实际运行中，由于矿井水水量具有不均匀性，
故
设置调节池以均化污水的水质水量，
降低冲击负荷对
后续处理单元的影响；另一方面，
由于原水的酸度比
较高，
所以要在调节池内投加一定数量的生石灰进行
酸碱中和，
调节废水 pH。从调节池出来的矿井水由于
降低了酸性, 有利于亚铁的氧化。进入曝气池后，通过
鼓风曝气，水中大量的 Fe
2+
离子迅速被氧化为 Fe
3+
。
然后,通过加入适量的 PAM 及 PAC，混合絮凝后产生
大量矾花，再经由斜板沉淀池，可将悬浮物、Fe(OH)
3
及石膏去除。经曝气沉淀后的出水中，大部分 Fe 离子
已经被除去，
但仍有少量未被氧化的 Fe
2+
存在。因此
出水继续通过锰砂过滤器，锰砂过滤器内置铁质滤
膜，通过接触氧化去除氧化工艺中未完全反应的
Fe
2+
。其原理是：
铁在还原条件下以 Fe
2+
状态溶解于水
中，含铁的水经曝气和新滤料过滤后，水中的 Fe
2+
因
被滤料吸附而降低，
但当吸附能力耗尽后含铁量便不
断升高，随着过滤的继续，在滤料表面生成具有接触
催化活性的铁质滤膜，这时滤料成为成熟滤料 （锰
砂）。当含有 Fe
2+
的水通过锰砂层时，
铁质活性滤膜
首先以离子交换的方式吸附水中的 Fe
2+
。
当水中有溶解氧时，
被吸附的 Fe
2+
在活性滤膜的
催化下迅速氧化并水解，
从而使催化、吸附得以再生。
反应生成物又作为催化、吸附剂参与反应，使滤
料层能持续、有效的除去铁。长春给排水设计院曾在
海龙某部队水厂，采用曝气加二级锰砂过滤工艺进
行工业性试验，试验结果表明，经一级锰砂过滤后铁
质量浓度为 1.2 mg·L
-1
，含铁废水经二级锰砂过滤器
后，溶解性的铁未检出。
兴旺煤矿矿井水 Fe 质量浓度为 11.3 mg·L
-1
，采用
二级锰砂过滤处理，溶解性铁的去除率达到 92%以上，
出水中溶解性 Fe 的质量浓度降至 0.25 mg·L
-1
，优于贵
州省环境污染物排放标准 （DB52/129990），Fe≤1.0
mg·L
-1
的要求。
为了使出水达标排放或回用，锰砂过滤器之后
设置消毒单元。储泥池污泥进入带式压滤机压滤后，
泥饼运至环卫部门指定地点，上清液返回调节池回
用。最终矿井水经处理后的用于矿区绿化、防尘，洗
煤或者直接外排。
3
经济效益分析
（1）工程投资。工业场地矿井水处理总投资 80
万元，主要包括土建工程、设备工程、安装工程和其
它费用。
（2）运行成本。年处理矿井水 175 200 m
3
。处理
每吨废水，
设备折旧费 0.119 元（按 20 年直线折旧，
残值
率为 5.0%）；土建折旧费 0.034 元（按 40 年直线折旧，
残值率为 2.5%）；电费 0.090 元（电耗 0.15 kW·t
-1
，
电费
单价为 0. 60 元·kWh）；药剂费 0.29 元（聚合氯化铝
24 kg·d
-1
，
2.5 元·kg
-1
；聚丙烯酰氨 0.72 kg·d
-1
，7 元·
kg
-1
；生石灰 240 kg·d
-1
，0.3 元·kg
-1
）；人工费 0.075
元；
维修费 0.071 元。矿井水处理成本为 0.68 元·t
-1
。
（3）工程效益。矿井水净化处理成本 0.680 元·t
-1
；
矿
区用自备井取水，
水资源费 0.3 元·m
-3
，
打井基建费及
提升等其他成本约 0.2 元·m
-3
，
则清水消费 0.5 元·m
-3
；
未经处理的矿井水外排上缴的排污费 0. 25 元·m
-3
。
按年矿井水利用量为 17.52 万吨计，则年经济效益
（0.5+ 0.25 - 0.68）×17.52= 1.23 万元。对于本矿井水
处理难度大的水质特征，
可实现盈利，已经达到了预
期的目标。另外, 如果再考虑矿井水处理后循环回用
减少的水资源开采量和产生的生态效益的间接价
值，其效益更加可观
[3]
。
4
结 论
兴旺煤矿矿井水水处理采用酸碱中和 + 曝气 +
絮凝混合 + 斜板沉淀 + 一级锰砂过滤 + 二级锰砂过
滤 + 消毒工艺，该工艺能有效去除污水中 COD、SS、
Fe，
处理后可达到循环利用和排放的标准。通过经济
估算，矿井水处理成本约为 0.680 元·t
-1
，运行成本较
低，具有较好的推广价值。通过对矿井水的处理及资
源化利用，
能有效促进了矿区的可持续发展，具有重
要的经济效益、环境效益和社会效益。
参考文献：
[1]
张芳西,等. 含酚废水的处理与利用[M].北京:化学工业出版社,1983.
[2]
范维唐. 跨世纪煤炭工业新技术[M ].北京:煤炭工业出版社, 1997.
[3]
曹宇. 煤矿废水控制与处理[J ]. 煤,2008,17(6):46-48.
[4]
王彦, 赵勇. 煤矿矿井水主要处理技术[J].能源环境保护,2005,1
(6):15- 17.
项目
处理前
水质
处理后
水质
煤炭工业污染
物排放标准
(GB20426-2006)
CJ3020-1993
二级标准
pH
ρ（
SS）/mg·L
-1
COD/mg·L
-1
ρ（
Fe)/mg·L
-1
ρ（
F
-
)/mg·L
-1
ρ（
S
2-
）/mg·L
-1
2.84
593
11.3
437
2.01
0.005
6.5～8.5
29.65
0.25
47.3
0.12
0. 1
6～9
50
6
50
10
1.0
6.5～8.5
－
≤0.5
－
≤1.0
－
表 2 矿井水处理效果
Tab.2
Inspecting result of wastewater quality
（下转第 129 页）
水处理技术
第 36 卷 第 4 期
126