淺論煤炭環(huán)境保護的整治策略

1、淺論煤炭環(huán)境保護的整治策略 作者：未知 來源：網(wǎng)絡(luò) 更新：2014/6/30 欄目：環(huán)境工程 【熱點導讀】：以人為本，搞好城市環(huán)境建設(shè) 生態(tài)保護與居住 流域水資源循環(huán)利用與可持續(xù)發(fā)展 文章來源自 1引言 我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和煤炭消費國。本世紀以來,我國煤炭開發(fā)利用量以年均2億噸的速度在增長,2011年已經(jīng)突破35億噸,占世界的45%左右毫無疑問,煤炭的開發(fā)給我們帶來了巨大的經(jīng)濟效益,并成為了國民經(jīng)濟的重要支柱。但同時,由于對煤炭環(huán)境保護的重視程度不夠,以及大規(guī)模和不合理的開發(fā)等等一系列的原因,導致煤炭環(huán)境日益惡化,不僅阻礙了可持續(xù)發(fā)展,還對人身健康構(gòu)成了嚴重的威脅。盡管現(xiàn)在部分煤區(qū)已

2、經(jīng)開始著手治理煤炭開采帶來的環(huán)境污染,但由于礦山環(huán)境綜合治理工作是一項復雜的系統(tǒng)工程,因此,在未來很長一段時間內(nèi),煤炭環(huán)境治理工作仍是一項重點關(guān)注的工作。 2煤炭開采對環(huán)境的影響 2.1水體污染在煤炭環(huán)境污染中,以水體污染影響最大最廣。煤炭開采對地下水的破壞以及煤炭加工企業(yè)對水資源的污染與耗損,導致了水資源并不豐富的我國水資源卻在急劇的減少。據(jù)調(diào)查,在我國煤炭的主產(chǎn)區(qū),山西、內(nèi)蒙古、陜西等省都出現(xiàn)了水資源緊缺的狀況。全國96個國有重點礦區(qū)中,缺水礦區(qū)占71%,其中嚴重缺水礦區(qū)占40%。此外,由于很多洗煤廠大量排污,水中含有懸浮物等污染物,有的甚至還有很多有毒元素,導致很多人喝不到干凈水,甚至無

3、法進行正常的作物種植,嚴重影響了正常的生產(chǎn)生活。據(jù)統(tǒng)計,中國煤炭每年生產(chǎn)的各種廢污水約占全國總廢污水量的25%。此外,由于煤炭大規(guī)模不合理的開發(fā),破壞了地球表面的地質(zhì)構(gòu)造,造成了地表挖損、塌陷、壓占等,對水循環(huán)系統(tǒng)、地表植被造成了一定的破壞,嚴重的將導致井泉干涸、水土流失、土地沙漠化等。有數(shù)據(jù)顯示,山西省平均開采1噸煤炭,礦井排水0.87噸,每年因采煤破壞地下水4.2億立方米。 2.2粉塵與廢氣污染研究表明,煤炭利用過程中向環(huán)境釋放了大量的二氧化硫(so2)、氮氧化物(nox)、揮發(fā)性有機化合物(voc)、懸浮顆粒物等大氣污染物以及甲烷(ch4)、煤炭環(huán)境保護的探討及治理對策陳剛co2等溫室氣

4、體,已經(jīng)成為了大氣污染物的主要來源。其中so2和氮氧化合物均為致酸物質(zhì),so2進入大氣后遇降水形成的酸雨對人體和環(huán)境都有直接危害,侵害土壤、破壞森林、抑制農(nóng)作物生長等,如今酸雨已成為了全球性的污染。由于國家對nox的排放限制,現(xiàn)在許多脫硫項目已開始脫硫脫硝一起進行,達到脫硫脫硝同步運行。目前,已被國內(nèi)外廣泛開發(fā)的脫硫脫硝技術(shù)包括:濕法;雙堿法;氧化鎂法;氨法;干法、半干法煙氣脫硫等。其中,濕法占的應(yīng)用最廣,約占85%(其中石灰石石膏法36.7%,其它濕法48.3%)噴霧干濕法0.4%、吸收劑再生脫硫占3.4%。濕法反應(yīng)速度快、效率高,但占地廣、投資大、耗電耗水。雙堿法利用其漿液或水溶液作為脫硫

5、劑洗滌煙氣脫硫。氧化鎂法是利用mgo、zno等金屬氧化物對so2的吸收能力,將其作為脫硫劑洗滌煙氣脫硫,我國氧化鎂資源豐富,利用此法可進行預(yù)先除塵除氯。氨法也是一種比較成熟的脫硫技術(shù),它是采用氨水作為脫硫吸收劑,其反應(yīng)速度要比石灰石快得多,但價格較高。干法主要是指脫硫的最終產(chǎn)物是干態(tài)的,包括噴霧干濕法、循環(huán)硫化床法、荷電干式噴射脫硫法等。此外,co、co2等溫室氣體其濃度的增加會使對流層中的臭氧增多,平流層的臭氧減少,導致照射到地面的紫外線增加,誘發(fā)皮膚癌等疾病。而這些氣體主要來自煤燃燒產(chǎn)生的有害氣體,尤其是礦區(qū)自用的煤消耗量比較大,而由于大多的燃煤爐和窖爐過于陳舊,導致燃燒效率低,故產(chǎn)生更多

6、的有害氣體,此外,也有很多民用爐灶燒散煤,污染相當嚴重。其次矸石山自然和沒對自然也會釋放出廢氣,盡管被通風喜事后濃度有所降低,但由于數(shù)量過大,依舊對環(huán)境產(chǎn)生了相當?shù)挠绊?。粉塵是影響城市空氣質(zhì)量的最主要的污染物。粉塵多為固體小顆粒,吸入身體會危害身體健康。粉塵主要是在采煤過程,原煤、煤矸石地面運輸,露天礦剝離的過程中產(chǎn)生的。此外礦井的主要塵源是采煤工作面和掘進面,其產(chǎn)塵量約占礦井總產(chǎn)塵量的80%。還有礦井排風也會產(chǎn)生粉塵和有害氣體的污染。 2.3固體廢物的污染煤炭固體廢物是指煤炭在生產(chǎn)、加工和消費過程中產(chǎn)生的不再需要或暫時沒有利用價值而被一起的固態(tài)或半固態(tài)物質(zhì)。固體廢物的污染在煤炭開發(fā)中主要是煤

7、矸石、露天礦剝離物、煤泥、粉煤灰等的污染。煤矸石主要來自與巷道掘進和采掘過程中從頂板、夾層里采出來的矸石。在我國,煤矸石大部門采取堆積貯存的方式堆放在煤場附近、農(nóng)田、山溝、坡地等地方。形成了許多矸石山,我國目前排放矸石量約為1.52億噸。露天礦剝離物已堆積達1億多噸。煤炭固體污染對環(huán)境的污染很大,煤矸石若不合理處置與利用,長期堆放于地表,侵占了大量土地,破壞自然景觀。并且有的煤矸石易發(fā)生自然,產(chǎn)生的有害氣體污染空氣,此外,高硫煤矸石經(jīng)過淋溶將會造成土壤和水體的污染,損害水生生物和農(nóng)作物。煤炭固體廢物具有排放量大、分布廣、面廣、持續(xù)時間長等特點。 3煤礦污染的治理對策 3.1礦井水的治理對策從資

8、源化技術(shù)角度看,可將礦井水按水質(zhì)類型分為潔凈礦井水、含懸浮物礦井水、高礦化度礦井水、酸性礦井水、洗選煤廢水與生活污水。礦井水的治理應(yīng)按資源化不同水型采用不同的工藝和方法。對于潔凈礦井水,由于水質(zhì)較好,不含有毒物質(zhì),因此只需進行消毒即可成為生活用水。對于含懸浮物的礦井水,由于里面含有很多的細菌,應(yīng)先加入混合凝劑混合,再進入澄清池進行澄清,然后過濾消毒,處理后可作為生活用水。對于高礦化度礦井水,可先采用混泥沉淀技術(shù),然后采用脫鹽處理。目前,高礦化度礦進水深度處理工藝主要有離子交換法、蒸餾法、電滲析法和反滲析法。我們應(yīng)當根據(jù)水質(zhì)狀況,選擇合適的處理技術(shù),例如,對于鹽的質(zhì)量濃度小于500mg/l的水,

9、可以采用離子交換法;而當鹽的質(zhì)量濃度超過4000mg/l時,可以選擇蒸餾法;而反滲析法近年來發(fā)展較快,主要因為較電滲析發(fā)來說,反滲析法工藝簡單、適用鹽量范圍較廣,出水水質(zhì)好等特點。對于酸性礦井水,其ph一般都很低,只有25之間,具有很強的腐蝕性,目前我國主要采用石灰石、白云石做中和劑或投加堿性藥劑進行中和處理。而歐美等發(fā)達國際,目前則開始采用可滲透反應(yīng)墻(prb)對酸性礦進水進行原位處理。洗選煤廢水可以進行沉淀、過濾等深度進化。而生活污水則可以采取土地處理法、生物界出發(fā)、穩(wěn)定塘處理法等多種方法進行處理。除了使用適當?shù)奶幚砑夹g(shù)凈化污水的方式外,還可以通過其它方法減少污水的排放量。例如選擇合理的開

10、采方法,減少對地下水體的破壞,并把開采煤炭資源與開采當?shù)厮Y源結(jié)合起來,做到資源的合理有效利用 。還可以利用系統(tǒng)工程方法加強對礦區(qū)水資源的管理,在煤炭開發(fā)的過程中,結(jié)合礦區(qū)自身條件制定出相應(yīng)的管理模式與評價方法。 3.2粉塵與廢氣的治理對策針對粉塵,目前主:要采用的方式有機械除塵、袋式除塵、濕式除塵與電式除塵。機械除塵結(jié)構(gòu)簡單,費用低,但除塵效率不高;袋式除塵,除塵效率高,且造價與費用低于電式除塵,處理范圍大,操作簡單,缺點是其阻力損失較大,不適于在“結(jié)露”和高溫狀態(tài)下運行;濕式除塵可用于高溫、高濕狀態(tài)下運行,且結(jié)構(gòu)簡單,操縱便利,占地面積小,缺點是在嚴寒地區(qū)易在冬季結(jié)冰,并且從濕式除塵器中排

11、除的泥漿要進行處理,否則會造成二次污染;電式除塵效率高,可達99%以上,但費用較高,且占地面積較大。此外,地面防塵可采用定點和移動式的噴霧灑水,保持煤場及路面濕潤,防止粉塵飄散,在運煤車下墊好車幫防止漏煤,也可有效降低礦區(qū)粉塵。針對不同的有害氣體,我們可以采取不同的方式進行治理。例如,氮氧化合物,在使用的柴油動力機械應(yīng)當配置廢水凈化器;針對so2等含s物質(zhì),一般是將其轉(zhuǎn)化為液態(tài)或固態(tài),通常分為干法和濕法兩大類;針對co,可以向踩空區(qū)灌漿、注氮、噴灑阻化劑、及時打密閉等措施,防止煤炭自然產(chǎn)生co,此外也可以采用煤層注水、高壓噴霧、聲波霧化等措施,防止沼氣與煤塵爆炸時產(chǎn)生co。針對ch4,可以在采

12、煤之前和采煤中利用鉆井工程進入采層,通過一定的技術(shù)措施改善煤層的滲透條件,將煤層中的ch4先抽放出來,并可以加以利用。 3.3固體廢物的治理對策目前,我國對煤炭固體廢物的處理方法有:綜合處理技術(shù)、焚燒技術(shù)、堆肥及衛(wèi)生填埋技術(shù)。綜合利用就是在廢物進入環(huán)境之前進行回收利用。綜合利用是將廢物資源化的最佳手段。例如煤矸石的處理。其實煤矸石與煤一樣,也是一種礦產(chǎn)資源,只要利用得當,一樣可以變廢為寶。煤矸石還可以用作填充材料,用于煤礦地面塌陷區(qū)填充、復墾造田和鋪路。此外利用煤矸石生產(chǎn)的sac硅鋁新型填充材料備用與在橡膠、塑料建筑用防水涂料等有機高分子化合物工業(yè)制品中,具有成本低廉、補強效果好等優(yōu)點。焚燒技

13、術(shù)是指廢物與氧在焚燒爐中進行燃燒,它處理量大,并且產(chǎn)生的熱能可以回收后進行有效利用。例如可以利用煤矸石的熱值部分,煤矸石中含有20%50%的低熱值煤,可用與電廠發(fā)電,提高資源利用率,節(jié)約能源,還可以消除二次污染,利用此特性,還可以用來制磚、制水泥和其它建材原料,不過生產(chǎn)建筑材料因為工藝較為復雜,對技術(shù)設(shè)備要求較高,在國內(nèi)使用的相對較少。堆肥技術(shù)是利用微生物分解廢物有機成分的生物化學過程?？梢岳妹喉肥械牡V物成分,煤矸石中含有農(nóng)作物所需的b、zn、co、mo等微量元素,可以進一步加工成肥料,不僅可使農(nóng)作物增長,而且還能使農(nóng)作物的品質(zhì)有所改善。目前已經(jīng)建成的堆肥場主要采用機械化堆肥和簡易高溫堆肥技術(shù)。填埋技術(shù)是一種適合我國目前國情的一種技術(shù),成本相對較低,但填埋技術(shù)并未從根本上減少了污染,而只是推遲了造成環(huán)境污染的周期,因此填埋技術(shù)必將因為時代的發(fā)展而終被淘汰。因此,只要對固體廢物進行適當?shù)暮侠砝?使煤炭固體廢物自身性能得到加強和改善,不僅可以減少其對環(huán)境帶來的壓力,還可以優(yōu)化能源,甚至可以