黄河流域煤矿高盐矿井水治理标杆项目深度解析——陕西中太能源朱家峁煤矿高盐矿井水治理BOT项目全景透视
摘要:陕西中太能源朱家峁煤矿高盐矿井水治理BOT项目位于陕西省榆林市横山区,占地面积约40.39亩,年处理高盐矿井水约520万立方米,采用“预处理+膜法浓缩+分质结晶”先进工艺,是西北地区矿井水资源化利用的标志性示范工程。该项目是国家发展改革委《关于加强矿井水保护和利用的指导意见》(发改环资〔2024〕226号)政策框架下的重要实践载体,在黄河流域生态保护和高质量发展国家战略中具有显著的示范引领意义。本报告系统梳理了该项目的背景、建设规模、技术路线、政策环境与行业战略意义,深入分析了项目成功落地所依托的产业基础与政策条件,并结合BOT模式运营、产业链协同及国家“十五五”煤炭清洁高效利用规划,对高盐矿井水治理行业的未来发展趋势进行了前瞻性展望。
第一章 项目概况与建设背景
1.1 项目基本信息
陕西中太能源煤矿高盐矿井水治理BOT项目是西北地区矿井水资源化利用的标志性工程,位于陕西省榆林市横山区,总占地面积约40.39亩。该项目以BOT模式(建设-运营-移交)实施,通过社会资本方自筹方式解决项目投资,充分体现了环保基础设施领域市场化运作的典型特征。
项目设计采用“预处理+膜法浓缩+分质结晶”先进工艺路线,外排矿井水须满足国家三部委联合下发的《关于加强矿井水保护和利用的指导意见》(环环评〔2023〕63号)文件规定要求,实现矿井水深度处理后的高标准达标排放。从技术定位来看,该项目属于高盐矿井水“零排放”或近零排放方向的典型应用案例,在整个高矿化度矿井水处理领域具有示范标杆意义。
年处理规模达520万立方米(折合日均约1.42万立方米),通过高效膜法浓缩与分质结晶技术,可实现高品质淡水及中水资源的回收利用,同时从废水中提取硫酸钠等工业盐产品,实现资源循环再利用。这一规模在西北地区同类型矿井水处理项目中处于领先水平,对黄河流域生态保护和高质量发展战略具有重要实践支撑作用。
1.2 项目主体与产业背景
该项目的建设单位为陕西中太能源投资有限公司(朱家峁煤矿)。该公司成立于2006年6月28日,注册资本人民币1.75亿元,是一家国有控股、从事能源投资与转化的综合大型企业,同时也是济宁能源发展集团在省外合资开辟的第一个煤矿项目,是济宁能源发展集团“511”产业布局中开发外部资源的“桥头堡”。
从股权架构和战略定位来看,陕西中太能源的国有控股背景意味着该企业具有较强的资本实力和政策执行力,能够较好地统筹安全生产、经济效益与环境保护等多重目标。济宁能源发展集团的集团化运营为项目提供了稳定的资金支持和产业链协同资源。
朱家峁煤矿位于陕西省榆林市横山县东北方向约20公里处,井田面积约50.2平方公里,资源储量1.39亿吨,设计可采储量9504万吨,煤层层位稳定,平均倾角仅0.6°,平均厚度2.17米,开采条件良好。该煤矿产能核增已于2022年12月28日经陕西省发改委批复,由300万吨/年核增至400万吨/年。资源储量丰富、开采条件优良的煤矿禀赋,为高盐矿井水治理项目的建设提供了坚实的产业基础和经济可行性。
1.3 水文地质条件与矿井涌水特征
朱家峁煤矿地处西部地区,生态环境脆弱,拥有数量巨大的高盐矿井水,面临巨大的减排和“双碳”压力。从水文地质条件来看,该矿区属于西北地区典型的高矿化度矿井水赋存区域,矿井涌水中的总溶解固体(TDS)浓度较高,给矿区生态保护和废水处理带来了严峻挑战。在产能由300万吨/年核增至400万吨/年的背景下,矿井涌水量亦同步增加,对矿井水处理能力提出了更高的扩容要求,这也是推动该高盐矿井水治理BOT项目落地的重要驱动因素。
1.4 项目前置审批与环保合规
在环评与入河排污口设置方面,榆林市生态环境局已于2024年12月18日对《陕西中太能源投资有限公司朱家峁矿井及选煤厂产能核增(400万吨/年)项目环境影响报告书》进行了批复。根据环评报告及批复要求,朱家峁煤矿矿井水主要综合利用于井下洒水、道路洒水、绿化用水、选煤厂补水及横山电厂用水,部分供采空区农田灌溉,剩余矿井水经处理满足《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类标准以及含盐量不得超过1000mg/L等要求后排入黑木头川河。产能核增后,剩余排水量由75.05万立方米/年扩大至82.68万立方米/年,排污规模扩大了7.63万立方米/年,进一步强化了矿井水深度治理与高标准排放的现实必要性。
第二章 政策环境与行业驱动力
2.1 国家层面政策体系
陕西中太能源高盐矿井水治理BOT项目的建设与运营,与国家层面的矿井水保护和利用政策体系高度契合。
2024年,国家发展改革委等部门联合印发了《关于加强矿井水保护和利用的指导意见》(发改环资〔2024〕226号),明确提出“到2025年,全国矿井水利用量持续提高,利用率不断提升,其中黄河流域力争达到68%以上,矿井水保护利用政策体系和市场机制基本建立”的目标。该文件同时要求“到2030年,矿井水管理制度体系、市场调节机制和技术支撑能力不断增强,矿井水利用效率和效益进一步提高”。
在技术创新方面,2025年10月,工业和信息化部、水利部共同组织编制并发布了《国家鼓励的工业涉水工艺、技术和装备目录(2025年版)》,涵盖共性通用技术及钢铁、石化化工、纺织印染、食品、有色金属、制药、建材、煤炭等13个行业共百余项涉水工艺技术。该目录特别纳入了“高盐废水资源利用集成技术”,集成纳滤、反渗透、均相电驱动膜和双极膜等膜分离及膜浓缩工艺,对高盐废水进行分盐、浓缩、制酸碱及结晶,实现废水近零排放、水和盐的资源化利用。陕西中太项目采用的“预处理+膜法浓缩+分质结晶”工艺,正是该目录推荐技术路线在煤矿高盐矿井水治理领域的具体应用。
2.2 黄河流域生态保护战略
黄河流域是我国重要的能源基地,同时也是水资源严重短缺的地区。在国家黄河流域生态保护和高质量发展战略的推动下,矿井水保护和利用被提升至前所未有的战略高度。国家明确要求黄河流域矿井水综合利用率达到68%以上,部分地区更是设定了70%以上的更高目标。陕西中太能源高盐矿井水治理BOT项目以“绿色低碳”为项目实施目标,实现矿井水的深度处理与回用,为黄河流域生态环境高质量发展提供切实保障和工程范例,是落实国家黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略的有益实践。
2.3 西部地区环保基建加码
陕西省作为煤炭资源大省,近年来在矿井水治理领域的投入持续加码。2025年,陕西省重点建设项目清单中,榆林可可盖煤矿、榆林郭家滩煤矿、榆林赵石畔煤矿、府谷县冯家塔煤矿矿井疏干水深度处理等一批煤矿及配套环保项目被列入重点建设序列。倍杰特等环保企业已中标榆林市榆神矿区煤矿疏干水深度处理及调蓄水池建设等项目,反映出陕西省在矿井水深度治理领域的投资正在加速落地。陕西中太能源高盐矿井水治理BOT项目在这一政策背景和投资趋势下应运而生,成为西北地区矿井水资源化利用的标杆示范工程。
2.4 标准化建设进展
在标准化建设方面,国家标准计划《高矿化度矿井水用于荒漠生态治理技术规范》(计划号:20260015-Z-469)已下达,制定周期为12个月,由全国节水标准化技术委员会(TC442)归口,主管部门为国家标准化管理委员会,主要起草单位包括国网能源哈密煤电公司大南湖一矿、中国矿业大学(北京)、防灾科技学院、中国标准化研究院等。该标准的制定与实施,将为包括陕西中太项目在内的高矿化度矿井水治理工程提供更加明确和规范的技术指引。
第三章 BOT模式与运营机制分析
3.1 BOT模式的核心优势
BOT(Build-Operate-Transfer,建设-运营-移交)模式在环保基础设施领域具有显著优势。陕西中太能源高盐矿井水治理项目采用BOT模式实施,由社会资本方自筹解决项目投资,通过特许经营期内污水处理服务费回收投资并获得合理收益。
BOT模式在该项目中的应用具有以下核心优势:
**第一,缓解企业一次性投资压力。** 高盐矿井水治理项目属于投资规模较大、技术含量较高的环保基础设施,采用BOT模式可将前期建设投资转由社会资本承担,有效缓解煤矿企业的一次性资本开支压力。
**第二,发挥专业化运营优势。** BOT模式下,项目运营由专业环保企业负责,能够充分发挥其在技术、管理、人才等方面的专业化优势,确保污水处理设施的稳定达标运行。
**第三,激励长期绩效导向。** BOT特许经营期通常长达数十年,运营方的收益与项目长期稳定运行效果挂钩,有利于形成长效激励约束机制,避免“重建设、轻运营”的短期行为。
**第四,促进资源循环利用。** BOT模式下运营方具有通过资源回收(如高品质硫酸钠提纯)获取额外收益的动机,有利于推动矿井水从“达标排放”向“资源化利用”升级。
3.2 中建环能的技术与运营贡献
陕西中太能源朱家峁煤矿高盐矿井水治理BOT项目是“一矿一策”分级处理与分质回用理念的典型实践。根据行业公开信息,中建环能参与了该项目的建设与运营。中建环能推出了分级处理与分质回用“武器库”来实现矿井水的多场景利用,涵盖从原水收集到水资源回用和结晶盐回收的全过程,全流程配备数字化监测装置,实时监控水质、流量等关键参数,实现自动化控制。
中建环能在此项目中的技术实践,体现了其在高盐工业废水治理领域的技术积累。中建环能与中国煤炭地质总局勘查研究总院签署战略合作协议,在高盐工业废水治理领域深化合作,就煤矿高盐矿井水地质封存技术及相关项目开展交流,为项目技术方案的持续优化提供了支持。此前,中建环能还完成了济宁能源高盐水资源化利用BOT项目,采用装配式建造,建设和调运仅用时11个月,打造快装模块化标杆项目,为朱家峁煤矿项目积累了可复制的工程经验。
3.3 装配式建造与工期优化
陕西中太项目借鉴了中建环能在同类项目中的装配式建造经验。济宁能源高盐水资源化利用BOT项目采用装配式建造,建设和调运仅用时11个月,大幅缩短了建设周期。装配式建造方式通过工厂预制模块、现场快速组装,有效减少了现场湿作业量,缩短了施工周期,降低了对矿区正常生产的影响,同时减少了施工过程中的碳排放。陕西中太项目在地处西北、施工窗口期有限的条件下,装配式建造技术的应用具有重要的工程实践价值。
3.4 BOT运营模式的经济分析
从经济性角度分析,高盐矿井水零排放项目的投资和运行费用较常规工艺可降低15%以上,同时具有运行稳定、抗冲击负荷能力强等突出优势,不仅解决了煤炭企业面临的环保难题,而且解决了煤矿及相关产业用水紧张的难题。
在BOT特许经营期内,项目的收益来源主要包括:
- **污水处理服务费**:根据处理水量和服务质量按约定单价结算;
- **资源回收收益**:从废水中提纯出的高品质硫酸钠等工业盐产品销售收益;
- **水资源节约收益**:处理后回用淡水替代外购水源所产生的成本节约。
从财务可行性来看,项目所在地榆林地区水资源短缺、外购水成本较高,矿井水深度处理回用具有明显的经济比较优势。煤矿年产能400万吨、井田剩余服务年限13.3年,为BOT项目的长期稳定收益提供了可预期的保障。
3.5 BOT模式的行业比较
从行业横向比较来看,BOT模式在矿井水治理领域的应用日益广泛。在新疆喀什地区,总投资13.27亿元的供排水项目采用30年BOT特许经营模式,建成后实现日供水7.91万立方米、日处理污水5万立方米。在陕西榆林地区,矿井水处理采用专业化运营服务模式,如南梁矿业公司水处理站采用5年期专业化运营服务模式,小保当公司矿井水深度处理运营项目则采用年度运营服务模式。相比之下,陕西中太项目采用的BOT模式整合了投资、建设和长期运营,项目整体性更强,对项目全生命周期的综合效益管理更为有利。
第四章 高盐矿井水治理技术与工艺分析
4.1 高盐矿井水的特性与治理难点
高盐矿井水是煤矿开采过程中从井下涌出的含盐量较高的地下水,具有以下突出特点:
- **高矿化度**:TDS浓度可达数千甚至上万毫克/升,远超常规地表水和地下水标准;
- **水质波动大**:受开采深度、地质条件、开采工艺等因素影响,水质参数变化范围较大;
- **处理难度高**:高盐度严重影响常规生化处理效果,对处理工艺提出了特殊要求;
- **排放标准严**:根据国家三部委63号文件及地方环保要求,外排水含盐量不得超过1000mg/L。
高盐矿井水的有效治理,不仅是煤矿企业满足环保合规要求的必要条件,也是缓解西北地区水资源短缺、实现水资源循环利用的重要途径。
4.2 “预处理+膜法浓缩+分质结晶”工艺路线解析
陕西中太项目采用的核心工艺路线为“预处理+膜法浓缩+分质结晶”,这是当前高盐矿井水处理领域技术最成熟、应用最广泛的主流工艺组合。
**预处理阶段**:包括调节池、高效旋流等系统,用于去除悬浮物、调节水质水量、降低浊度。根据朱家峁煤矿高盐矿井水预处理项目的公开信息,预处理阶段设计处理水量为14400m³/d,涵盖调节池系统、高效旋流系统、清水池系统、污泥处理系统及相应的公用配套和电气自控系统。预处理是整个处理链条的基础环节,其处理效果直接影响后续膜系统的运行稳定性和使用寿命。
**膜法浓缩阶段**:采用多级耦合膜浓缩技术,包括超滤、纳滤、反渗透等膜分离工艺,对预处理后的矿井水进行深度脱盐和浓缩。通过膜法浓缩,可将高盐废水中的水分有效分离,产出高品质淡水/中水,同时将盐分高度浓缩,为后续分质结晶创造条件。先进的双膜法浓缩技术可实现净化水回收率高于95%,盐回收率(硫酸钠和氯化钠)高于90%。
**分质结晶阶段**:采用MVR(机械蒸汽再压缩)降膜蒸发和三效结晶技术,对浓缩后的高盐废水进行蒸发结晶处理,分质提取硫酸钠等工业盐产品。这一阶段可实现矿井水的全资源化利用,资源化利用率高达95%以上,外排杂盐仅占5%,真正实现了“资源化、大循环、零污染”的目标。
4.3 资源化利用的技术路径与价值
陕西中太项目的核心竞争力不仅在于达标排放,更在于资源化利用。从废水中提纯出高品质硫酸钠,实现资源循环再利用。硫酸钠(元明粉)是重要的基础化工原料,广泛应用于玻璃制造、洗涤剂生产、造纸、纺织印染等行业。
资源化利用的技术路径包括:
- **分盐结晶**:通过纳滤分盐技术,将矿井水中的硫酸钠和氯化钠分别分离,分别进行结晶提纯,获得符合工业标准的副产盐产品;
- **水资源回用**:处理后产出的高品质淡水/中水可用于煤矿生产用水、矿区绿化、电厂冷却水等,大幅降低煤矿对市政及地下水资源的消耗;
- **多场景应用**:根据“一矿一策”原则,实现矿井水的分级处理与分质回用,涵盖矿区生产用水、生活杂用、生态修复、农业灌溉等多场景利用。
4.4 行业技术发展趋势
从行业发展趋势来看,高盐矿井水处理技术正朝着“智能化、绿色化、资源化”方向加速演进:
**第一,膜技术持续迭代。** 新型高选择性纳滤膜、抗污染反渗透膜、正渗透技术的不断进步,正在降低膜系统的能耗和运行成本。科环集团的高盐非常规水资源化利用技术已实现吨水能耗降至2.5度电以下,相比常规技术节能60%以上,反渗透膜清洗周期延长2至6倍。
**第二,智能化运营深化。** 矿井水处理系统正从“人工操作”向“智能管控”升级,全流程配备数字化监测装置,实现自动化控制和远程运维。中国煤科杭州研究院的“煤矿智能水务”技术,实现了矿井水“源、净、供、排”不同阶段的有效管控,能够实现非正常运行状态的预测、预警。
**第三,零排放技术成熟。** 随着政策对矿井水外排含盐量的限制日趋严格,零排放或近零排放技术路线正在成为高盐矿井水治理的主流选择。中国煤科杭州研究院开发的“高盐矿井水零排放技术与装备”,投资和运行费用较常规工艺降低15%以上,具有运行稳定、抗冲击负荷能力强等突出优势。
**第四,资源化附加值提升。** 从“达标排放”到“资源回收”的升级已成为行业共识。通过膜浓缩和分质结晶技术,从高盐矿井水中回收高品质硫酸钠等工业产品,正在从“额外成本”转变为“价值创造”。
第五章 项目战略意义与行业示范价值
5.1 黄河流域生态保护的工程范例
陕西中太能源高盐矿井水治理BOT项目对于黄河流域生态保护和高质量发展具有重要的示范引领作用。
黄河流域是我国重要的能源基地,煤炭资源丰富,但水资源极度短缺,人均水资源占有量仅为全国平均水平的约四分之一。矿井水作为非常规水资源的重要来源,其有效保护和利用对于缓解黄河流域水资源供需矛盾具有重要意义。国家明确要求黄河流域矿井水利用率达到68%以上,陕西中太项目的成功建设为实现这一目标提供了可复制、可推广的实践范本。
该项目通过“预处理+膜法浓缩+分质结晶”先进工艺,年处理高盐矿井水约520万立方米,可高效回收高品质水资源,既减少了矿区对地下水和市政供水的依赖,又降低了矿井水外排对河流水环境的影响,是对黄河流域“以水定城、以水定地、以水定人、以水定产”原则的有力践行。
5.2 “十五五”煤炭清洁高效利用的关键支撑
面向“十五五”时期,煤炭清洁高效利用是推动能源绿色低碳转型的重要方向。高盐矿井水治理作为煤炭清洁生产的关键环节,其技术水平和覆盖面直接关系到煤炭行业的绿色发展水平。
陕西中太项目展示了在煤炭产能核增背景下如何同步提升环保配套能力的解决方案。朱家峁煤矿在产能由300万吨/年核增至400万吨/年的同时,通过BOT模式配套建设高盐矿井水深度处理系统,实现了产能增长与环保治理的协同推进。这种“增量配套、同步升级”的模式,对于全国范围内煤矿产能核增过程中如何统筹发展和环保具有重要的参考意义。
5.3 产学研用协同创新的平台价值
陕西中太项目不仅是工程实践的标杆,更是产学研用协同创新的重要平台。西安科技大学等高校已与陕西中太能源建立了产学研用联合创新中心和博士后科研工作站,聚焦煤矿绿色开采、矿井水资源化利用等领域开展联合攻关。
2026年4月,2026西北地区煤焦化工业用水、节水及废水资源化交流会在陕西榆林召开,汇聚高校、科研院所、工程建设单位及煤化工、钢铁行业300余名业内代表,会议期间组织全体参会代表前往陕西中太能源煤矿高盐矿井水治理BOT项目开展实地考察。这表明该项目已从单一的企业环保工程,发展成为行业技术交流和展示的重要平台,其示范价值和行业影响力正在持续扩大。
5.4 对行业BOT模式的示范效应
从商业模式来看,陕西中太项目为高盐矿井水治理领域的BOT模式推广提供了重要范本。
高盐矿井水治理属于典型的“投资规模大、技术门槛高、运营周期长”的环保细分领域,单一煤矿企业往往难以独立承担建设和运营的全部成本与风险。BOT模式通过引入社会资本和专业运营团队,实现了投资风险分担和专业化运营管理。
陕西中太项目的成功实践表明,在高盐矿井水治理领域,BOT模式具有以下推广价值:
- **破解资金瓶颈**:为缺乏足够环保投资能力的煤矿企业提供融资渠道;
- **提升运营效率**:专业化环保企业的介入可提高处理设施的运行稳定性和经济性;
- **促进技术创新**:BOT运营方有动力持续优化工艺、降低运行成本、提高资源回收率;
- **实现多方共赢**:煤矿企业获得合规保障和水资源节约收益,环保企业获得稳定投资回报,政府实现环保目标。
第六章 行业展望与发展趋势
6.1 “十五五”矿井水治理市场前景
随着国家“十五五”规划的启动,矿井水保护和利用将进入加速发展期。预计到2030年,全国矿井水利用效率和效益将进一步提高,矿井水管理制度体系、市场调节机制和技术支撑能力将不断增强。
从市场规模来看,高盐矿井水治理作为矿井水保护利用的核心环节,其市场空间广阔。内蒙古、陕西、山西、新疆等煤炭主产区的矿井水深度处理和资源化利用需求持续释放,BOT、委托运营、特许经营等市场化模式将加速渗透。
陕西中太项目的成功经验有望在西北地区得到推广。特别是2026年3月发布的《矿区全周期水安全管理导则》团体标准,规定了矿区水安全管理工作流程、技术方法、指标体系及管理要求,为矿井水治理的标准化、规范化提供了制度保障。
6.2 技术升级方向
未来高盐矿井水治理技术的发展将聚焦以下方向:
**能效提升**:通过工艺优化和设备升级,持续降低膜浓缩和蒸发结晶环节的能耗,提高能源利用效率。科环集团的技术已实现吨水能耗降至2.5度电以下,未来有望进一步突破。
**智能运维**:数字孪生、人工智能、大数据等新一代信息技术将与矿井水处理深度融合,实现从“自动化控制”向“智能化决策”的升级。
**资源化增值**:从矿井水中回收硫酸钠、氯化钠等工业盐产品的技术将更加成熟,资源回收的经济价值将进一步释放。部分先进项目已实现资源化利用率高达95%以上,副产盐品质符合工业标准。
**协同处置**:矿井水与煤化工废水、电厂循环冷却水等协同处理和资源化利用将成为新方向,实现区域水资源的系统优化配置。
6.3 BOT模式的持续深化
在矿井水治理领域,BOT模式有望进一步深化和拓展。一方面,BOT特许经营期有望进一步延长,为运营方提供更加稳定的长期收益预期;另一方面,BOT与资源回收收益分成等创新商业模式将不断涌现,推动环保企业从“服务提供者”向“价值共创者”转型。
同时,随着REITs等资产证券化工具的成熟,矿井水治理BOT项目的资产流动性有望提升,为行业引入更多社会资本创造有利条件。
结语
陕西中太能源朱家峁煤矿高盐矿井水治理BOT项目,是西北地区矿井水资源化利用的标志性示范工程,也是黄河流域生态保护和高质量发展国家战略在基层落地的重要实践。该项目以年处理520万立方米的规模、40.39亩的占地,“预处理+膜法浓缩+分质结晶”的先进工艺路线,全面展示了高盐矿井水从“环保负担”向“资源宝库”转变的技术路径。
该项目不仅为朱家峁煤矿400万吨/年产能核增提供了可靠的环保支撑,更为整个行业提供了可复制、可推广的实践范本。从政策驱动的合规性项目,到价值驱动的资源化项目,高盐矿井水治理行业正在经历深刻的转型。陕西中太项目正是这一转型进程中的重要里程碑。
站在“十四五”收官与“十五五”开局的交汇点,以陕西中太项目为代表的高盐矿井水治理工程,正在用实际行动诠释“绿水青山就是金山银山”的发展理念,为中国能源产业的绿色低碳转型注入源源不断的“活水”。
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