一、概述
煤炭在我国能源结构中占70％以上，煤炭开采过程中排放大量废水，若不经处理直接排放，势必对环境造成严重污染，同时造成水资源的大量浪费，无法实现循环经济的目标。据统计我国40％的矿区严重缺水，已制约了煤炭生产的发展。西北矿区多处于山区，水资源更为缺乏，地表水又多为间歇性河流，枯洪水季节流量相当悬殊，常年流量稀释能力差，排入河流的污水造成严重污染。甘肃华亭矿区是我国十三个重要能源基地之一，上世纪八十年代，拥有很好的水生态环境，水资源较充沛，地表水系水质也较好，基本上保证了当地居民的正常生活和工农业生产用水。但随着华亭矿区对煤炭资源大规模的开发，地下水严重超采，地下水为大幅下降，地表水系全面污染，五大河流（黄河二级支流泾河）的中下游河段几乎全年都是浊流、黑水。因此，开发、管理、利用好煤矿水资源，对煤炭工业可持续发展具有重要意义。矿井废水经治理后综合利用，对矿区与华亭地区乃至甘肃省经济的发展起到至关重要的作用。
二、矿井废水主要处理技术
我国煤矿矿井水处理技术起始于上世纪70年代末，大多污水治理工作都只停留在为排放而治理。然而回用才是当今污水治理发展的必然趋势，将防治污染和回用结合起来，既可缓解水源供需矛盾，又可减轻地表水体受到污染。现国内使用的处理技术主要有：沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀过滤等。处理后直接排放的矿井水，通常采用沉淀或混凝沉淀处理技术；处理后作为生产用水或其它用水的，通常采用混凝沉淀过滤处理技术；处理后作为生活用水，过滤后必须再经过除酚等对人体有害物质及消毒处理；有些含悬浮物的矿井水含盐量较高，处理后作为生活饮用水还必须在净化后再经过淡化处理。
本文主要介绍混凝沉淀过滤法处理煤矿矿井废水。由甘肃经纬环境工程技术有限公司负责设计、加工的设备为GJW－WS型，华亭煤业集团新柏煤矿等三对大型矿井废水处理站，都成功的应用了该项处理技术，并取得了良好的处理效果。
三、矿井水处理回用的条件
1、矿井废水的产生及特点
煤矿矿井废水包括：煤炭开采过程中地下地质性涌渗水到巷道为安全生产而排出的自然地下水，井下采煤生产过程中洒水、降尘、灭火灌浆、消防及液压设备产生的含煤尘废水。因此，它既具有地下水特征，但又受到人为污染。矿井废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，其中井田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。因此，对矿井废水处理要考虑开采过程中水质、水量的变化。华亭矿区新柏煤矿矿井废水水质取矿井正常排水时井口水样，结果见表1。
新柏煤矿矿井废水污染物监测表
表1 单位：mg/L
序号
监测项目
日均值浓度范围
序号
监测项目
日均值浓度范围
1
肉眼可见物
微粒悬浮物
9
总氮
5.600～5.854
2
PH值
8.41～8.55
10
砷(ng/L)
3.4～5.2
3
CODcr
66.4～131.7
11
总磷
0.085～0.104
4
硫化物
1.09～1.67
12
粪大肠菌
260～393
5
悬浮物
360～500
13
铜
0.0207～0.0294
6
酚
0.006～0.051
14
铅
--
7
BOD5
14.10～24.73
15
镉
--
8
LAS
0.198～0.220
16
锌
0.0381～0.0407
通过现场调查和资料查找，收集了多年来华亭矿区有关矿井水和地下水的化验数据资料，以及平凉市环境监测站监测数据（表1）综合分析，该煤矿矿井废水含煤泥为主要悬浮物，有机物略有超标，粪大肠菌群超标，挥发酚超标。
2、矿井废水回用途径
煤矿矿井水处理后可作生产用水或生活用水，矿井生产用水主要是井下采掘设备液压用水、消防降尘洒水，生活用水主要是冲厕、洗浴水以及深度处理后用于饮用水。水质标准分别为：
1、防尘洒水《煤矿工业矿井设计规范》（GB50215－94）
SS≤150mg/L，粒径d<0.3mm；PH值为6～9；大肠菌群≤3个/L。
2、空压机、液压支柱用水水质
SS≤10～200mg/L，粒径d <0.15mm；硬度（碳酸盐）2～7mg/L；pH值为6.5～9；浊度<20。
3、矿井洗浴水水质达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）的Ⅲ类水体标准。
4、中水水质达到《生活杂用水水质标准》（CJ/T 48-1999）。
5、生活饮用水达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85）。
四、处理工艺
新柏煤矿矿井废水处理工程的设计处理能力为800～1000m3/d，处理后作为生产和生活用水，采用混凝反应、过滤、活性炭吸附及消毒工艺，流程见图1。
图1 矿井废水处理工艺流程
矿井废水由井下排水泵提升至灌浆水池，部分用于黄泥灌浆，其余废水自流进入曝气池，气浮除油后进入斜板沉淀池进行初步沉淀，由提升泵提升进入混凝沉淀设备，同时加入混凝剂，经过斜管沉淀后，将絮状物沉淀到底部而被去除，清水从上部溢流出水自流进入砂滤罐，出水自流进入清水池，清水池前投加二氧化氯进行杀菌消毒。砂滤罐的反冲冼水自流进入污泥池，上清液自流进入曝气池，以提高矿井废水资源的利用率。出水若用作生活用水，则砂滤罐出水进入活性炭吸附装置处理后流入清水池用作生活用水。