煤礦高礦化度礦井水處理技術
我國屬於貧水國家，全國水資源總量為28255億m3（水利部2002年中國水資源公報），人均占有量僅有2170 m3，約為世界人均占有量的1/4，名列世界第88位。煤礦礦井水是重要的水資源，據報道目前我國煤炭生產過程中，每年排出約20～30億m3礦井水，其中北方地區約占60％，並且隨著煤炭開采深度的增加而逐年增加。現在我國煤礦礦井水資源的利用率不到20％，我國西部高原、黃淮平原及華東沿海地區的多數煤礦礦井水的礦化度較高，這類礦井水的直接排放不僅浪費了寶貴的水資源，而且還會對環境造成汙染。如何選用更為經濟合理且簡單高效的方法來處理高礦化度礦井水，引起了環保工作者與社會的廣泛關注。
1 高礦化度礦井水的形成與危害
高礦化度礦井水一般是指含鹽量大於1000ng/L的礦井水。據不完全統計，我國煤礦高礦化度礦井水的含鹽量一般在1000～3000mg/L，少量礦井的礦井水含鹽量達4000mg/L以上。這類礦井水的水質多數呈中性或偏堿性，且帶苦澀味，因此也稱苦鹹水。因這類礦井水的含鹽量主要來源於Ca2+，Mg2+，Na+，K+，SO42－，HCO3－，Cl －等離子，所以硬度往往較高。
產生高礦化度礦井水的主要原因：由於我國部分地區降雨量少，蒸發量大，氣候幹旱，蒸發濃縮強烈，而地層中鹽分增高，地下水補給、徑流、排泄條件差，使地下水本身礦化度較高，所以礦井水的礦化度也高；當煤係地層中含有大量碳酸鹽類岩層及硫酸鹽薄層時，礦井水隨煤層開采，與地下水廣泛接觸，加劇可溶性礦物溶解，使礦井水中的Ca2+，Mg2+，SO42－，HCO3－，CO32－增加；當開采高硫煤層時因硫化物氣化產生遊離酸，遊離酸再同碳酸鹽礦物、堿性物質發生中和反應，使礦井水中Ca2+，Mg2+，SO42－等離子增加；有些地區是由於地下鹹水侵入煤田，使礦井水呈高礦化度水。
高礦化度礦井水如果不經過處理就直接排放，會給生態環境帶來一定的危害。主要表現為河流水含鹽量上升、淺層地下水位抬高、土壤滋生鹽堿化、不耐鹽堿類林木種勢削弱，農作物減產等。同時還影響地區的工業生產，因為許多工業生產不能用高含鹽量的水，若用則必須先降低水中含鹽量，這樣就會增加成本。若是不用而改用地下水，會造成地下水的大量開采，造成地下水資源的短缺，會嚴重影響本區的經濟發展。
2 高礦化度礦井水的處理技術
2.1 化學方法
離子交換法是化學脫鹽的主要方法，這是一種比較簡單的方法，就是利用陰陽離子交換劑去除水中的離子，以降低水的含鹽量。此法用在進水含鹽量小於500mg/L時比較經濟，可用作高礦化度水經膜分離法處理的進一步除鹽工序。
2.2 膜分離法
膜分離方法是利用選擇性透過膜分離介質，當膜兩側存在某種推動力（如壓力差、濃度差、電位差）時，使溶劑（通常是水）與溶質或微粒分離的方法。
膜分離法的主要特點：低耗、高效、不發生相變、常溫進行、適用範圍廣、裝置簡單、易操作和易控製等。而膜法水處理則具有適應性強、效率高、占地麵積小、運行經濟的特點。反滲透和電滲析脫鹽技術均屬於膜分離技術，是我國目前苦鹹水脫鹽淡化處理的主要方法。但是膜分離法的一個主要問題是膜易汙染，為了防止膜汙染，一般這兩種技術對進水水質均有嚴格的要求。因此進水必須經過一般的預處理，即經過沉澱、過濾、吸附和消毒等幾個步驟方可。
2.2.1 反滲透法
反滲透（簡稱RO）技術發源於國外20世紀五六十年代的宇航技術研究，80年代初在我國得到實際應用。進入20世紀90年代後，隨著反滲透膜性能的提高和膜製造成本的降低，進一步加快了反滲透的應用。經過近40a的不懈努力，反滲透技術已經取得了令人矚目的進展。反滲透技術是利用壓力差——各種離子、分子、有機物、膠體、細菌、病毒、熱源等，是當今世界公認的高效、低耗、無汙染水處理新技術，適用於含鹽量大於4000mg/L的水的脫鹽處理。目前反滲透膜與組件的生產已經相當成熟，膜的脫鹽率高於99.3％，透水通量增加，抗汙染和抗氧化能力不斷提高，銷售價格穩中有降；反滲透的給水預處理工藝經過多年摸索，基本可保證膜組件的安全運行；高壓泵和能量回收裝置的效率也在不斷提高。以上措施使得反滲透淡化的投資費用不斷降低，淡化水的成本明顯降低。
與常規的水處理技術如離子交換、加藥、電滲析相比，反滲透裝置特點為單位體積內膜麵積比大，脫鹽離高達99％以上；在分離過程中無相變化及相變化引起的化學反應，能耗低；膜分離過程是清潔的生產過程，不使用化學試劑，不排放再生廢液，不汙染環境；工藝流程簡單，有利於實現水處理的連續化、自動化；反滲透裝置結構緊湊，占地麵積小，適應大規模連續供水的水處理係統；水的回收率比電滲析高，一般為75％～80％。
但是，在反滲透運行過程中，除了對原水進行嚴格處理外，還要控製進水pH值，以防止膜的水解，同時要定期清洗膜組件，以避免膜表麵汙染和結垢阻塞。
