礦井水主要來源由伴隨礦井開采而產(chǎn)生的地表滲透水、巖石孔隙水、礦坑水、地下含水層的疏放水、以及井下生產(chǎn)中防塵、灌漿、充填和洗煤廠污水。
通常情況下,礦井水的酸堿度值在7到8之間,屬于弱堿性水。對于含硫的礦井水,其中二氧化硫一般含量會很多,所以屬酸性水。地下開采,特別是水力采煤和水沙充填采煤法排放的污水更是不能忽視。
據(jù)統(tǒng)計,如果不考慮這些廢水利用,每產(chǎn)1噸礦石,廢水排放量為1立方米左右;生產(chǎn)1噸原煤大概要從井下排出廢水0.5~10立方米,高的情況下可以達(dá)到60立方米。
特別值得一提的事,在一部分煤礦已經(jīng)關(guān)閉后,同時還會存在大量的廢水繼續(xù)污染礦區(qū)的環(huán)境。?
煤礦的水污染大概可分為礦物質(zhì)污染,有機(jī)物質(zhì)污染以及細(xì)菌產(chǎn)生的污染這幾類。在一部分礦區(qū)還存在放射性染污和熱污染。
礦物質(zhì)污染分為砂塵、泥土、礦物質(zhì)雜質(zhì)、粉塵、被溶解的鹽、酸性和堿性污染等等;有機(jī)物質(zhì)污染分為煤炭的顆粒、油污、生物生命的代謝產(chǎn)物、木材還有其他物質(zhì)等被氧化后的產(chǎn)物。
細(xì)菌污染主要來源于在開發(fā),采運中過程中的巖石粉末、煤粉末等的污染,使水出現(xiàn)灰色及黑色,渾濁以及水面上懸浮著的油污,同時散發(fā)出微量腥臭及活體生物腐爛的味道。
對水質(zhì)進(jìn)行分析和檢驗的結(jié)果表明:采礦過程中,化學(xué)損耗氧量越大、細(xì)菌及大腸桿菌含量越大,對排放的水的污染就越大。如果對排放水的污染視而不見,任其外排。對環(huán)境的污染是無法估計的。?
一、洗煤廢水的性質(zhì)?
洗煤廢水一般具有SS、CODcr、BOD5濃度高的特點,因此,煤泥水不僅具有懸濁液的性質(zhì),還往往帶有膠體的性質(zhì);細(xì)煤泥顆粒、粘土顆粒等粒度非常小,不易靜沉,這些性質(zhì)決定了該類廢水污染重、處理難度大。?
二、洗煤廢水處理技術(shù)
1、無機(jī)混凝劑的篩選。
按照洗煤廢水的性質(zhì),可以選擇出集中無機(jī)藥劑來進(jìn)行實驗,實驗水樣的SS質(zhì)量濃度、取樣的大小、攪拌速度、攪拌時間以及沉降時間都做出了相應(yīng)的規(guī)定。
實驗結(jié)果可知:在選中的藥劑里,電石渣和石灰對廢水的處理效果明顯,但是其形成的顆粒直徑比較小,沉降的速度也很慢,并且其過濾性能也較差,給進(jìn)一步脫水處理增加了一定的難度,還需要投入絮凝劑。
石灰與電石渣的化學(xué)成分基本一致,都是氧化鈣,但是電石渣屬于工業(yè)廢渣,其成本非常低廉,而且一般的煤礦本身都有這種工業(yè)廢渣,所以電石渣作為混凝劑合適。?
2、確定治理方案
實驗結(jié)果顯示電石渣可以對洗煤廢水的穩(wěn)定性造成破壞,可以使煤泥顆粒凝聚并沉降,但是由于其沉降的速度比較緩慢,需要投入絮凝劑來提高沉降的速度,這樣就可以改變沉淀性能。
在經(jīng)濟(jì)因素的基礎(chǔ)上通過實驗,非離子型PAM作為絮凝劑作為合適,電石渣和PAM的加入量和攪拌的時間以及速度對沉降都有影響。
通過實驗得出,對沉降效果其顯著作用的是PAM的投入量,然后是電石渣的投入量以及投入PAM之后的攪拌時間,投放電石渣之后攪拌時間對沉降的效果基本沒有影響。
實驗的佳構(gòu)成是:在一百毫升洗煤廢水中投入零點六克的電石渣,攪拌時間為六十秒,之后在投入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為百分之零點一的PAM兩毫升,攪拌時間為九十秒。?
3、沉降實驗
使用電石渣與PAM聯(lián)用的方法來處理洗煤廢水是行的通的,這種辦法不僅可以分離出百分之四十左右的清水,而且清水中的COD濃度以及SS濃度都比煤礦洗煤廢水排放標(biāo)準(zhǔn)和回用標(biāo)準(zhǔn)要低。
與此同時,絮凝體的過濾性能也可以得到很好的改善,這樣就為煤泥的進(jìn)一步脫水創(chuàng)造了有利條件,但是因為上清液的酸堿值比較高,這樣就需要按照上清液與廢酸一千比一的比例來投加工業(yè)廢酸,把酸堿值降低到八左右的位置。?
4、經(jīng)濟(jì)效益和回用研究
?。ㄒ唬┧巹┵M。按照每立方米洗煤廢水PAM投入二十克、電石渣六千克以及零點四升的工業(yè)廢酸,然后綜合一切消耗因素,可以及選出每立方米的洗煤廢水的運行成本大約為零點七元。?
(二)處理之后的洗煤廢水,其中的清水循環(huán)可以同于洗煤,不會對周圍的水域造成污染,分離出的煤泥可以出售,這樣既可以獲得經(jīng)濟(jì)利益又可以獲得很好的社會效益。
分離出的清水重復(fù)用于洗煤,不但可以節(jié)約水資源,還可以為企業(yè)節(jié)約水費,而且企業(yè)每年可以回收煤泥,還可以獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益,對洗煤廢水進(jìn)行處理,還可以免除高額的排污費,獲得的經(jīng)濟(jì)效益不僅可以抵掉處理廢水的運行成本,還可以獲得額外的經(jīng)濟(jì)效益,在短時間內(nèi)就可以回收投資資金。?
三、煤炭行業(yè)雙膜法污水回用技術(shù)?
1、工藝流程?
除油沉淀系統(tǒng)----殺菌系統(tǒng)----過濾系統(tǒng)----超濾系統(tǒng)----反滲透系統(tǒng)。?
2、各環(huán)節(jié)的功能?
?。ㄒ唬┏统恋硐到y(tǒng)?
原水水質(zhì)中懸浮物和油的含量高,波動大,可以加大后續(xù)處理系統(tǒng)的負(fù)荷。因此,選擇采用隔油及混凝沉淀處理,利用少量高分子絮凝劑的吸附架橋,靜電網(wǎng)捕,強(qiáng)化布朗運動,加大顆粒物和膠體碰撞的幾率,結(jié)成骨架龐大、結(jié)構(gòu)結(jié)實的絮體,對絮凝泥水分離有利。?
(二)殺菌系統(tǒng)?
原水水質(zhì)中微生物含量較高,微生物的大量滋生可能對膜系統(tǒng)的運行產(chǎn)生影響,因此,選擇采用加藥殺菌抑制微生物的滋生。而殺菌池也作為后續(xù)系統(tǒng)供水的緩沖池。?
(三)過濾系統(tǒng)?
在混凝沉淀后,水中還有殘余部分油及懸浮物,為去除水中的懸浮物、顆粒物,工藝可選擇砂濾或一體化凈化器。?
(四)超濾系統(tǒng)?
超濾是一種新型的膜處理技術(shù),制成中空纖維式的超濾膜,去除的水中顆粒的有效直徑為0.005-0.1mm,可脫除分子量在5000-100000范圍內(nèi)的雜質(zhì)。
它的工作原理為:被分離液體在外力作用下以一定的流速沿超濾膜表面流動,溶液中溶解性物質(zhì)和比膜孔徑小的物質(zhì)能作為滲透液從高壓側(cè)透過濾膜進(jìn)入到低壓側(cè),不可透過濾膜的物質(zhì)逐漸濃縮于排放液中。
用來截留分子量較大的溶質(zhì)和膠體物質(zhì),允許低分子的溶質(zhì)和溶劑通過。超濾可有效降低反滲透膜污染的速度,減少反滲透膜的化學(xué)清洗頻度,提高膜的使用壽命。?
5、反滲透系統(tǒng)?
反滲透脫鹽技術(shù)是上的科技水處理技術(shù),具有、、節(jié)能的特性。
反滲透技術(shù)具有常規(guī)分離方法不具備的突出優(yōu)點,而廣泛應(yīng)用于水處理、煤炭、鋼鐵、電力、等領(lǐng)域,并迅速發(fā)展。
隨著水資源的短缺,污水回用得到了廣泛應(yīng)用。反滲透的系統(tǒng)脫鹽率能實現(xiàn)96%以上,其出水水質(zhì)經(jīng)離子交換處理后能作脫鹽水使用。?
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