【正文】 ④還原法；⑤離子交換法等。例如，當(dāng)?shù)V井水排水時(shí)間不均衡時(shí)，設(shè)置調(diào)節(jié)；當(dāng)原水懸浮物含量高時(shí)，增加預(yù)沉池；水中粗顆粒物多時(shí)，設(shè)沉砂池；水的pH值較低時(shí)，要增加中和設(shè)備；有的煤礦還采用澄清池代替混合、反應(yīng)和沉淀池，作為回用水。由于土壤的理化以及生物性質(zhì)惡化，通常難以得到改良利用，嚴(yán)重影響土地的永續(xù)利用[8]。由于酸性礦井水在井下與圍巖裂隙水存在著一定的水力聯(lián)系，因此有可能在未排放前，直接污染地下水。酸性礦井水中含有大量重金屬，而重金屬能夠在生物食物鏈內(nèi)富集，大大增加酸性礦井水的毒理性指標(biāo)，從而威脅到下游地區(qū)的飲用水供給和灌溉系統(tǒng)[7]。這反映出礦產(chǎn)開(kāi)采后，礦產(chǎn)資源層頂板以上含水層的破壞和疏干情況，采空區(qū)由于生產(chǎn)排水，無(wú)法形成有效的儲(chǔ)水空間，使得地下水調(diào)儲(chǔ)空間減少，導(dǎo)致了天然基流大量轉(zhuǎn)化為礦坑水迅速排出，使得流域地下水調(diào)儲(chǔ)作用減弱，流域水資源時(shí)空分布更加不均衡[5]。2 礦井水的危害 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀礦產(chǎn)開(kāi)采對(duì)環(huán)境影響現(xiàn)狀，隨著礦井水排放而引起的礦區(qū)環(huán)境問(wèn)題日益突出，不良效應(yīng)也日益明顯，礦區(qū)環(huán)境污染嚴(yán)重，影響人們的健康和自然生態(tài)的平衡。 氟化物天然水體中氟的含量變化為每升零點(diǎn)幾至十幾毫克，地下水特別是深層地下熱水中，氟的含量可達(dá)每升十幾毫克。重金屬毒物中毒有以下特點(diǎn)：1）不能被微生物降解，只能在各種形態(tài)間相互轉(zhuǎn)化、分散，如無(wú)極汞能在微生物作用下，轉(zhuǎn)化為毒性更大的甲基汞。 氰化物礦井含氰化物廢水的主要工藝有：～5m3水，其中含氰化物20～50g，平均濃度約4～8mg/L；在用氰化法提金時(shí)，所排放的廢水也含有氰化物；電鍍水中氰化物的含量為1～6mg/L。礦山選場(chǎng)、煉爐廠以及分析化驗(yàn)室排放的非有種含有酚、甲酚、萘酚等有機(jī)物，他們對(duì)水生物極為有害。 礦井水水中污染物分類水中的污染物概括起來(lái)分為四類：無(wú)機(jī)無(wú)毒物、無(wú)機(jī)有毒物、有機(jī)物無(wú)毒物、和有機(jī)毒物[3]。5)含有一定的石油產(chǎn)品。而且含鹽量將隨開(kāi)采深度的加大而增加。由于改善礦井作業(yè)環(huán)境、保證生產(chǎn)安全的需要，礦井水往往被抽排到地表。目前，全國(guó)每年礦井排水量約22億噸，其中中性水約占70％～80％，硬度符合飲用水要求的占40％～50％，這是一個(gè)相當(dāng)可觀的水資源，但長(zhǎng)期以來(lái)，由于技術(shù)所限和認(rèn)識(shí)不足，礦井水只被當(dāng)作水害加以預(yù)防和治理，很少考慮到礦井水的有利一面，礦井水被白白排掉而未加以綜合利用和保護(hù)，目前礦井水的利用率，平均只有22％，其中北方國(guó)有煤礦每年礦井水排放量達(dá)14億噸，利用率還不足20％[1]。礦井水資源化，不但可減少?gòu)U水排放量，免交排污費(fèi)，而且節(jié)省大量自來(lái)水，節(jié)約水資源費(fèi)和提升電費(fèi)，為礦區(qū)創(chuàng)造明顯的經(jīng)濟(jì)效益；礦井水資源化開(kāi)辟了新水源，減少了淡水資源開(kāi)采量；實(shí)現(xiàn)“優(yōu)質(zhì)水優(yōu)用，差質(zhì)水差用”的原則，減輕或避免長(zhǎng)距離輸水問(wèn)題；解決礦區(qū)嚴(yán)重缺水狀況，解決職工吃水難，用水難的問(wèn)題，緩減城市供水壓力也使水資源的利用更加經(jīng)濟(jì)合理；礦井水資源化將會(huì)減除礦井水對(duì)地表水系的污染，堵住污染源，保護(hù)美化礦區(qū)環(huán)境，保護(hù)地表水資源。 礦井水的分類受地質(zhì)年代、地質(zhì)構(gòu)造、煤系伴生礦物成分、環(huán)境條件等因素的影響，礦井水大致分為五類型：潔凈礦井水、含懸浮物礦井水、高礦化度礦井水、酸性礦井水和含特殊污染物礦井水。一般情況下，總硬度與礦化度成正比；硬度中永久硬度所占比重遠(yuǎn)大于暫時(shí)硬度；高礦化度占50%，部分為酸性水。6)化學(xué)需氧量(COD)高于地下水。有機(jī)無(wú)毒物主要是指水體中比較容易分解的有機(jī)化合物，如碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)等。 酸堿污染酸堿污染是礦井水污染中較普遍的現(xiàn)象，像美國(guó)水體中的酸70%來(lái)之礦山排水，尤其是煤礦排水中含酸最多。如下式：CN+CO2=HCN+HCO3水中游離氧使氰化物氧化生成NH4+和CO22離子，逸出水體，這個(gè)過(guò)程只占凈化總量的10%，如下式：CN+O2=2CNO CNO+2H2O= NH4++ CO22氰化物劇毒。如淡水魚(yú)能將汞富集1000倍、鎘300倍、鉻200倍等。 可溶性鹽類當(dāng)水與礦物、巖石接觸時(shí)，會(huì)有多種鹽類溶解于水中，如，氯化物、硝酸鹽、磷酸鹽等。結(jié)果表明:污染面積隨時(shí)間；推移不斷擴(kuò)大，且縱向擴(kuò)散顯著；不同組分由于各自特征的巨大差異，污染程度也有很大差別。其次是河川基流大幅度減少。地下開(kāi)采破壞了原有的力學(xué)平衡，使得上覆巖層產(chǎn)生移動(dòng)變形和斷裂破壞。礦區(qū)開(kāi)發(fā)后，大量的高礦化度礦井水外排對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，主要表現(xiàn)為礦區(qū)原本潛水位高，高礦化度礦井水排放河溝中，將有礦井水水滲漏，致使沿河兩側(cè)淺層地下水位抬高，且含鹽量增加[7]。2)惡化井下施工環(huán)境，危害人體健康如酸性礦井水在向深部排泄過(guò)程中，可能發(fā)生脫硫酸作用，生成的硫化氫毒性很強(qiáng)，其含量達(dá)萬(wàn)分之一時(shí)，就能聞到難聞的氣味。國(guó)外把處理礦井水作為環(huán)境保護(hù)工作的重點(diǎn)，認(rèn)為礦井水是一種伴生資源而不是負(fù)擔(dān)，礦井水涌出愈大，盈利愈多，經(jīng)濟(jì)效益也就愈大。俄羅斯煤礦環(huán)保研究院研制了用氣浮法凈化礦井水，采用凈化水部分循環(huán)工作方式，循環(huán)水在壓力箱中剩余壓力作用下充滿空氣，較好地形成輕浮選劑。 礦井水利用技術(shù)分類礦井水水質(zhì)由于受礦區(qū)水文地質(zhì)條件、井下開(kāi)采運(yùn)輸、圍巖與煤質(zhì)等多種因素影響，其處理工藝選著可根據(jù)以下幾類：一般懸浮物礦井水、高礦化度礦井水．酸性礦井水和潔凈礦井水等[9]，另外，礦井水在流經(jīng)采礦工作面、巷道以及采空區(qū)時(shí)，受到人類活動(dòng)的影響，巖粉，煤粉和其它有機(jī)物進(jìn)入水體，使水質(zhì)復(fù)雜。采取清污分流法，設(shè)備投資少，運(yùn)行成本低，并可減少礦井污水處理量及外排量。井下水倉(cāng)混凝沉淀處理是使礦井水在井下水倉(cāng)停留較長(zhǎng)時(shí)間(大于30分鐘)，在距離水倉(cāng)前50m左右的排水溝中投藥，并在溝中鋪設(shè)大塊矸石，人為制造水力湍流，使混凝劑充分混合反應(yīng)；在水倉(cāng)設(shè)置多層擋板，清水溢流后從集水井外排；實(shí)行井下主副水倉(cāng)定期交替清泥，從而取得了更好的處理。見(jiàn)圖3所示滾筒中和法處理酸性礦井水的工藝流程。在此條件下Fe離子水解并產(chǎn)生沉淀，形成的絮狀物可以起到混凝作用，有利于懸浮固體的去除。圖7 生物—化學(xué)聯(lián)合處理工藝流程 biological to deal with chemical process6)粉煤灰中和法。2)深度處理的技術(shù)方法。另外，必須對(duì)其進(jìn)水進(jìn)行深度預(yù)處理，并使鐵化合物含量不超過(guò)100181。隨著科技的進(jìn)步，反滲透法將在高礦化度礦井水處理中具有更加廣闊的發(fā)展前景。該方法所制取的淡水可直接利用。含有毒、有害元素或放射性元素礦井水的處理，首先去除懸浮物，然后對(duì)其中不符合標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)的污染物進(jìn)行處理。該工藝具有運(yùn)行可靠，易于管理，投資省，無(wú)需處理污泥等高效低耗的優(yōu)點(diǎn)，是很有發(fā)展前途的污水處理新工藝。 礦井水處理的初級(jí)單元1）中和單元對(duì)于顯酸性的礦井水，這是必不可少的一個(gè)單元，酸性礦井水可用任何堿性物質(zhì)來(lái)中和，選用何種堿性物質(zhì)，取決價(jià)格、反應(yīng)性、適用性、運(yùn)輸方便、產(chǎn)生的泥狀沉積物性及所要求的凈水質(zhì)量。在沉降池方面，較新發(fā)展的是斜管斜板沉降池。該單元的主要功能是將廢水中有機(jī)物質(zhì)氧化，達(dá)到氧化的終端產(chǎn)物CO：和H：，這對(duì)于降低(COD)是十分有效的。在澄清池內(nèi)投加混凝劑，能降低澄清池出水濁度、過(guò)濾系統(tǒng)的固體負(fù)荷，化學(xué)混凝后，過(guò)濾可獲得100%的去除率。前面述及的六個(gè)單元，為礦井水處理工藝的初級(jí)單元。1)高硬度去除單元對(duì)于高硬度的礦井水，可采用石灰或石灰蘇達(dá)灰軟化法。3)脫硫單元電滲析脫硫是一種成熟的技術(shù)，其他如離子交換法，反滲透法等均可作為有效的硫酸鹽脫除單元。4)脫氟單元去除礦井水中氟的主要方法有石灰沉淀法、活化鋁吸附法等。對(duì)不常見(jiàn)的污染因子，此處不做過(guò)多的介紹，可以查閱其他專著。根據(jù)山東省環(huán)保局對(duì)南四湖和南水北調(diào)工程水質(zhì)保護(hù)的要求，生活污水處理后水質(zhì)要求達(dá)到中水回用水水質(zhì)要求，生活污水經(jīng)處理后，不得排入地面水系，全部作為生產(chǎn)用水回用，實(shí)現(xiàn)零排放。污泥濃縮池上清液和壓濾水返回調(diào)節(jié)池。為防止飄浮物溢出，池面設(shè)置了擋渣板和浮渣斗?？傊?，在水資源日益缺乏的今天，采取合適的綜合處理技術(shù)對(duì)礦井水進(jìn)行凈化處理，實(shí)現(xiàn)礦井水的資源化，可大大減輕由于區(qū)域地下水資源的過(guò)度開(kāi)采而造成的水環(huán)境系統(tǒng)的破壞，有效地緩解地下水位下降，從根本上解決礦井水對(duì)環(huán)境的污染，保護(hù)和改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境都有