煤矿矿井水水处理与水利用
煤矿矿井水水处理与水利用
研究背景
矿井水，是指在煤矿采掘过程中所有充入井下采
掘空间的水，是煤矿开采过程中受污染的地下水。为保
矿井水处理及资源化技术
类型
主要方法
洁净矿井水
收集、提升、消毒
悬浮物矿井水
混凝、沉淀、过滤、消毒
高矿化度矿井水
去除悬浮物、反渗透除盐
酸性矿井水
投加碱性药物中和反应
含毒害物矿井水
去除有毒有害元素
关键问题
① 根据原水水质和 回用要求确定处 理工艺；
② 技术先进经济合 理；
③ 污泥处理、浓水 处理，不引起二 次污染。
蒸馏：传统蒸馏、多级闪蒸、多效蒸馏 离子交换：阳床、阴床、混床、双层床 电渗析：发展为电去离子（EDI） 反渗透（reverse osmosis，RO）：主流技术
高矿化度矿井水资源化技术
电渗析法(ED法)是一种利用电能进行膜分离的方法。是 指在直流电场作用下，利用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、 阳离子的选择透过性，而使溶液中的溶质与水分离的一种 物理化学过程。
含悬浮物矿井水的处理
从处理工艺本身看，目前全国各地煤矿很多均使用一体 化净水器处理含悬浮物矿井水。该工艺集混凝、沉淀、过滤 于一体，采用钢制结构，具有结构紧凑、占地面积小、建设 周期短、投资省、易于室内布置、便于冬季保暖和平时维护 的特点。
高矿化度矿井水资源化技术
▪ 关键技术是除盐，主要方法有：
列使用扩大处理能力。
中小型污水处理机
工作原理： 污水进入水箱进行水量和水质的调节，再进入高性能水处
煤矿矿井水处理技术及资源化综合利用
煤矿矿井水处理技术及资源化综合利用摘要：煤矿产业一直是全球能源供应中的关键组成部分，然而，煤矿开采和生产过程中常伴随着矿井水的涌出问题。
这些矿井水不仅对煤矿的安全和环境构成威胁，还造成了水资源的浪费。
因此，煤矿矿井水处理技术及资源化综合利用变得尤为重要。
本文将深入探讨煤矿矿井水处理技术的最新发展和资源化综合利用的潜力，以实现煤矿产业的可持续发展。
关键词：煤矿矿井水；处理技术；资源化综合利用引言：水是生命之源，而在煤矿领域，水问题却常常被忽视。
矿井水的排放不仅导致地下水位下降，还污染周边水体，对生态环境产生巨大冲击。
然而，矿井水也蕴含着巨大的潜力，可以通过先进的处理技术被转化为宝贵的资源。
一、煤矿矿井水处理技术1.膜分离技术膜分离技术是矿井水处理中一种高效而广泛应用的方法，基于膜的选择性通透性，可以有效地去除水中的污染物，包括固体颗粒、离子、有机物等，从而提高水质并实现资源化综合利用。
膜分离技术基于半透膜的原理，半透膜允许水分子通过，但拒绝大多数溶解物和微粒穿过。
其工作机制主要包括以下几个过程：（1）渗透过程。
水分子通过膜的孔隙进入膜内，这是一个自然的渗透过程。
（2）拒绝过程。
膜会选择性地拒绝大分子、离子和溶解物，使它们无法穿过膜，从而实现分离效果。
（3）浓缩过程。
在膜一侧的污染物被拒绝，水分子通过后，会导致污染物在膜一侧浓缩，从而产生浓缩液。
膜分离技术在矿井水处理中有广泛的应用，包括矿井排水处理、水资源回收和高浓度废水处理等。
膜分离技术的优点包括高效、节能、占地面积小、操作简便等。
然而，也存在膜污染、膜破坏和高能耗等挑战，需要合理的维护和管理，以确保膜分离技术的长期稳定运行。
1.化学处理技术煤矿矿井水的处理技术中，化学处理方法是一种重要且常用的手段，它通过化学反应来去除水中的污染物，改善水质，使其符合排放标准或实现资源化综合利用。
化学处理方法利用化学反应的原理，通过添加适当的化学药剂来改变水中污染物的性质，使其发生沉淀、结合或转化为不溶于水的固体，从而将其分离出来。
煤矿矿井水处理方法与综合利用策略分析
煤矿矿井水处理方法与综合利用策略分析摘要：在煤炭开发过程中，不仅会破坏原有的地表结构，导致周围环境的污染，也会造成严重的水污染问题。
煤矿矿井水中存在很多的杂物，是聚集于矿井中的废水，合理地处理矿井水不仅可以减少污染，也可以发挥矿井水资源的最大价值，对于煤矿矿井水，在加工处理上要严格按照一定的施工工序和流程进行，才能净化煤矿矿井水，也可以合理地利用煤矿矿井水。
本文主要探讨煤矿矿井水处理方法与综合利用策略。
关键词：煤矿矿井水；处理方法；综合利用；策略前言矿井水污染问题会直接影响人们的用水，也会阻碍煤炭生产作业，在煤炭行业深入发展的背景下，水污染问题更为严重，同时缺水问题也更为显著。
在处理后对矿井水进行综合利用，不仅可以减少污染，也可以节省水资源，发挥煤矿矿井水最大的利用价值，进而实现生态效益和经济效益的共同发展。
1矿井水特点和类型煤矿矿井水主要来源于地下水，当矿井产生裂缝时，地下水会渗出来，形成煤矿矿井水。
一般情况下，煤矿矿井水的特点有成煤地质环境和地层矿物质成分有关，其水质和水量受多个因素的影响，其中地质条件与充水是影响水质和水量的主要因素。
煤矿矿井水主要有洁净矿井水和酸性矿井水两种，虽然煤矿矿井水有地下水的特征，但是也存在地表水的特点，在排水量上，受到水文地质条件的影响，不同地区的煤矿矿井水总体特点不同。
据统计，产生1t原煤，会形成0.5m3到10m3的煤矿矿井水，虽然矿井废水污染不大，一般不会存在有毒物质，但是部分成分超标，如硫酸盐、氨氮、COD、总氮含量等成分，对煤矿矿井水进行处理，可以实现综合利用，满足当下社会的环保生产理念[1]。
2矿井水处理方法2.1 洁净矿井水的处理一般洁净的矿井水没有受到污染，这类水的应用价值较高，可以用于生活和生产，在处理这类水时，一般对煤矿水层经过采样进行分析，并实施井下清污分流的处理方法，通过专用的管道将其排出并实现二次利用，处理成本较低，经济性强，操作较为简单。
浅谈煤矿矿井水的处理及其综合利用
浅谈煤矿矿井水的处理及其综合利用前言水是社会文明、经济建设和人类赖以生存必不可少的自然资源, 但我国是一个严重缺水的国家, 人均占有的淡水资源在全世界排第84 位,而且水资源分布极不均衡。
煤炭在我国能源结构中占70%以上, 一方面,我国的煤炭绝大部分蕴藏在北方缺水地区; 另一方面, 随着煤炭产量的不断增长, 又进一步加速了北方地区的缺水。
如何把井下排水作为一种水资源加以开发利用, 已引起煤炭行业的广泛重视。
因此, 加速矿井水资源的开发和利用, 寻求先进而又经济可行的工艺和技术处理矿井水作为生产和生活用水, 已成为保证煤矿正常生产经营, 提高企业综合效益, 实现可持续发展的必由之路。
1 煤矿矿井水水质及分析煤矿矿井水是指煤炭开采过程中地下地质性涌渗水涌渗到巷道里被排出的自然地下水。
另外, 井下采煤生产过程中的洒水、降尘、灭火灌浆、消防及液压设备产生的含煤尘废水也是矿井水的一部分。
因此, 它既具有地下水特征, 但又受到人为污染。
矿井水的特性取决于成煤的地质环境和煤系低层的矿物化学成分, 其中水文地质条件及充水因素对于矿井开采过程矿井废水的水质、水量有决定性的影响。
2 煤矿矿井水分类及处置矿井水的水质一般可分为含悬浮物矿井水、酸性矿井排水、高矿化度矿井排水几类。
( 1) 含悬浮物矿井水。
主要是指含有一般悬浮物的矿井水,水质的pH 一般为中性, 总硬度和矿化度不高，其构成矿井悬浮物的主要成分是粒径极为细小的煤粉、岩尘、粉等悬浮物，一般呈黑色。
对于此类矿化度不高而悬浮物含量较高的矿井水, 有较成熟可行的工艺和经验。
一般采用传统给水处理净化工艺, 混凝、沉淀( 气浮) 、过滤、消毒等工序处理, 其中混凝是水处理工艺中十分重要的环节。
选用混凝剂的原则是产生大、重、强的矾花，常用的混凝剂为铝盐和铁盐混凝剂，其净水效果好，出水水质能达到矿区生产用水标准的要求，在经过过滤和消毒处理后也可达到饮用水标准。
( 2) 酸性矿井水。
矿山废水的处理与利用
27
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高悬浮物矿井水
含有煤粉、岩粉。
特点：悬浮物颗粒密度小、沉降速度慢；
悬浮物含量高，每升达数千或数万毫克；
往往含有大肠菌数和细菌数也较高。
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高矿化度矿井水
也称苦咸水，含有较高的可溶性盐类及悬浮物质，含 盐量达到1000mg/L，甚至达到10000mg/L 。
特点：（1）含有SO42-、Cl-、Ca2+、K+、Na+等离子
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四 矿山废水污染的危害
（二）危害工农业生产
➢ 矿井废水对农业生产的危害相当严重，酸性水侵入农 田或用于灌溉会导致农作物不能正常生长，甚至枯萎 死亡
➢ 矿山废水对工业生产带来严重危害。地面和地下水受 到污染后，若使用污染水进行生产，往往会引起产品 质量下降或造成设备腐蚀。
广东某铅锌矿，过去层采用氰化钠作为铅锌分
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五类地表水水域功能
类别
适用范围
Ⅰ类
源头水、国家自然保护区
Ⅱ类 Ⅲ类
集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生 生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等。
集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越 冬场、迂回通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区。
Ⅳ类
一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区
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43.Biblioteka 案例姚桥煤矿高矿化度矿井水反渗透处理技术
概况：井田中，构造断层较多，含水性、导水性不强， 断层带较宽且存在局部突水的可能。
1994年，涌水量为0.8×104~1.0×104m3/d。二期改、扩
建工程投产后，将达到2.2×104m3/d。生活、生产综合用
嘉乐泉煤矿矿井水处理与利用
整 体能力不 足 。 ２ ）供配 制药 剂使用 的清 水池容 积为 １ ３ Ｏｍ 。无 法满 足系统运 行需要 。
３ ）随 着煤 炭开 采 的进 一 步延 伸 ，预 计 矿井 出
水量将增加 ，存在 配套 蓄水池 的实 际需要 。
管道、清水管道 、反冲洗管道 、污水管道等管道配 套 、安装 。现用净化器防腐处理。更换电控装置 ，
具有明显的经济 可行性和 良好的环境效益。 ｉ － 。 ｌ ｜ 一
譬 关链词 Ｉ 。 煤矿； 矿舟求 ； 环境效益
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嘉 乐泉煤矿隶 属于太 原煤炭 气化 （ 团） 限责 集 有
加 １ ４０ｍ 的高山蓄水池 ，原 １ ｓ 座 ０ ３ ０ 配药用清水 ｍ
池 扩 容至 ３ Ｏｍ 。煤 泥 干化 池 改 造 为渗 滤 池 ，其 滤 水材料 采用原 煤 、鹅 卵石 （ 直径约 ３ ｍ） ０ｍ 、鹅卵石 （ 直径 约 １０ ｉ ，从上 至下复合 而成 ：增加 一套消 ０ ｍ） ｈ 毒 设施 一 套 ，并 修 建 总 长度 为 ９ ０ｍ 的 回用 管 网 。 ０ 其他 配套 工程 内容 为 ：改造 现用 污水 收集池 。上 水
用水 的使用 ，可 节 约新 鲜水 ｌ ． ｍ ／，按新 鲜水 ５８万 ３ ａ ３ ． ｔ 算 ，可节 约 ５ ． 元／，基 本 与总运 行 费 ５元／计 ５ ２万 ａ 用 ５． ５５ ４万元 ／ 相 当 ，具 有 明显 的经济 可行性 。 ａ
４ 矿 井水 处理利 用分 析
清水池
达标 排 放
絮凝剂Ｉ 助凝剂ｌ
统实 现 两用 一备 ，最 大处 理 能力 达 到 １０ｍ ：增 ０
矿井水处理及利用
矿井水处理及利用摘要：环保问题是个人和国家都重视的问题，它关系着每个人健康和生活品质，怎样给矿井居民带来舒适的生活环境一直是企业思考的问题。
关键字：煤矿；矿井水处理；利用一、现状矿井水是地下开采煤炭资源的"副产品"，长期以来被片面地作为危及安全生产的隐患相待，并习惯性地以工业废水长年外排流失。
目前，松藻煤电公司石壕煤矿井下工业水日排数量达到13000多立方米，这些大量未经处理含有煤粉、岩粉和其他污染物的矿井水外排，影响到矿区及周边的环境。
因此，如何处理矿井排出的工业废水的水质，成为迫在眉睫的问题。
科研小组成员寻求矿井水净化处理设备，必须在井下对进入水仓前的矿井水进行净化处理，实现清水入仓，水体中的煤泥打捞并经脱水实现最大化的综合利用，处理完毕的水提升至地面，实现达标排放，同时彻底解决井下水仓沉积物淤积及人工清仓问题。
二、矿井水处理解决方案选用四川环能德美科技股份有限公司的超磁分离水体净化成套技术设备，ReCoMagTM 超磁分离水体净化技术其成套设备与普通的沉淀和过滤相比，具有无反冲洗、分离悬浮物效率高、工艺流程短、占地少、投资省、运行费用低等特点。
该技术具有以下特点：2.1处理时间短、速度快、处理量大。
处理效率高、流程短，总的处理时间不到3min，冶金系统单台设备最大处理量为1500m3/h，可多台并联运行，满足大流量处理要求。
2.2占地少、出水稳定。
出水SS稳定在<10mg/L。
2.3排泥浓度高。
磁盘直接强磁吸附污泥，连续打捞提升出水面，通过卸渣装置得到的污泥浓度高。
2.4运行费用低。
采用微磁絮凝技术，投加药量少，磁种循环利用率高，运行费用低。
2.5日常维护方便，自动化程度高。
三、矿井水净化工艺流程简述3.1 超磁分离水体净化工艺流程图ReCoMagTM超磁分离水体净化技术适用于处理含有难沉降悬浮物的废水，其工艺流程图如图3-1-1所示。
图3-1-1超磁分离工艺流程图3.2工艺流程简述3.2.1 废水的净化主流程经过预沉处理除掉较大悬浮物及杂质后的废水，被提升至混凝系统中，在混凝系统中投加磁种、PAC和PAM三种物质实现对废水的净化，在混凝系统的后段生成以磁种作为“核”的悬浮物混合体，包含磁种的悬浮物（也称为磁性絮团）流经超磁分离机，利用超磁分离机里的稀土永磁体产生的高强磁力实现磁性絮团与水的快速分离。
矿井疏干水利用与处理技术研究
矿井疏干水利用与处理技术研究随着矿业开采的不断深入，矿井疏干水问题日益突出，如何科学合理地利用和处理矿井疏干水成为亟待解决的问题。
矿井疏干水是指在煤矿开采过程中产生的大量地下水，一旦排放到地表会对周围环境和生态系统造成严重影响。
矿井疏干水的利用与处理成为矿山水环境管理的重要课题之一。
本文将从矿井疏干水的利用和处理技术方面展开讨论。
一、矿井疏干水的利用技术1. 地热利用技术地热能够有效利用矿井疏干水，通过热泵和地源热能等技术，将矿井疏干水中的热能转化为可用热能，供暖或供热水使用。
通过地热利用技术，可以最大程度地减少矿井疏干水的排放，同时实现资源的可循环利用。
2. 工业用水补给部分矿井疏干水含有一定的矿物质成分，具有一定的实用价值。
可以通过对矿井疏干水进行深加工处理，获得一定品质的工业用水，供给相关工业生产使用，实现矿井疏干水的资源化利用。
3. 农田灌溉补水在农业用水稀缺的地区，可以将矿井疏干水进行适当处理后，用于农田灌溉补水，提高土地的水分利用效率，促进农作物的生长发育，同时起到节水和环境保护的作用。
1. 沉淀-过滤法通过加入絮凝剂将矿井疏干水中的悬浮物沉淀，再通过过滤的方式使水中的悬浮物得以去除，从而达到净化水质的目的。
这种方法简单易行，能够有效处理矿井疏干水中的悬浮物质。
2. 活性炭吸附法活性炭具有特殊的孔隙结构和表面化学性质，可以有效吸附水中的有机物和重金属离子，减少水中的污染物含量，提高水质。
可以将矿井疏干水通过活性炭吸附柱处理，达到净化水质的效果。
3. 膜分离技术膜分离技术主要包括超滤、反渗透和微滤等，能够有效除去水中的微生物、重金属、胶体和悬浮物等杂质，提高水质，适用于对水质要求较高的场合。
4. 生物处理技术利用微生物对水中的有机物和其他污染物进行生物降解和生物吸附，通过生物处理技术可以有效净化水质，降低水的污染物含量。
矿井疏干水的利用和处理技术对矿山水环境保护和资源利用具有重要意义。
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研究背景
水是社会文明、经济发展和人类生存必不可少的自然资源。 我国淡水资源人均占有量只相当于世界人均的1/4，在全国 600多座城市中，有400多座城市缺水。 煤矿区所在城市缺水状况更为严重。
矿井水处理及资源化的必要性
据统计，我国煤矿平均吨煤排放水量为2.0~2.5吨。 2005年全国煤炭矿井水排放量约为42亿m3。矿井水利用量约为 11亿m3，全国矿井水利用率约为26.2%，近几年有所提高。
煤矿床的矿物组分通常含有一定的硫化物或硫酸盐，在空气 和水作用下常发生氧化、水解和溶滤作用而形成酸性水。
化学作用
矿井水概念
从本质上讲，矿井水实际上就是矿区所采煤层及开拓 巷道附近地下水。按水质类型分为5 类。 洁净矿 井水
含悬浮物 矿井水
含有害有 毒元素矿 井水
主要矿井水类型分类
高矿化 矿井水
酸性矿 井水
保证
《煤炭工业污染物排放标准》GB
20426-2006规定：新建煤矿设计中 应优先选择矿井水作为生产水源，用于煤炭洗选、井下生产用水、消防用 水和绿化用水等。建设燃煤电厂、低热值燃料综合利用电厂，应优先选择 矿井水作为供水水源优选方案。
矿井水来源及污染源
来 源
大 气 降 水
地 表 水
含 水 层 水
矿井水处理及资源化技术
按矿井水处理地点分类
①井下处理；②地面处理。
按矿并水水质类型分类 ①洁净矿井水处理；②含悬浮物矿井水处理；③高矿 化度矿井水处理；④酸性矿井水处理；⑤含特殊污染 物矿井水处理。 按技术原理分类 ①重力沉淀、混凝澄清等物理方法处理；②化学沉淀、 化学中和、离子交换等化学方法处理；③电渗析、反渗 透、纳滤等膜分离法处理；④其他方法处理，如湿地法 处理、微生物法处理等。
矿井水处理及资源化技术
类 型 主要方法
收集、提升、消毒
关键问题
洁净矿井水
悬浮物矿井水
混凝、沉淀、过滤、消毒
① 根据原水水质和 回用要求确定处 理工艺； ② 技术先进经济合 理； ③ 污泥处理、浓水 处理，不引起二 次污染。
1
高矿化度矿井水
去除悬浮物、反渗透除盐
酸性矿井水
投加碱性药物中和反应
含毒害物矿井水
1
矿井水的分类及特征
高矿化度矿井水
指溶解性总固体高于1000mg/L的矿井水。
4
酸性矿井水
①指pH值小于5.5的矿井水。一般pH值为3～ 5.5之间，个别 小于3，总酸度高。 ②含有较高的铁、悬浮物、细菌等。
5
含毒害元素矿井水
主要含有氟、铁、锰、铜、锌、铅及铀、镭等元素的矿井水。
矿井水的分类及特征
国家层面：国家对矿井水的综合利用高度重视
环保部已于2015年颁发了《现代煤化工建设项目环境准入条件(试行) 》。文件中要求，“现代煤化工发展，必须要强化节水措施，减少新鲜水 用量。在具备条件的地区，倡导优先使用矿井疏干水、再生水，禁止取用 地下水作为生产用水。”
行业层面：矿井水利用是煤炭生产安全与可持续发展重要
矿井水的分类及特征
洁净矿井水
①水质较好、pH值为中性，低矿化度，基本不含SS。 ②各水质指标符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749－ 2006），只需稍加处理和消毒即可饮用
含悬浮物矿井水
①悬浮物粒度小、比重轻、沉降效果差；又称常规矿井水；
②除悬浮物、细菌及感观指标超标外，其它理化指标满足《生活饮用 水卫生标准》（GB5749－2006）； ③煤矿开采过程中普遍存在的一种矿井水。
断 层 水
采 空 区 水
0 1
0 2
污染源
Ⅲ Ⅳ
0 3
0 4
0 5
Ⅰ
Ⅱ
Ⅴ
Ⅵ
井下粪便 污染
煤、岩尘 污染
废坑木腐 烂污染
废机油、 废酸液污 染
乳化炸药 污染
井下洒水 和防火灌 浆水污染
矿井水污染机理
矿井水的污染机理是很复杂的，通常情况下是由物理、化学、和 生物化学综合作用的结果。
物理作用
指污染物进入矿井水中只改变其物理性状而不 改变其化学性质，不参与生物作用过程。
研究背景
矿井水，是指在煤矿采掘过程中所有充入井下采 掘空间的水，是煤矿开采过程中受污染的地下水。为保 证安全生产和良好的作业环境，开采过程中必须进行矿 井排水。据不完全统计，全国平均吨煤涌水量2～4m3 ，全国每年外排矿井水30亿m3左右，约占全国地下水 开采量的5%，为我国城市年生活用水量的40%(徐智 敏.2007)。 由于自然地理和地下水水文地质条件的不同，我 国各地矿井排水量差异较大。中国煤炭工业协会和中国 矿业大学(北京)水污染控制工程研究所对我国22个省 、市、自治区136个煤矿的调查统计，结果表明，全国 平均每采1 t煤即排放矿井水2.1m3(统计基准年为 2005年)。2005年全国煤炭产量约为20亿t、矿井水 排放量约为42亿田3(何绪文等，2008)。
矿井水处理及资源化技术
近年来，针对不同类型矿井水，根据不同用 途采取不同的处理技术，在实践中形成了很多 具有推广意义的实用技术和工艺，取得了理想 效果。特别是矿井水的深度处理、含特殊污染 物矿井水处理技术研究和高效混凝剂的研发， 已经取得了重要进展。 从目前已有的矿井水处理技术和工艺来看， 矿井水处理技术可以按地点、水质状况和技术 原理进行分类。
煤矿矿井水水处理 与水利用
汇报：王新富
2018年04月19日
汇报提纲
1 2
矿井水水质特征
矿井水水处理
3
4 5
水处理技术发展
矿井水资源利用
工程实例分析
研究背景
我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，也是世界上 少数几个以煤炭为主要能源的国家之一(胡筱敏等，2000)。 2008～2009年，我国的原煤产量已达29亿t。随着国民经 济高速发展，对煤炭的需求量还将进一步增长。 在我国一次能源消费构成中，煤炭约占70%左右，而且 预计这种局面在今后相当长时间亦不会有根本性的改变。 目前，全国约75%的工业燃料和动力、70%以上的发电能 源、80%左右的民用商品能源以及近60%的化工原料均依 靠煤炭。
去除有毒有害元素
含悬浮物矿井水的处理
128个矿矿井水的SS含量统计表
浓度范围（ mg/L） 矿井数（个） 所占比例（% ） ≤100 44 34.38 101-200 39 30.47 201-300 19 14.84 301-400 7 5.46 401-500 4 3.13 ＞500 15 11.72