矿井水的水质分析是煤矿废水处理和回用的重要环节。根据矿井水的不同类型和特性，水质分析的项目和方法也有所不同。以下是矿井水水质分析的主要内容和方法：
1. 矿井水的主要类型及其特征
- 1.高矿化度矿井水：特征：主要污染离子包括钙离子（Ca²⁺）、镁离子（Mg²⁺）、硫酸根离子（SO₄²⁻）、碳酸根离子（HCO₃⁻）和碳酸氢根离子（HCO₃⁻），通常表现为中性状态。矿化度一般在1.5×10³mg/L至4×10³mg/L之间，少数情况硬度可达1.5×10⁴mg/L处理方法：常用的处理方法主要有蒸馏法、电渗析法和反渗透法等。中国多采用电渗析法，但耗电较多，处理费用较高
- 2.酸性矿井水：特征：pH值通常在3左右，主要污染物包括各种金属阳离子、酸根阴离子、煤尘、岩尘等，还含有汞（Hg）、铅（Pb）、砷（As）等有毒有害的重金属离子处理方法：采用中和法，以石灰或石灰石作为中和剂。常见的工艺流程有直接投加石灰法、石灰石中和滚筒法和升流式变滤速膨胀中和法
- 3.含特殊污染物矿井水：特征：主要污染物是氟（F⁻）、重金属离子和部分放射性物质。由于国家对含放射性物质的煤矿有严格管制，这类矿井水比较少见处理方法：对含氟水，可用活性氧化铝吸附除去氟；含铁、锰水，通常采用曝气充氧、锰砂过滤法去除；含重金属和放射性元素水，可采用混凝、沉淀、吸附、离子交换和膜技术等处理方法
- 4.洁净矿井水：特征：所受污染少，主要是地下水，经过简单净化后即可直接用于生产或生活处理方法：可设专用输水管道引出给予利用，作生活饮用水时需进行消毒处理
- 5.含悬浮物矿井水：特征：悬浮物含量较高，水质浑浊，色度明显，多为黑色和黄褐色。主要成分是煤尘、岩尘和胶态氢氧化铁（Fe(OH)₃）处理方法：采用沉淀法在井下或地面去除悬浮物。常见的工艺有混凝、沉淀、过滤等
2. 矿井水水质分析的主要项目
根据《GB/T 37758-2019 高矿化度矿井水处理与回用技术导则》，矿井水水质分析需涵盖以下关键指标：
1.pH值：反映水的酸碱程度，影响重金属溶解度和水处理药剂的投加效果
2.悬浮物（SS）：反映水体中固体颗粒物的含量，高浓度的悬浮物会堵塞管道和设备，影响处理效率
3.浊度：反映矿井水的透明度，与悬浮物含量密切相关，影响沉淀、过滤等处理工艺的效率
4.化学需氧量（CODcr）：表示矿井水中有机物的含量，是评价水质污染程度的重要指标
5.电导率：衡量水体中离子含量的重要参数，与溶解性总固体（TDS）密切相关，能够直观反映矿井水的矿化程度
6.总铁（Fe²⁺/Fe³⁺）：铁含量过高会导致矿井水具有腐蚀性和色度，影响回用效果
7.锰离子（Mn²⁺）：锰含量过高会影响矿井水的口感和颜色，对人体健康产生潜在危害
8.石油类：反映矿井水中石油类污染物的含量，需严格控制
9.溶解性总固体（TDS）：衡量矿井水中溶解性盐类的总含量，影响水的口感和结垢性
10.氯离子（Cl⁻）：氯离子含量过高会导致矿井水具有腐蚀性，对金属设备产生损害
11.硫酸根（SO₄²⁻）：硫酸根含量过高会导致矿井水具有腐蚀性和结垢性
12.总硬度（以CaCO₃计）：反映矿井水中钙、镁离子的总含量，影响水的结垢性
3. 处理工艺和技术
根据矿井水的不同类型和污染物的种类，常见的处理工艺和技术包括：
1.混凝、沉淀、过滤：适用于含悬浮物矿井水，去除悬浮物和部分有机物
2.中和法：适用于酸性矿井水，使用石灰或石灰石作为中和剂
3.电渗析法、反渗透法：适用于高矿化度矿井水，去除溶解性盐类
4.吸附法、离子交换法：适用于含氟、含重金属矿井水，去除特定污染物
5.膜技术：如Neterfo极限分离系统，适用于各种进水条件较差的复杂水质，综合回收率可超过90%
4. 矿井水处理的优势
矿井水处理不仅有助于环境保护，还能带来经济效益和社会效益：
- 减少废水排放：避免对地表水系的污染，保护矿区环境。
- 节约水资源：实现矿井水的回用，减少对淡水资源的需求。
- 经济效益：节省自来水费用和排污费，提升矿区经济效益。
- 社会效益：解决矿区缺水问题，改善职工生活条件
结论
矿井水的水质分析是矿井水处理和回用的基础。通过科学的水质分析，可以准确掌握矿井水的污染物种类和浓度，为后续处理工艺的选择和优化提供可靠依据。矿井水处理技术的不断进步，将有助于实现矿井水的资源化利用，推动煤矿行业的绿色转型。
