煤礦礦井廢水處理中混凝沉淀過濾技術(shù)的應(yīng)用

1、    煤礦礦井廢水處理中混凝沉淀過濾技術(shù)的應(yīng)用摘要：闡述煤礦礦井廢水處理回用的必要性及處理技術(shù)，重點(diǎn)介紹了甘肅華亭礦區(qū)新柏煤礦礦井水處理技術(shù)的工藝流程及其特點(diǎn)。通過進(jìn)行工藝及效益分析，認(rèn)為該礦礦井水處理技術(shù)具有一定的推廣應(yīng)用前景。 關(guān)鍵詞：礦井廢水 處理技術(shù) 回用 一、概述煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中占70以上，煤炭開采過程中排放大量廢水，若不經(jīng)處理直接排放，勢必對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，同時(shí)造成水資源的大量浪費(fèi)，無法實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。據(jù)統(tǒng)計(jì)我國40的礦區(qū)嚴(yán)重缺水，已制約了煤炭生產(chǎn)的發(fā)展。西北礦區(qū)多處于山區(qū)，水資源更為缺乏，地表水又多為間歇性河流，枯洪水季節(jié)流量相

2、當(dāng)懸殊，常年流量稀釋能力差，排入河流的污水造成嚴(yán)重污染。甘肅華亭礦區(qū)是我國十三個(gè)重要能源基地之一，上世紀(jì)八十年代，擁有很好的水生態(tài)環(huán)境，水資源較充沛，地表水系水質(zhì)也較好，基本上保證了當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ｉ詈凸まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水。但隨著華亭礦區(qū)對煤炭資源大規(guī)模的開發(fā)，地下水嚴(yán)重超采，地下水為大幅下降，地表水系全面污染，五大河流（黃河二級支流涇河）的中下游河段幾乎全年都是濁流、黑水。因此，開發(fā)、管理、利用好煤礦水資源，對煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。礦井廢水經(jīng)治理后綜合利用，對礦區(qū)與華亭地區(qū)乃至甘肅省經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。二、礦井廢水主要處理技術(shù)我國煤礦礦井水處理技術(shù)起始于上世紀(jì)70年代末，大多污

3、水治理工作都只停留在為排放而治理。然而回用才是當(dāng)今污水治理發(fā)展的必然趨勢，將防治污染和回用結(jié)合起來，既可緩解水源供需矛盾，又可減輕地表水體受到污染?，F(xiàn)國內(nèi)使用的處理技術(shù)主要有：沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀過濾等。處理后直接排放的礦井水，通常采用沉淀或混凝沉淀處理技術(shù)；處理后作為生產(chǎn)用水或其它用水的，通常采用混凝沉淀過濾處理技術(shù)；處理后作為生活用水，過濾后必須再經(jīng)過除酚等對人體有害物質(zhì)及消毒處理；有些含懸浮物的礦井水含鹽量較高 ，處理后作為生活飲用水還必須在凈化后再經(jīng)過淡化處理。本文主要介紹混凝沉淀過濾法處理煤礦礦井廢水。由甘肅經(jīng)緯環(huán)境工程技術(shù)有限公司負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、加工的設(shè)備為GJWWS型，華亭煤業(yè)集團(tuán)

4、新柏煤礦等三對大型礦井廢水處理站，都成功的應(yīng)用了該項(xiàng)處理技術(shù)，并取得了良好的處理效果。三、礦井水處理回用的條件1、礦井廢水的產(chǎn)生及特點(diǎn)煤礦礦井廢水包括：煤炭開采過程中地下地質(zhì)性涌滲水到巷道為安全生產(chǎn)而排出的自然地下水，井下采煤生產(chǎn)過程中灑水、降塵、滅火灌漿、消防及液壓設(shè)備產(chǎn)生的含煤塵廢水。因此，它既具有地下水特征，但又受到人為污染。礦井廢水的特性取決于成煤的地質(zhì)環(huán)境和煤系低層的礦物化學(xué)成分，其中井田水文地質(zhì)條件及充水因素對于礦井開采過程礦井廢水的水質(zhì)、水量有決定性的影響。因此，對礦井廢水處理要考慮開采過程中水質(zhì)、水量的變化。華亭礦區(qū)新柏煤礦礦井廢水水質(zhì)取礦井正常排水時(shí)井口水樣，結(jié)果見表1。五、

5、主要處理單元1、預(yù)沉池曝氣礦井廢水中含有少量的有機(jī)物，通過曝氣接觸氧化去除廢水中的有機(jī)物。另外，井下液壓支柱等設(shè)備產(chǎn)生少量油類，通過氣浮除油，使廢水中油類達(dá)標(biāo)。2、混凝沉淀煤礦礦井水主要污染物為懸浮物，處理懸浮物主要采用混凝沉淀法，用鋁鹽或鐵鹽做混凝劑，混凝劑混合方式采用管道混合器混合。混凝沉淀裝置采用倒喇叭口作為反應(yīng)區(qū)，水流在反應(yīng)區(qū)中流速逐漸降低，使廢水和混凝劑藥液的反應(yīng)在反應(yīng)器中逐漸全部完成。完全反應(yīng)的廢水流出反應(yīng)區(qū)后開始形成混凝狀物質(zhì)，經(jīng)過布水區(qū)進(jìn)入斜管填料，由于斜管填料采用PVC六角峰窩狀填料，利用多層多格淺層沉淀，提高了沉淀效率。將絮狀物沉淀到底部而被去除，清水從上部溢流排出。3、砂

6、濾凈化礦井廢水經(jīng)混凝沉淀后，水中還含有較小顆粒的懸浮物和膠體，利用砂濾設(shè)備將懸浮顆粒和膠體截留在濾料的表面和內(nèi)部空隙中，它是混凝沉淀裝置的后處理過程，同時(shí)也是活性炭吸附深度處理過程的預(yù)處理。砂濾罐為重力式無閥濾池，采用自動(dòng)虹吸原理達(dá)到反沖洗，不需要人工單獨(dú)管理，操作簡便，管理和維護(hù)方便。砂濾罐通常采用不同等級的石英砂多層濾料。4、活性炭吸附該煤礦礦井廢水主要含有揮發(fā)酚，酚類屬于高毒物質(zhì)，它可以通過皮膚、粘膜、口腔進(jìn)入人體內(nèi)，低濃度可使細(xì)胞蛋白變性，高濃度可使蛋白質(zhì)沉淀。長期飲用被酚污染的水源，會(huì)引起蛋白質(zhì)變性和凝固，引起頭暈、出疹、貧血及各種神經(jīng)癥狀，甚至中毒。處理中水用作生活飲用水，必須用活

7、性炭吸附裝置處理。活性炭的比表面積可達(dá)8002000m2/g，具有很強(qiáng)的吸附能力。該裝置采用連續(xù)式固定床吸附操作方式，活性炭吸附劑總厚度達(dá)3.5m，廢水從上向下過濾，過濾速度在415m/h，接觸時(shí)間一般不大于3060min。隨著運(yùn)行時(shí)間的推移，活性炭吸附了大量的吸附質(zhì)，達(dá)到飽和喪失吸附能力，活性炭需更換或再生。5、消毒廢水中含有一定的病菌、大腸菌群，處理后回用于洗浴時(shí)，若不經(jīng)過消毒，對人體皮膚傷害嚴(yán)重。所以礦井廢水處理后作為生活用水必須經(jīng)過消毒處理，本工藝采用二氧化氯消毒，現(xiàn)場用鹽酸和氯酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生二氧化氯，二氧化氯無毒、穩(wěn)定、高效、殺菌能力是氯的5倍以上。六、處理工藝特點(diǎn)1、華亭礦區(qū)新柏煤礦

8、礦井廢水處理工程是根據(jù)礦井水水質(zhì)特點(diǎn)確定工藝技術(shù)參數(shù)，采用一次提升到混凝沉淀裝置，再自流進(jìn)入后續(xù)各處理構(gòu)筑物，出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠，動(dòng)力設(shè)備較少，能耗較低。2、采用混凝沉淀裝置與砂濾罐相結(jié)合的工藝技術(shù)，主要處理構(gòu)筑物采用組合式鋼結(jié)構(gòu)，具有占地面積小、使用壽命長、工程投資省、工藝簡單、操作管理方便、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)。砂濾罐設(shè)計(jì)采用重力式無閥濾池，反沖洗完全自動(dòng)，操作管理方便。3、該煤礦礦井廢水處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)加藥、自動(dòng)反沖洗的全過程監(jiān)控，包括電控系統(tǒng)、上位監(jiān)控系統(tǒng)和儀表檢測系統(tǒng)。儀表檢測系統(tǒng)包括加藥流量、處理流量 、水池液位和加藥箱液位、進(jìn)水和出水濁度等連續(xù)自動(dòng)檢測。七、設(shè)備安裝運(yùn)行調(diào)試中的問題1

9、、安裝環(huán)境設(shè)計(jì)并實(shí)施的設(shè)備體積不能太大，若體積太大不便于運(yùn)輸，也不利于廢水的均勻分配，故GJWWS型系列污水設(shè)備的設(shè)計(jì)采用模塊式組合。設(shè)備置于地面建筑物內(nèi)，易于控制、管理，操作簡單。設(shè)備埋于地下不易觀察，不便于檢修，對配套設(shè)備的質(zhì)量要求高，故除特殊要求外，一般GJWWS型系列產(chǎn)品均置于地面安裝。2、運(yùn)行中應(yīng)注意的問題混凝劑發(fā)揮混凝作用的是各種形態(tài)的水解聚合物，在水解過程中不斷產(chǎn)生H+必將使水的pH值下降。當(dāng)原水中堿度不足或混凝劑投加量較大時(shí)，水的pH值將大幅度下降，影響混凝效果。此時(shí)，應(yīng)投加石灰或重碳酸鈉以保持水中pH值。水溫對混凝效果有明顯的影響，當(dāng)水溫低于5時(shí)，混凝劑水解速度非常緩慢，處理效率降低。混凝劑的投加時(shí)計(jì)量設(shè)備采用電磁流量計(jì)，可以隨時(shí)調(diào)節(jié)投加量?；炷齽┑耐都恿窟^大或水溫低，混凝劑粘度大，不利于膠粒相互絮凝，影響混凝劑的混凝效果。八、效益分析1、經(jīng)濟(jì)效益分析該煤礦礦井水處理工程實(shí)施之前，全礦生產(chǎn)和生活用水主要靠抽取地下深井水，抽取地下水