矿井水的综合利用技术

矿井水的综合利用技术

0 前言

本文针对我国各种矿开采过程中，需要排放大量的矿井水，而且我国矿区严重缺水，矿井水综合利用率低以及处理成本高，矿区环境恶化等的现状进行研究。就目前国内外矿井水的综合处理技术现状进行了分析总结。

目前，全国每年矿井排水量约22亿吨，其中中性水约占70％～80％，硬度符合饮用水要求的占40％～50％，这是一个相当可观的水资源，但长期以来，由于技术所限和认识不足，矿井水只被当作水害加以预防和治理，很少考虑到矿井水的有利一面，矿井水被白白排掉而未加以综合利用和保护，目前矿井水的利用率，平均只有22％，其中北方国有煤矿每年矿井水排放量达14亿吨，利用率还不足20％[1]。

毫无节制的排水不仅大大浪费水资源、增加了矿产成本，而且还导致地面塌陷、地下水资源流失，水质恶化等环境问题。地面水源受到广泛污染，处理成本日益提高，而矿井水来源于地下水，矿井水污染程度轻，处理容易，成本低，是一笔宝贵的水资源。矿井水资源化，不但可减少废水排放量，免交排污费，而且节省大量自来水，节约水资源费和提升电费，为矿区创造明显的经济效益；矿井水资源化开辟了新水源，减少了淡水资源开采量；实现“优质水优用，差质水差用”的原则，减轻或避免长距离输水问题；解决矿区严重缺水状况，解决职工吃水难，用水难的问题，缓减城市供水压力也使水资源的利用更加经济合理；矿井水资源化将会减除矿井水对地表水系的污染，堵住污染源，保护美化矿区环境，保护地表水资源。实现经济效益、环境效益和社会效益的统一。

1 矿井水的来源性质、水质特征与分类

1.1 什么是矿井水

矿井水是一种特殊的水资源，是指由于采矿活动造成区域水文地质系统与水文地质单元隔水构造的破坏，从而改变了地上水及地表水径流方向和途径，最终在采矿场所聚集的水体。通俗地说，凡是在矿井开拓、采掘过程中，渗入、滴入、淋入、流入、涌入和溃入井巷或工作面的任何水源水，统称为矿井水[2]。水源有大气降水、地表水、地上水和老采空区积水。由于改善矿井作业环境、保证生产安全的需要，矿井水往往被抽排到地表。矿井水的利用主要是针对这部分提出的。同时，我们也把洗矿和选矿过程中所产

生的大量废水作为矿井水。

1.2 矿井水的分类

受地质年代、地质构造、煤系伴生矿物成分、环境条件等因素的影响，矿井水大致分为五类型：洁净矿井水、含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水、酸性矿井水和含特殊污染物矿井水。其中，洁净矿井水即未被污染水质较好的地下水，可直接用于工农业生产及生活用水。其余4类型的矿井水，虽然均遭到了不同程度的污染，但经过相关工艺的处理后，可用于工农业生产。

1.3 矿井水的水质特征

从矿井水的物理,化学及细菌学性质上看,矿井水常具有以下几方面的水质特征[2]：

1)矿化度(含盐量)高。我国矿井水的含盐量一般多在l 000mg／L以上，其盐类成份主要是硫酸盐、重碳酸盐，氯化物等。而且含盐量将随开采深度的加大而增加。

2)硬度大。其总硬度一般多在30个德国度以上，属极硬水范畴。一般情况下，总硬度与矿化度成正比；硬度中永久硬度所占比重远大于暂时硬度；高矿化度占50%，部分为酸性水。其pH值在4～7之间。

4)水浑浊、色度明显。悬浮物含量一般多在500mg/L以下，多为煤尘和岩尘，以及胶态氢氧化铁，使水呈灰黑色。对酸性矿井水，多为黑色和黄褐色。

5)含有一定的石油产品。其来源是综合机械化的液压系统，机器和机械的润滑系统和冷却系统。另外，当岩层中含油页岩时，其对矿井水的污染则另作别论。

6)化学需氧量(COD)高于地下水。一般地下水的COD为2～5mg／L,矿井水为10~12 mg ／L，甚至更高。主要是由于粉尘所致，其次在于井下人员便溺以及水中落入各种动植物残骸所造成。

7)常含有多种微量元素。例如，苏联顿巴斯的一些矿井水含有约30种的化学元素。1.4 矿井水水中污染物分类

水中的污染物概括起来分为四类：无机无毒物、无机有毒物、有机物无毒物、和有机毒物[3]。无机无毒物主要是酸碱及一般的无机盐和氮磷等植物营养物质。无机有毒物质主要是指各类重金属（汞、铬、铅、镉）和氰、氟化物等。有机无毒物主要是指水体中比较容易分解的有机化合物，如碳水化合物、脂肪、蛋白质等。有机有毒物主要指酚苯，多环芳烃和各种人工合成的具有积累性的稳定的化合物，如多氯联苯农药等。除上述四类污染物外，还有常见的恶臭、细菌、热污染等污染物质和污染因素。

1.4.1 有机污染物

有机污染物是指生活污水和废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪、木质素等有机化合物。矿山废水池和尾矿池职工的植物的腐烂，可使废水中的有机成分含量很高。矿山选场、炼炉厂以及分析化验室排放的非有种含有酚、甲酚、萘酚等有机物，他们对水生物极为有害。

1.4.2 油类污染物

油类污染物是矿山废水中较为普遍的污染物。水面油膜的存在，不仅给人以讨厌的感觉，而且当油膜厚度在10-4cm以上时，它会阻碍水面的复氧过程，阻碍水分蒸发和大气与水体间的物质交换，改变水面的发射率和进入水面日光辐射，这种情况对局部区域气候可能造成影响，而主要造成影响鱼类和其他水生物的生长繁殖。

1.4.3 酸碱污染

酸碱污染是矿井水污染中较普遍的现象，像美国水体中的酸70%来之矿山排水，尤其是煤矿排水中含酸最多。在矿井酸性废水中，一般含有金属和废金属离子，其资和量与矿物成分、含量、矿床埋藏条件、涌水条件、采矿方法、气候变化等因素有关。酸性废水排入水体后，使水体pH值发生变化，消灭或抑制细菌及微生物的生长，妨碍水体的自净；还可腐蚀船舶和水体构筑物；若天然水体长期受酸碱污染，使水体逐渐酸化或碱化，从而产生生态影响。

酸、碱污染不仅改变水体的pH值，而且还可大大增加水中一般无机盐和水的硬度。酸、碱与水体中的矿物相互作用产生某些盐类，水中无机盐的存在能增加水的渗透压，对淡水生物和植物生长有不良影响。

1.4.4 氰化物

矿井含氰化物废水的主要工艺有：浮选铅锌石矿时每处理一吨矿排出 4.5～5m3水，其中含氰化物20～50g，平均浓度约4～8mg/L；在用氰化法提金时，所排放的废水也含有氰化物；电镀水中氰化物的含量为1～6mg/L。此外，高炉和焦炉冶金生产中，煤中的碳与氨或甲烷与氨化物化合生成氰化物，一般在其洗涤水中氰化物的含量高达31mg/L。氰化物虽是剧毒污染物，但在水体中较易降解，其降解途径如下：

氰化物与水中二氧化碳作用生成氰化氢，挥发而出，这个降解过程可去除氰化物总量的90%。如下式：CN-+CO2=HCN+HCO3-

水中游离氧使氰化物氧化生成NH4+和CO22-离子，逸出水体，这个过程只占净化总量的10%，如下式：CN-+O2=2CNO-

CNO-+2H2O= NH4++ CO22-

氰化物剧毒，一般人只要误服0.1g左右的氰化钾或者氰化钠就会死亡，敏感的人甚至会服用0.06g就致死。当水体的CN-含量达0.3～0.5mg/L时便可使鱼类死亡。

1.4.5 重金属污染

在废水污染中，重金属是指原子序数在21以上83以下范围内的金属，矿井水中主要有：汞、铬、镉、锌、铜、铅、镍、钴、锰、钒、钼、铋等，特别是前几种危害更大。如汞进入人体后被转化为甲基汞，在脑组织内积累，破坏神经功能，无法用药物治疗，严重时能造成全身瘫痪甚至死亡。镉中毒时引起全身疼痛腰关节受损、骨节变形，有时还会引起心血管病。

重金属毒物中毒有以下特点：

1）不能被微生物降解，只能在各种形态间相互转化、分散，如无极汞能在微生物作用下，转化为毒性更大的甲基汞。

2）重金属的毒性以离子态存在时最严重，金属离子在水中容易被带负电荷的胶体吸附，吸附离子的胶体可随水流迁移，但大多数会迅速沉降，因此重金属一般都富集在排污口下游一定范围内的底泥中。

3）能被生物富集于体内，即危害生物，又通过食物链危害人体。如淡水鱼能将汞富集1000倍、镉300倍、铬200倍等。

4）重金属进入人体后，能够和生理高分子物质，如蛋白质和酶发生作用而使这些胜利高分子物质失去活性，也可能在人体的某些器官积累，造成慢性毒害，其危害，有时需几十年才能体现出来。

被重金属污染的矿井排水随灌渠进入农田时，除流失一部分外，另一部分被植物吸收，剩余的大部分在泥土中积聚，当达到一定数量时，农作物就会出现病害。土壤中含铜达20mg/kg时，小麦就会枯死，达到200mg/kg时，水稻会枯死。此外，重金属污染了水还会时土壤盐碱化。

1.4.6 氟化物

天然水体中氟的含量变化为每升零点几至十几毫克，地下水特别是深层地下热水中，氟的含量可达每升十几毫克。饮用水氟的含量过高或过低均不利于人体健康。萤石

矿的废水中含有氟化物，因为这种废水通常都是硬水，其中氟形成钙或镁沉淀下来，故不表现出很大的毒性，而软水中的氟毒性却很大。

1.4.7 可溶性盐类

当水与矿物、岩石接触时，会有多种盐类溶解于水中，如，氯化物、硝酸盐、磷酸盐等。低浓度的硝酸盐和磷酸盐是藻类营养物，可促进藻类大量生长，从而使水失去氧；硝酸盐类、磷酸盐类浓度高的水，对鱼类有毒害作用。淡水中含氟的盐类不超过100mg/L，超过次值就成为盐水。碳酸氢盐、硫酸盐、氯化钙、氯化镁等会使水变为硬水。

除此外，矿山废水中污染物还有放射性污染、热污染、水的浊度污染以及固体悬浮物和颜色变化等污染形式。

2 矿井水的危害

2.1 国内外研究现状

矿产开采对环境影响现状，随着矿井水排放而引起的矿区环境问题日益突出，不良效应也日益明显，矿区环境污染严重，影响人们的健康和自然生态的平衡。

目前国内外在研究矿产开采活动中，由于矿产开采活动废水排放所引起的环境问题研究正在深入开展中。如2008年，王岩、梁冰、张兴华、胡晓吉对酸性矿井水在土壤-水环境中运移规律的研究，以溶质运移理论为基础,分析了酸性矿井水在含水层中运移的规律,通过室内土柱实验模拟了酸性矿井水对地下水污染的动态过程，并结合实际观测数据进行对比分析。结果表明:污染面积随时间；推移不断扩大，且纵向扩散显著；不同组分由于各自特征的巨大差异，污染程度也有很大差别。其研究对预测预报酸性矿井水迁移归宿、评价环境质量、资源化利用以及环境污染的治理与控制等具有重要的理论意义和现实意义[4]。

近年来，矿产开采产生的矿井水引起的环境问题已经成为一个热点研究课题，较为活跃的领域，与国外有关方面相比有很大差距，随着矿业开发的迅速发展，这就需要政府增大科研资金投入，尽快组织科技力量对矿区环境矿井水的污染进行攻关，吸收国外的先进经验，迅速提高我国对矿区环境危害研究与治理水平。

2.2 矿井水的影响

2.2.1 对周边地表水及地下水的影响

1）对周围地表水的影响

我国河川径流量减少的影响因素很多，如近年来降水量的减少，地表及地下水的过量开采，但矿产资源的大规模开采是主要因素之一。目前常常是矿产开采以前，位于矿区周围的溪沟保持常年有水，自大规模开采后，大部分原常年有水河段，现己变成季节性河段，仅在其中下游接纳大量矿坑水后才恢复常年水流。这反映出矿产开采后，矿产资源层顶板以上含水层的破坏和疏干情况，采空区由于生产排水，无法形成有效的储水空间，使得地下水调储空间减少，导致了天然基流大量转化为矿坑水迅速排出，使得流域地下水调储作用减弱，流域水资源时空分布更加不均衡[5]。矿产开采对地表水资源的破坏集中表现在两个方面：首先是流域水文下垫面的破坏。随着矿井的不断开拓延伸，采空区不断扩大，势必导致大面积土地塌陷，地面裂缝、裂隙潜水位下降以致疏干、饱气带厚度加大，陆面蒸发减少，水土保持条件破坏，水土流失加重等。其次是河川基流大幅度减少。由于矿产开采和矿坑排水，河川基流将达幅度减少，河道的稀释自净能力也将大幅度减少，环境功能下降，再加上污废水的大量排入，河流的水环境质量有变差的趋势。

如酸性矿井水污染地表水体，破坏生态环境含硫酸盐酸性废水不经处理直接排入地表水体污染。环境将使受纳水体酸化，降低pH值，危害水生生物，并产生潜在的腐蚀性；这类酸性废水也会破坏土壤结构，减少农作物产量。由于酸性矿井水的pH值较低，通常pH<5.0，导致鱼类、藻类、浮游生物等绝大多数水生生物死亡，既减少了水生生物的数量，也限制了生物的多样性。酸性矿井水中含有大量重金属，而重金属能够在生物食物链内富集，大大增加酸性矿井水的毒理性指标，从而威胁到下游地区的饮用水供给和灌溉系统[7]。

2）矿井水引起地下水位下降

在含矿产资源的地层，特别是矿产层围岩中通常有一定量的矿床充水，采矿时这些地下水和某些地表水可持续流入采矿井巷，形成矿床涌水，因此改变了地下含水层的补给、径流、排泄方式，而深部开采为了维持采矿的正常进行，采矿工作面的横向和纵向的发展必须将工作面周围的水或潜在的水排出.这样导致矿井排水量逐年加大，地下水位急剧下降，相应地所形成的地下水降落漏斗范围和幅度也越来越大，地下水的流场也发生了明显的变化。矿开采区含水层水位变化主要是由矿产资源开采引起的。地下开采破坏了原有的力学平衡，使得上覆岩层产生移动变形和断裂破坏。当导水裂隙带波及到上

覆含水层时，含水层中的水就会沿采动裂隙流向采空区，造成岩土体中水位下降。

3）污染地下水系统

如硫酸盐废水潜伏周期长，虽然有自然的稀释作用，即在短时间内不会有明显的负面作用，但是一旦大面积形成污染，则其治理难度很大。这是因为硫酸盐在水体中的性质很不稳定，不易像一些有机废水可以比较容易依靠自然的作用而逐渐地消除污染。硫酸盐废水污染作用会很容易积累，即使自然界中存在某些生物降解作用确实可以转化硫酸盐，但是自然作用相对可能形成的大面积的污染是微不足道的，酸性水大量排放到地表，并且泄入河流、湖泊或潜水中，造成水体污染。

由于酸性矿井水在井下与围岩裂隙水存在着一定的水力联系，因此有可能在未排放前，直接污染地下水。另外，受酸性矿井水污染的地表水，如果直接补给浅层地下水，将导致地下水不同程度的污染，主要表现在铁离子和硫酸根离子超标，且地下水污染的治理尤为困难[6]。

2.2.2对生态环境的影响

井水对生态环境的影响，以高矿化矿井水为例。矿区开发后，大量的高矿化度矿井水外排对周围环境产生一定的影响，主要表现为矿区原本潜水位高，高矿化度矿井水排放河沟中，将有矿井水水渗漏，致使沿河两侧浅层地下水位抬高，且含盐量增加[7]。当地下水位接近地表时蒸发量增大，大量盐分逐渐贮留于地表，积累富集，使土壤盐渍化加重。对于来就受干旱、风沙气候和土壤盐碱化影响的地区，而且地下水位较高时。高矿化度矿井水的大量排放使浅层地下水位相对上升，使附近土壤水分及可溶性盐类含量增高，加剧了土壤盐碱化，对农作物和林木种植带来一定影响。一方面由于土壤水分含量高，湿度大，易于产生大的华块，形成粘闭现象，对农业生产极为不利；另一方面土壤中盐分的增多，既影响了耕地的物理性质，又影响了上壤养分对农作物生长的有效性，造成减产；且某些盐类的离子过量时，会直接对农作物产生毒害作用。由于土壤的理化以及生物性质恶化，通常难以得到改良利用，严重影响土地的永续利用[8]。

2.2.3 对周边居民生活及健康影响

矿产资源的大规模开发，对水文地质环境与自然生态状况已产生了严重的影响，并造成了一系列不良后果，使本来就已经十分紧张的区域水资源供需矛盾更加尖锐，对区域可持续发展亦产生了深刻而广泛的影响。

1）山区矿区的地下采矿引起的导水裂隙带高度及疏干影响高度可达煤层采高45～

100倍(一般为20倍)，疏干影响范围要比采空区实际面积大得多，即影响范围可达数公里以外，浅层裂隙地下水一般来说是山区农村人畜吃水的主要水源，矿井排水疏干了裂隙水，同时在矿产开采过程中出现了大量的地面裂缝，井下涌水量明显增大，地表泉眼及小溪流量逐渐衰减，使得山区裂隙小泉水漏失，造成许多新的人畜吃水困难的村庄。

2)恶化井下施工环境，危害人体健康

如酸性矿井水在向深部排泄过程中，可能发生脱硫酸作用，生成的硫化氢毒性很强，其含量达万分之一时，就能闻到难闻的气味;达万分之二时，人的睛、喉头就会受到严重刺激;达千分之一时，就会导致死亡。由此可知，酸性水的形成，极有可能造成对并下工人身体健康的损害。

3 矿井水综合利用技术

3.1 国内外矿井水利用技术现状

目前，我国在利用技术上，一般都能做到因地制宜。例如，当矿井水排水时间不均衡时，设置调节；当原水悬浮物含量高时，增加预沉池；水中粗颗粒物多时，设沉砂池；水的pH值较低时，要增加中和设备；有的煤矿还采用澄清池代替混合、反应和沉淀池，作为回用水。但是我国矿井水的利用率还很低，有意识的矿井水综合利用技术起步较晚，根据不同具体情况，我国矿井水的综合利用技术现状也不同。全国范围内，只有田陈煤矿、平顶山矿务局、充州矿务局、大同矿务局、鲍店煤矿、古汉山矿等的矿井水处理工艺比较成熟，一般都采用混凝、沉淀、过滤、消毒工艺，矿井水利用率比较高，但处理成本都较高。

国外把处理矿井水作为环境保护工作的重点，认为矿井水是一种伴生资源而不是负担，矿井水涌出愈大，盈利愈多，经济效益也就愈大。所以矿井水处理技术发展比较完善。许多国家对矿井水进行适当处理后，一部分达到排放标准，排入到地表水系。另一部分水量回用于选矿厂工业给水和矿井生产。

日本矿井水除部分用于洗矿外，大部分矿井水经沉淀处理去除悬浮物后排入地表水系。对矿井水处理采用的技术一般有：①固液分离技术；②中和法；③氧化处理；④还原法；⑤离子交换法等。

如：英国矿井水综合利用技术主要解决以下三大问题：①是对含悬浮物的矿井水进行沉降处理；②是对矿井水中铁化合物的去除；③是矿井水中溶解盐的去除，采用化学试剂中和处理以及反渗透、冻结法进行脱盐处理。

俄罗斯对矿井水的处理技术及其利用的研究起步较早、成果显著，居世界领先地位。俄罗斯煤矿环保研究院研制了用气浮法净化矿井水，采用净化水部分循环工作方式，循环水在压力箱中剩余压力作用下充满空气，较好地形成轻浮选剂。俄罗斯采煤建井和劳动组织所研究的电絮凝法，是以直流电通过金属电极处理矿井水，在电化学、电物理综合作用下，使矿井水杂质颗粒、水和微气泡形成松散团粒，凝聚后漂浮在水面上，形成一层泡沫后用刮板排除。此法可使杂质团粒的沉淀速度提高数倍，并对排除乳化于水中的石油产物和其污染物有效[5]。

20世纪80年代前后，美国和一些欧洲国家先后开展了采用人工湿地处理矿井水的实验研究取得了一些可喜的成果，目前己逐步应用于生产，并收到了良好的效果。此法具有投资省、运行费低、易于管理等突出的优点，引起了人们的极大兴趣。

总之，世界上不少国家在矿井水的利用技术方面，进行了广泛的研究和实践，己取得了许多成果，积累了不少经验。但由于矿井水成份的复杂性和地域的特点等因素，现有的处理与回用工艺技术还不够完善和成熟。针对不同的水质情况和回用的具体要求，应采用不同的工艺技术。

3.2 矿井水利用技术分类

矿井水水质由于受矿区水文地质条件、井下开采运输、围岩与煤质等多种因素影响，其处理工艺选着可根据以下几类：一般悬浮物矿井水、高矿化度矿井水．酸性矿井水和洁净矿井水等[9]，另外，矿井水在流经采矿工作面、巷道以及采空区时，受到人类活动的影响，岩粉，煤粉和其它有机物进入水体，使水质复杂。因此，矿井水的资源化应根据不同的矿井水类型，采用不同的处理工艺。

3.2.1含一般悬浮物的矿井水利用技术

含一般悬浮物的矿井水，一般水质为中性，矿化度小于l000mg／L，金离子微量或未检出，或基本上不含有毒有害离子，悬浮物的主要成分是粒径极为细小的煤粉和岩尘[6]。因此，靠自然沉淀去除是困难的，必须借助混凝剂，采用混凝沉淀的处理方法以实现对悬浮物的去除。目前，对于矿化度不高而悬浮物含量较高的矿井水的处理，有较成熟可行的经验，一般采用混凝，沉淀 (或浮升)以及过滤，消毒等工序处理后，其出水水质即能达到生产使用和生活饮用标准的要求。对于洁净矿井水的处理，此类矿井水水质好，一般采用清污分流方式，即利用各自单设的排水系统，将洁净矿井水和已被污染的矿井水

分而排之。洁净矿井水经简单处理后作为某些工业用水，或经消毒处理后供生活饮用。有的矿井水含有多种微量元素，可开发为矿泉水。采取清污分流法，设备投资少，运行成本低，并可减少矿井污水处理量及外排量。对此类矿井水要在其源头处妥善截流，单独布置排水管路，避免与其他矿井水混排。

3.2.2含悬浮物矿井水的利用技术

1)常规处理。采用混凝、沉淀、过滤、消毒的工艺进行处理。图1给出在含悬浮物矿井水处理中常用的基本工艺流程。其关键是自动投药系统的开发应用和选择合适的混凝剂，以节省药剂，简化工艺，提高出水水质，实现矿井水资源化。夏畅斌等考虑利用煤矸石制成一种PSA 高效混凝剂来处理矿井水；徐海宏等选用无机高分子絮凝剂聚合氯化铝(PAc)、聚合硫酸铁(PFs)与有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)复配使用来处理矿井水。

矿井水

图1 含悬浮物矿井水处理基本工艺流程

Figure 1 suspended solids containing the basic process of mine water treatment

2)井下水仓混凝沉淀处理。井下水仓混凝沉淀处理是使矿井水在井下水仓停留较长时间(大于30

分钟)，在距离水仓前50m

左右的排水沟中投药，并在沟中铺设大块矸石，人为制造水力湍流，使混凝剂充分混合反应；在水仓设置多层挡板，清水溢流后从集水井外排；实行井下主副水仓定期交替清泥，从而取得了更好的处理。

3)氧化塘净化矿井水。将矿区塌陷坑改造成氧化塘，利用自然条件下的微生物处理原理净化矿井水(如图2)。氧化塘水面还可放养各种水生生物及种植水面作物，利用生物塘提高矿井水的水质，使出水水质达到渔业水域及农灌用水的要求，同时也增加了经济效益。

图2 氧化塘净化矿井水工艺流程

Figure 2 oxidation pond mine water purification process

3.2.3 酸性矿井水的利用技术

目前，对酸性矿井水的处理方法很多，一般多采用石灰石或者石灰为中和剂进行处理。中和后的水一般可以直接排放或者作为生活工业用水，若含有其他成分则进一步处理已达到回用目的。

1)石灰石中和法。以石灰石为中和剂的处理工艺有滚筒中和法、升流过滤式中和两种。见图3所示滚筒中和法处理酸性矿井水的工艺流程。该方法是目前煤矿经常采用的酸性矿井水处理工艺。见图4所示为升流过滤为中和处理单元的处理工艺流程 污泥浓缩脱水

酸性

矿井水

图3 石灰石滚筒中和—曝气—混凝沉淀联合处理工艺流程 Figure 3 limestone rollers and - aeration - a joint deal with coagulation and sedimentation process

图4 升流过滤中和处理单元处理工艺流程

Figure 4 liters flow filtration and processing unit to deal with process

2)石灰中和法。在矿井水处理中采用来源方便、价格便宜的石灰作为中和剂。使用时需先将石灰(CaO)调制成石灰乳后形成熟石灰(Ca(OH)2)，其具体工艺流程见流程图5所示。

石灰粉

井下水仓

图5 石灰石中和法处理工艺流程

Fig.5 limestone and treatment process

3)石灰石一石灰联合中和法。该法是将石灰石中和法与石灰中和法经优化组合而形成一种处理工艺，因而兼具前两种工艺的优点，其工艺流程见图6所示。废水先流经石灰石

滚筒，以中和水中大部分的游离酸，然后再用石灰或石灰乳中和，使水的pH 值进一步提高，一般控制在8.0左右。在此条件下Fe

离子水解并产生沉淀，形成的絮状物可以起到混凝作用，有利于悬浮固体的去除。

石灰石

酸性

矿井水

图6 石灰石—石灰联合中和法处理工艺流程

Fig.6 limestone - lime joint and treatment process

4)石灰乳中和法。石灰乳法是将生石灰加水配制成5％左右的石灰乳后，加入中和池内进行中和反应。优点是设备简单，管理方便，对水量、水质的适应性强。但在处理水量大时因石灰的用量大，运转费用较高。

5)生物化学中和法。生物化学中和法是利用氧化亚铁硫杆菌在酸性条件下将Fe 2+转化成Fe 3+，然后用石灰石进行中和，可同时实现对酸性矿井水的除铁以及中和处理。具体工艺流程如图7所示。