矿井水水质由于受矿区水文地质条件、井下开采运输、围岩与煤质等多种因素影响，其处理工艺选着可根据以下几类：一般悬浮物矿井水、高矿化度矿井水、酸性矿井水和洁净矿井水等，另外，矿井水在流经采矿工作面、巷道以及采空区时，受到人类活动的影响，岩粉，煤粉和其它有机物进入水体，使水质复杂。因此，矿井水的资源化应根据不同的矿井水类型，采用不同的处理工艺。

含一般悬浮物的矿井水，一般水质为中性，矿化度小于l000mg／L，金离子微量或未检出，或基本上不含有毒有害离子，悬浮物的主要成分是粒径极为细小的煤粉和岩尘。因此，靠自然沉淀去除是困难的，必须借助混凝剂，采用混凝沉淀的处理方法以实现对悬浮物的去除。目前，对于矿化度不高而悬浮物含量较高的矿井水的处理，有较成熟可行的经验，一般采用混凝，沉淀(或浮升)以及过滤，消毒等工序处理后，其出水水质即能达到生产使用和生活饮用标准的要求。对于洁净矿井水的处理，此类矿井水水质好，一般采用清污分流方式，即利用各自单设的排水系统，将洁净矿井水和已被污染的矿井水分而排之。洁净矿井水经简单处理后作为某些工业用水，或经消毒处理后供生活饮用。有的矿井水含有多种微量元素，可开发为矿泉水。采取清污分流法，设备投资少，运行成本低，并可减少矿井污水处理量及外排量。对此类矿井水要在其源头处妥善截流，单独布置排水管路，避免与其他矿井水混排。

1.常规处理

采用混凝、沉淀、过滤、消毒的工艺进行处理。图1给出在含悬浮物矿井水处理中常用的基本工艺流程。其关键是自动投药系统的开发应用和选择合适的混凝剂，以节省药剂，简化工艺，提高出水水质，实现矿井水资源化。夏畅斌等考虑利用煤矸石制成一种PSA高效混凝剂来处理矿井水；徐海宏等选用无机高分子絮凝剂聚合氯化铝(PAc)、聚合硫酸铁(PFs)与有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)复配使用来处理矿井水。

图1  含悬浮物矿井水处理基本工艺流程

2.井下水仓混凝沉淀处理

井下水仓混凝沉淀处理是使矿井水在井下水仓停留较长时间(大于30分钟)，在距离水仓前50m左右的排水沟中投药，并在沟中铺设大块矸石，人为制造水力湍流，使混凝剂充分混合反应；在水仓设置多层挡板，清水溢流后从集水井外排；实行井下主副水仓定期交替清泥，从而取得了更好的处理。

3.氧化塘净化矿井水

将矿区塌陷坑改造成氧化塘，利用自然条件下的微生物处理原理净化矿井水(如图2)。氧化塘水面还可放养各种水生生物及种植水面作物，利用生物塘提高矿井水的水质，使出水水质达到渔业水域及农灌用水的要求，同时也增加了经济效益。

图2  氧化塘净化矿井水工艺流程

目前，对酸性矿井水的处理方法很多，一般多采用石灰石或者石灰为中和剂进行处理。中和后的水一般可以直接排放或者作为生活工业用水，若含有其他成分则进一步处理已达到回用目的。

1.石灰石中和法

以石灰石为中和剂的处理工艺有滚筒中和法、升流过滤式中和两种。见图3所示滚筒中和法处理酸性矿井水的工艺流程。该方法是目前煤矿经常采用的酸性矿井水处理工艺。见图4所示为升流过滤为中和处理单元的处理工艺流程。

图3  石灰石滚筒中和—曝气—混凝沉淀联合处理工艺流程

图4  升流过滤中和处理单元处理工艺流程

2.石灰中和法

在矿井水处理中采用来源方便、价格便宜的石灰作为中和剂。使用时需先将石灰(CaO)调制成石灰乳后形成熟石灰(Ca(OH)₂)，其具体工艺流程见流程图5所示。

图5  石灰石中和法处理工艺流程

3.石灰石——石灰联合中和法

该法是将石灰石中和法与石灰中和法经优化组合而形成一种处理工艺，因而兼具前两种工艺的优点，其工艺流程见图6所示。废水先流经石灰石滚筒，以中和水中大部分的游离酸，然后再用石灰或石灰乳中和，使水的pH值进一步提高，一般控制在8.0左右。在此条件下Fe离子水解并产生沉淀，形成的絮状物可以起到混凝作用，有利于悬浮固体的去除。

图6  石灰石—石灰联合中和法处理工艺流程

4.石灰乳中和法

石灰乳法是将生石灰加水配制成5％左右的石灰乳后，加入中和池内进行中和反应。优点是设备简单，管理方便，对水量、水质的适应性强。但在处理水量大时因石灰的用量大，运转费用较高。

5.生物化学中和法

生物化学中和法是利用氧化亚铁硫杆菌在酸性条件下将Fe² 转化成Fe³ ，然后用石灰石进行中和，可同时实现对酸性矿井水的除铁以及中和处理。具体工艺流程如图7所示。

图7  生物—化学联合处理工艺流程

6.粉煤灰中和法

粉煤灰不仅含有碱性氧化物，而且具有一定的吸附特性。该处理方法尚处于试验阶段，但粉煤灰的来源广泛，取材容易，价格低廉，用它处理酸性矿井水，无疑又开辟了一条以废治废、充满希望的环保之路。

高矿化度矿井水除采用传统工艺去除悬浮物和消毒外，其关键工序就是脱盐。经过适当的技术，脱盐后的水可以作为生活饮用水。

1. 高矿化度矿井水的预处理方法

采用一般的处理方法将其所含的悬浮物去除后排入水体，依靠水体的稀释作用降低盐类物质的浓度。若需要作为水资源利用，则需做进一步的深度处理——脱盐。

2.深度处理的技术方法

膜分离法：电渗析和反渗透技术均属于膜分离技术，是目前苦咸水脱盐淡化处理的两种主要方法。电渗析是在外加直流电场的作用下，利用离子交换膜对溶液中离子的选择透过性，使溶质和溶剂分离的一种物理化学过程。含盐原水经过电渗析器后，便可得到淡化水和浓缩液(浓水)。一般淡化水量为总进水量的50％～70％。当进水含盐量小于4000mg／L时用此法较为经济。电渗析除盐法的优点是：不需再生，可连续出水；工艺系统简单，设备少；与离子交换法串联使用可制取纯水等。此法的主要问题是：水回收率低(一般为50％左右)，采用浓水循环工艺虽可使水回收率提高，但其循环方法及控垢药剂的投加，目前尚少成熟经验；易发生极化结垢。另外，必须对其进水进行深度预处理，并使铁化合物含量不超过100µg／L。反渗透法是借助于半透膜在压力(一般为30~70kg／cm²)作用下进行物质分离的方法。它可有效地去除无机盐类、低分子有机物、病毒和细菌等。适用于含盐量大于4000mg／L的水，脱盐处理较经济。此法与电渗析法相比，其优点是：产品回收率高，脱盐率和水的纯度高，投资费用低，无污染等。缺点是：操作压力高，能耗大，设备较复杂，对进水水质要求高等。反渗透脱盐技术，目前在国内仍处于深入研究和试用阶段。随着科技的进步，反渗透法将在高矿化度矿井水处理中具有更加广阔的发展前景。图8为高矿化度矿井水深度处理基本工艺流程。

图8  高矿化度矿井水深度处理基本工艺流程

离子交换法是化学脱盐的主要方法，即利用阴阳离子交换剂去除水中的离子，以降低水的含盐量。此法用在进水含盐量小于500mg／L时比较经济，可用作高矿化度水经膜分离法处理后的进一步除盐工序。

3.热力法

使用高温(蒸馏)和低温(冷冻)的处理过程均属热力法淡化。蒸馏法是对含盐水进行热力脱盐淡化处理的有效方法。采用多效多级蒸发的方法制取淡水并进行盐类浓缩。此法以消耗热能为代价，一般适用于含盐量超过3000mg／L矿井水的处理。该方法所制取的淡水可直接利用。主要问题是防止热交换表面结垢。为了降低成本，蒸馏法可考虑用煤矸石作为廉价燃料。因煤矸石中含有一定数量的固定炭和挥发分，一般烧热量在10％～30％，发热量可达4.19～12.6MJ／g。前苏联煤炭环保研究院曾试验研究出一种供矿井水淡化处理的蒸馏装置，用于含盐量超过5mg／L的矿井水处理，其出水可供煤矿生活和生产用。捷尔诺夫斯克矿井建成的绝热式蒸发器，可将矿化度为7800～9000mg／L含盐量降至25～200mg／L。此外，国外已有采用电磁法、冰冻法淡化处理矿井水的报道，国内在这方面则还处于研究、试验阶段。

目前这类矿井水发现量还不多，此类矿井水根据所含污染物的不同，分别有与其相对应的处理方法。含有毒、有害元素或放射性元素矿井水的处理，首先去除悬浮物，然后对其中不符合标准水质的污染物进行处理。对含氟水，主要方法有混凝法、吸附法、离子交换法、电凝聚法和膜法等。含油矿井水可采用气浮法处理。含铁、锰等重金属离子的矿井水，通常采用混凝、沉淀、吸附、离子交换和膜技术等处理方法。此类矿井水出后一般直接排放或者作为工业用水。

1.人工湿地法

人工湿地酸性矿井水处理方法是20世纪70年代末在国外发展起来的一种污水处理方法，它利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化。人工湿地处理方法具有出水水质稳定、对N、P等营养物质去除能力强、基建和运行费用低、技术含量低、维护管理方便、耐冲击负荷强、适于处理间歇排放的污水和具有美学价值等优点。该工艺具有运行可靠，易于管理，投资省，无需处理污泥等高效低耗的优点，是很有发展前途的污水处理新工艺。但人工湿地处理系统也有占地面积大，寒冷地区冬季的处理效果差等缺点。

2.微絮凝——纳滤组合工艺

聂锦旭等人对微絮凝——纳滤组合工艺处理矿井水进行了试验研究。该工艺通过优化絮凝剂种类与晒药条件，使水中的有机物与悬浮物质形成微絮凝过滤的前提条件，然后经过强化过滤的工艺单元处理后，通过纳滤进一步去除水中浊度、细菌、有机物与含盐量。纳滤膜(膜材料为聚酰胺)是一种介于超滤和反渗透之间的分离膜。该工艺尚处在试验阶段。