温情况变化准确调整处理量、曝气量等运行参数，为运行人员探索最佳运行工况提供最大便利条件。
c.合理规划，分步实施。坚持集中和分散相结合的原则，制定矿井水回用的近期和中、长期规划，工程分期建设。充分考虑二期工程，部分构筑物按二期设计，避免改扩建。崔家寨矿首先建成一期工程，既可满足回用水的要求，又可缓解资金紧张状况，同时还可以积累经验，为二期工程打好基础。
3.2.3
崔家寨矿矿井水处理站自2003年12月初正式运行。原由水源地向井下供水改由矿井水站中水回用，经过一个月的试运行，证明处理后的水质完全可以满足井下工作面生产需要，从2004年元月份起至今，采用边掘进边铺管路边供水的原则，井下用水量由年初的800t/d上升到2000t/d，至目前全矿所有的工作面全部采用中水回用。水站中水回用成本为0.46元/t，2004年全年直接经济效益为：39.05万元。
3.3 矿井水处理二期工程
3.3.1
为了减少废水排放对环境造成的污染、解决矿区内的生产生活用水日益突出的问题，进一步提高对矿井水的利用量，目前已经进行矿井水处理二期工程建设。该项工程概算资金165万元，企业自筹115.5万元，申请环境保护专项资金支持49.5万元。项目土建工程已经完工，正在安装设备和调试。预计2007年上半年可投入使用。
3.3.2
此工程实施后，可最大限度的利用现矿井水处理设施，每年可以减少向壶流河排放污水11Mm3左右，解决矿井水的无序排放，减少对周边环境的水质污染；每年可节约水资源约61.32万t、节约水费约62.23万元。该项工程不仅可以保证矿区正常的生产生活秩序，而且为蔚州矿区的新建矿井起到示范作用，找到适合矿区发展的环保途径，保证矿区的可持续发展，保持蔚县的优美环境。
4、综合效益分析
4.1经济效益
蔚州矿区矿井水回用工程经济效益相当可观，每年可提供176万吨以上的回用水，一年可为企业节省资金124万元。二期工程建成运行后，达到饮用水标准，还可用于除尘、绿化及工业冷却水，将以商品形式回收大量资金。
4.2环境效益及社会效益
减少自备水消耗，减轻市供水负担，即为企业矿井水资源化，缓解水资源短缺的紧张状况提供了新的思路，也为企业节能降耗、扩大生产规模、搞活多种经营提供了实例。不仅如此，矿井水再生回用，减少了对环境的污染、改善了矿区环境、维护了企业形象。
5、体会与看法
5.1实行优惠政策鼓励和扶持企业矿井水再生回用工作
对开展矿井水回用的企业给予优惠政策，并结合实际情况制定具有地方特点的鼓励政策。为企业矿井水回用工作提供条件，同时加强宣传，大力提倡使用中水。
5.2逐步实行回用水的商品化，提高企业矿井水回用的效益
随着可供淡水资源的减少，人们逐渐认识到回用水也是一种资源，一种有价商品。目前，国内回用水商品化程度还很低，政府部门要重视回用水资源化政策、法规和统一规划的研究，开展行之有效的工作，加强政府行为，为企业矿井水回用商品化提供保证，提高企业积极性，按照市场机制，大力培育矿井水处理运营主体。对矿井水处理和回用单位要实行企业化管理、独立核算、自负盈亏。建立合理的自备水价格体系以及矿井水处理与再生利用价格体系，适时运用价格杠杆，促进矿井水回用，改变水价过低的不利影响和由此造成的不合理局面，引导用水单位积极利用再生水资源，促进水资源的合理开发利用。
5.3广筹资金，合理规划，逐步建立配套设施
企业资金往往有限，而矿井水再生工程投资较大。企业要拓宽融资渠道，吸收其它企业、社会资金或贷款，利用有限资金合理规划，分期分步建设和回收效益，推动矿井水回用的良性发展。使资金短缺的矛盾得到缓解。引导社会资金将潜在环保市场转变为现实的巨大环保市场，有利地带动环保产业的发展。
5.4大力开发回用水市场，促进回用水的良性发展
目前，企业矿井水回用规模较小，回用水基本自用。除技术管理水平有待提高外，主要是因为规模小，设备运行效率低。企业应广开回用水市场，如绿化、工艺用水等多种用途的要求，提高处理规模，降低运行成本，提高效益。
5.5优化工艺，节能减排，降低成本
矿井水回用工程虽然效益显著，但建设投资大成本高。因此，在设计、施工及管理中要将节能降耗、提高效益放在突出位置。依靠科技进步，提高主要设备和仪表的国产化、系列化、成套化水平。加快开发与国外先进水平差距较大或国内空白的急需的废水技术和产品；巩固和提高具有一定优势、国内市场需求量大的技术和产品；依法淘汰设计不合理、性能落后、高耗低效的技术和产品；着重解决工程技术、运行管理和成套设备问题。
6、结束语
矿井水处理及资源化技术不仅提高了企业综合效益，降低了成本，为企业节能降耗提供了新的思路，而且对缓解全市的用水紧张形势作出了贡献，减轻了本市供水负担，对搞好矿区环境保护，建立和谐生态型矿区，推动企业的可持续性发展具有重大和深远的意义。
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