矿井水净化处理技术
煤矿矿井水处理
煤矿矿井水处理技术煤矿矿井水是指在采煤过程中,所有渗入井下采掘空间的水,矿井水的排放是煤炭工业具有行业特点的污染源之一,量大面广,我国煤炭开发每年矿井的涌水量为20多亿立方米⑴,其特性取决于成煤的地质环境和煤系地层的矿物化学成分。
矿井水流经采煤工作面和巷道时,因受人为活动影响,煤岩粉和一些有机物进入水中,我国矿井水中普遍含有以煤岩粉为主的悬浮物,以及可溶的无机盐类,有机污染物较少,一般不含有毒物质。
因此,对矿井水进行净化处理利用,将产生巨大大经济效益和社会效益。
针对不同的水质矿井水的处理技术主要有:含悬浮物矿井水处理技术、高矿化度矿井水处理技术、酸性矿井水处理技术、含重金属矿井水处理技术、含放射性污染物矿井水处理技术、碱性矿井水处理技术、含氟矿井水处理技术等。
1、含悬浮物矿井水处理技术主要有混凝、沉淀和澄清、过滤和消毒。
矿井水混凝阶段所处理的对象主要是煤粉、岩粉等悬浮物及胶体杂质,它是矿井水处理工艺中一个十分重要的环节。
实践证明,混凝过程的程度对矿井水后续处理如沉淀、过滤影响很大。
所以,在矿井水的处理中,应给予足够的重视。
沉淀和澄清:在煤矿矿井水处理中所采用的主要有平流式沉淀池、竖流式沉淀池和斜板(管式)沉淀池。
澄清池主要有机械搅拌、水力循环和脉冲等。
在煤矿矿井水处理过程中,过滤一般是指以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮物。
去除化学澄清和生物过程未能去除的细微颗粒和胶体物质,提高出水水质。
矿井水处理可以采用过滤池。
过滤池有普通快滤池、双层滤料滤池、无阀滤池和虹吸滤池等。
常采用滤料有石英砂、无烟煤、石榴石粒、磁铁矿粒、白云石粒、花岗岩粒等。
水净化处理后,细菌、病毒、有机物及臭味等并不能得到较好的去除。
所以,必须进行消毒处理。
消毒的目的在于杀灭水中的有害病原微生物(病原菌、病毒等),防止水致传染病的危害。
在以煤矿矿井水为生活水源水处理中,目前主要采用的是氯消毒法。
消毒剂主要有:液氯、漂白粉、氯胺、次氯酸钠等。
矿井水处理方案
矿井水处理方案背景介绍矿井水是矿山生产过程中的一种典型废水。
它包含许多有害物质,如重金属、硫酸、氰化物等,并具有高浊度、高盐度、高酸碱度、高压力等特点。
如果不经过处理直接排放到环境中会对土壤和水资源造成极大的污染。
针对矿井水的处理已经成为保护环境的又一重要手段。
处理方案一、化学沉淀法化学沉淀法是将供处理的矿井水通过给药,使矿井水中的有害物质形成不溶性沉淀物,从而达到净化矿井水的目的。
该方法主要适用于重金属离子和矿物酸盐的处理。
常见化学剂有氢氧化钙、氯化铁、硫酸铁、氢氧化铁等。
其中氢氧化钙是一种广泛应用的中和剂。
二、吸附法吸附法是将矿井水通过一种或多种吸附剂,让污染物质附着于吸附剂表面并被吸附,这种方法相对简单,运行成本低,原理也易于理解。
常见的吸附剂有活性炭、树脂以及砂石等。
三、离子交换法离子交换法是通过离子交换树脂将污染物与离子交换树脂表面的原有离子交换,使有害离子被过滤掉,从而达到净化水的目的。
该方法适用于工业废水中重金属离子的去除,可以去除的包括镉、铬、锡、铅等重金属。
离子交换树脂包括强酸树脂和弱酸树脂。
四、电化学方法电化学方法是一种以电化学过程为基础的处理方法。
通过对电性能差异的各污染物进行电极反应,从而达到分离的目的。
常用的电化学方法有电解和电渗析等,其对硫酸盐和重金属取得了较好的去除效果。
结论以上四种处理方案都是目前比较成熟的矿井水处理技术。
各种方案的适用场景和特点不同,治理效果也有所差异。
在具体选用时,需要综合考虑污染物种类、水质特征、处理成本、水处理规模等因素,以实现最优处理效果和最低治理成本的平衡。
矿井水处理技术及研究进展
矿井水处理技术及研究进展1. 引言1.1 矿井水处理技术的重要性矿井水处理技术的重要性在于保护水资源和环境,确保矿山生产和周边生态的良性循环。
矿井水中含有大量的重金属、有机物和悬浮物质,如果不经过有效处理就直接排放到环境中,会对地下水、地表水和土壤造成严重污染,影响生态平衡和人类健康。
对矿井水进行有效处理是保护水资源、维护生态环境的必然要求。
矿井水处理技术的研究和应用,也可以有效解决矿山生产过程中的困难和问题,提高资源利用率和经济效益。
通过对矿井水进行处理,可以减少水资源的消耗,改善矿山生产环境,降低因水污染而引发的环境风险,提高矿山的社会责任感和可持续发展能力。
矿井水处理技术的重要性不仅在于环境保护,更在于促进矿山产业的健康发展和可持续发展。
1.2 矿井水处理技术的研究意义矿井水处理技术的研究意义在于解决矿井水污染对环境和人类健康造成的威胁。
矿井水中常含有大量的重金属、硫酸盐、溶解性无机盐等有害物质,如果不经过有效处理直接排放到环境中,会对周围的土壤、地下水和生态系统造成严重的破坏。
矿井水中的有害物质也会对工业生产和居民生活带来负面影响,影响社会的可持续发展。
通过研究矿井水处理技术,可以实现对矿井水中有害物质的有效去除和资源化利用,实现矿井水的净化和循环利用,有效降低对环境的污染,保护自然生态环境。
研究新型矿井水处理技术还能促进科技创新,推动矿业领域的可持续发展,提高矿业企业的竞争力和可持续发展能力。
矿井水处理技术的研究意义重大,对保护环境、促进资源循环利用和实现可持续发展具有重要意义。
2. 正文2.1 传统矿井水处理技术传统矿井水处理技术是指在过去长期以来被广泛应用的矿井水处理方法。
传统矿井水处理技术主要包括物理处理、化学处理和生物处理三大类。
物理处理是最基本的矿井水处理方法之一,包括沉淀、过滤、膜分离等技术。
沉淀是通过加入沉淀剂使废水中的悬浮物、浊度较高的固体颗粒等沉降下来,从而实现水质的净化。
矿井污水处理新技术及工程应用
矿井污水处理新技术及工程应用矿井污水处理是矿山开采过程中必不可少的环境保护措施。
随着矿业开采的不断发展,矿井污水处理技术也在不断创新和提高。
本文将介绍一些新的矿井污水处理技术及其工程应用。
1. 高效沉淀技术高效沉淀技术是一种常用的矿井污水处理技术。
通过给污水添加适当的多聚合物或在适宜条件下控制pH值,可以促使矿井污水中的悬浮固体迅速沉淀,并形成易于沉淀和过滤的污泥。
这种技术具有沉淀效率高、处理周期短、处理成本低等优点。
2. 膜分离技术膜分离技术包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等技术,是一种将污水中的溶质和悬浮固体与废水分离的方法。
通过不同孔径的膜片,可以将污水中的悬浮固体和有机物分离出来,达到净化水质的目的。
膜分离技术具有处理效果好、适用范围广、占地面积小等优点,已广泛应用于矿井污水处理中。
3. 厌氧处理技术厌氧处理技术是将矿井污水在无氧条件下进行处理的方法。
通过建立良好的厌氧处理系统,可以有效地降解矿井污水中的有机物,减少氮、磷等污染物的含量。
厌氧处理技术具有处理效果稳定、方便操作等优点,适用于矿井污水处理的中小型矿山。
4. 生物滤池技术生物滤池技术是一种利用微生物对污水中的有机物进行降解的方法。
通过建立生物滤池,使矿井污水经过滤池中的生物膜,微生物对有机物进行降解,将有机物转化为无机物和二氧化碳。
生物滤池技术具有处理成本低、处理效果好等优点,已被广泛应用于矿井污水处理中。
5. 离子交换技术离子交换技术是一种通过树脂材料将溶液中的离子进行吸附和释放的方法。
通过选择适宜的离子交换树脂,可以将矿井污水中的重金属等有害离子吸附下来,实现矿井污水的净化。
离子交换技术具有选择性强、处理效果好等优点,是一种较为成熟的矿井污水处理技术。
在工程应用方面,矿井污水处理技术的选择和设计需要考虑具体的矿井特点、污水性质和处理要求。
通常需要进行前处理、主处理和后处理。
前处理包括筛分、调节pH值等;主处理采用上述提到的各种污水处理技术;后处理包括除氧、消毒等。
矿井污水处理方案
矿井污水处理方案一、污水处理流程1.初次处理:对矿井排放的原始污水进行初步的处理,主要是去除悬浮物和固体颗粒等杂质,如使用网格、格栅和过滤器等进行筛除。
2.物理化学处理:经过初次处理后的污水,仍然含有一定的悬浮物和溶解物。
物理化学处理是通过添加化学药剂和利用物理处理手段,如沉淀、过滤、吸附和离子交换等,进一步去除污染物。
具体的处理方法包括凝胶沉淀、活性炭吸附、保护性膜法等。
3.生物处理:物理化学处理后的污水中,仍然存在一些难降解的有机物和氮、磷等营养物质。
生物处理主要通过利用微生物群落的作用,将这些有机物转化为无害物质。
常用的生物处理方法包括曝气法、生物滤池和生物膜法等。
二、常见矿井污水处理技术1.化学沉淀法:采用专用的药剂,如聚合氯化铝、聚合硫酸铝、草酸等,将污水中的悬浮物和部分溶解物通过凝胶沉淀的方式去除。
该方法适用于去除重金属和悬浮物等。
2.活性炭吸附法:将活性炭添加到污水中,通过吸附作用去除有机物、胶体和色度等。
活性炭对于污水中的有机物具有很强的吸附能力,能有效去除污染物。
3.生物滤池:将污水通过填料层,利用微生物附着在填料上的作用,将污染物降解为无害物质。
生物滤池具有工艺简单、运行成本低的优点,广泛应用于矿井污水处理中。
4.曝气法:通过通入空气,增加污水中的氧含量,提供微生物生长所需的氧气,从而加强微生物对有机物的降解能力。
曝气法适用于处理含有高浓度有机物的矿井污水。
5.植物净化法:利用植物吸收、吸附、生物分解等作用,将矿井污水中的有机物和营养物质通过植物根系的作用降解和去除。
植物净化法具有技术简单、成本低、环境友好等特点。
三、污水处理设备1.网格和格栅:用于去除污水中的大颗粒悬浮物和固体颗粒,以防止设备堵塞。
2.沉砂池:用于去除污水中的沉积颗粒,通过重力沉淀的方式将悬浮物沉降到池底。
3.药剂投加系统:用于添加化学药剂,如絮凝剂、抑制剂、缓冲剂等,以促进污水的净化和去除。
4.生物滤池:用于利用微生物的附着作用将有机物降解为无害物质,从而净化污水。
矿井水处理工艺方法及优缺点
矿井水处理工艺方法及优缺点1.气浮法气浮法是一种常见的矿井水处理方法,它利用气泡在水中产生的浮力将悬浮固体物质带到水面上,从而实现固液分离。
气浮法适用于处理悬浮物浓度较高的矿井水。
优点:-处理效果好,可以去除较小颗粒的悬浮物;-处理速度快,反应时间短;-操作简单,设备维护较为容易。
缺点:-气浮法对水中含有的溶解性物质,如重金属离子和有机物质无法去除;-对处理水质要求较高,适用于处理浓度较高的矿井水。
2.活性炭吸附法活性炭吸附法利用活性炭对悬浮物和有机物质进行吸附,以达到净化水质的目的。
活性炭具有高比表面积和孔隙结构,有很强的吸附能力。
优点:-可以去除水中的色度、气味和有机物质;-处理效果稳定,可靠性高;-操作简单,设备投资和运行成本相对较低。
缺点:-活性炭饱和后需要更换,增加了运行成本;-不适用于处理高浓度的悬浮物和重金属离子。
3.反渗透法反渗透法是一种通过高压将水强制通过一种半透膜,从而实现固液分离的方法。
这种方法适用于处理矿井水中的高浓度溶解性盐类和重金属离子。
优点:-处理效果好,可以去除水中的大部分溶解性物质;-处理过程中无化学药剂使用,环境友好;-可以利用反渗透膜的选择性将目标物质集中,方便后续处理。
缺点:-能耗较高,需要高压泵和能源供应;-反渗透膜易堵塞,需要经常清洗和维护;-处理过程中产生大量的废水,对环境造成一定影响。
4.沉淀法沉淀法利用加入化学药剂使悬浮物聚集形成沉淀物,从而进行固液分离的方法。
沉淀法适用于处理高浓度的悬浮物和重金属离子。
优点:-处理效果稳定,可以去除大部分悬浮物和重金属离子;-可以调节沉淀速度,适应不同水质和处理要求;-沉淀物可作为资源化利用。
缺点:-需要投加化学药剂,可能对环境造成一定污染;-沉淀物的产生需要后续处理,增加了处理成本。
总的来说,每种矿井水处理工艺方法都有其优缺点,选择合适的方法需要考虑矿井水的水质、处理要求和经济可行性。
在实际应用中,常常采用多种方法的组合,以提高处理效果和节约成本。
煤矿矿井水处理措施
类型
活性炭吸附装置分为固定床吸附装置和移动床吸附装置。其中,固定床吸附装置应用较广泛。
设计考虑因素
活性炭吸附装置的设计需要考虑活性炭类型、吸附容量、再生周期等因素。活性炭类型不同,吸附效果也不同。
活性炭吸附装置
作用
反渗透装置是利用半透膜的渗透作用,使水分子通过而将杂质截留,达到净化水质的目的。在煤矿矿井水中,反渗透装置可以去除水中的盐类、有机物等有害物质。
采用物理化学法进行预处理,去除水中的悬浮物、高锰酸盐等杂质,然后进行深度处理,包括活性炭吸附、反渗透等工艺,使水质达到回用标准。
工艺流程
预处理→深度处理→活性炭吸附→反渗透→回用。
处理效果
处理后的水质稳定,达到国家回用标准,解决了矿区用水紧张的问题,同时减少了污水排放对环境的影响。
01
02
03
案例一:某大型煤矿的矿井水处理工程
膜分离法
物理法
混凝法
01
通过向水中投加混凝剂,使水中的悬浮物、胶体等凝聚成大颗粒而沉降,常用的混凝剂有铝盐、铁盐等。
氧化还原法
02
利用化学氧化剂或还原剂将水中的有机物、重金属等物质进行氧化或还原处理,常用的氧化剂有臭氧、过氧化氢等,还原剂有硫酸亚铁、亚硫酸盐等。
中和法
03
通过向水中投加酸或碱,将水的pH值调节到适当的范围,以去除水中的重金属离子和有害气体。
生物法
利用电化学原理,对水中的有害物质进行氧化或还原处理,同时对悬浮物、胶体等物质进行凝聚沉降。
电化学法
利用多孔性吸附材料(如活性炭、硅藻土等)对水中的有机物、重金属离子等有害物质进行吸附处理。
吸附法
物理化学法
03
CHAPTER
矿井水处理设备与设施
煤矿矿井水处理技术现状与展望
煤矿矿井水处理技术现状与展望目录一、内容概要 (2)二、煤矿矿井水处理技术现状 (3)三、煤矿矿井水处理技术现状分析 (4)3.1 现有技术的主要特点 (6)3.2 技术应用中的成功案例 (7)3.3 存在的主要问题和挑战 (8)四、煤矿矿井水处理技术展望 (10)4.1 技术发展趋势预测 (11)4.1.1 高效节能技术的应用 (12)4.1.2 智能化技术的应用 (13)4.1.3 绿色可持续发展技术的应用 (14)4.2 未来矿井水处理技术的关键领域 (16)4.2.1 深度处理技术领域 (17)4.2.2 矿井水回用技术领域 (18)4.2.3 自动化与智能化技术领域 (20)五、技术改进与创新的建议 (21)5.1 加强科技创新,提高处理效率 (22)5.2 推广先进工艺,提升产业水平 (23)5.3 强化人才培养,增强技术创新能力 (24)六、结论 (26)6.1 对当前煤矿矿井水处理技术的总结 (26)6.2 对未来煤矿矿井水处理技术的展望 (28)一、内容概要随着全球经济的快速发展,煤炭作为主要能源资源的需求不断增加,煤矿矿井水的排放问题日益严重。
煤矿矿井水处理技术的研究和应用对于保障水资源安全、提高煤炭开采效率和实现绿色矿山建设具有重要意义。
本文将对当前煤矿矿井水处理技术的现状进行分析,并对未来发展趋势进行展望。
煤矿矿井水主要包括地下水、地表水和井下废水。
地下水是矿区居民生活用水和工业用水的重要来源,地表水则是矿区生态环境的重要组成部分。
随着煤炭开采的不断扩大,矿井水量逐渐增加,矿井水污染问题日益严重。
主要污染源包括:采煤过程中产生的废水、煤矸石堆场渗滤出的水、地面塌陷引起的污水等。
这些污染物对地下水和地表水造成严重污染,影响矿区居民的生活和生态环境。
针对煤矿矿井水的处理技术主要包括物理处理、化学处理和生物处理等方法。
物理处理方法主要包括沉淀、过滤、吸附等技术,适用于去除悬浮物、颗粒物等污染物;化学处理方法主要包括中和、氧化还原、沉淀等技术,适用于去除重金属离子、有机物等污染物;生物处理方法主要包括好氧生物处理、厌氧生物处理等技术,适用于去除有机物、氮磷等污染物。
矿井水处理方案
矿井水处理方案简介矿井是指人工采掘地下矿物资源的地方。
在采矿过程中,常常会遇到矿井水的问题。
矿井水是地下水经过地质构造、物质浸染和渗透等作用后形成的水。
矿井水的成分复杂,含有大量的硫化物、氢砷化物、重金属离子等有害物质,如果不进行处理,会对环境和人们的健康造成危害。
因此,科学有效地处理矿井水是非常重要的事情。
处理方法普通沉淀法普通沉淀法是最常见的矿井水处理方法之一。
其主要原理是通过添加沉淀剂,使矿井水中的杂质颗粒、铜以及其他杂质沉淀到底部,达到过滤和净化的目的。
但是,该方法只适合于处理硬度较低、总固体含量较低的水源。
而且,该方法并不能很好地去除部分有害物质。
生物法生物法是一种环保、经济、高效的矿井水处理方法,其主要原理是通过活性池体系利用生物降解机制,加速矿井水中有害化合物的降解和吸附,达到净化处理的目的。
该方法能有效地去除铬、镍等重金属,适用于处理重金属含量较高的矿井水。
电化学法电化学法是利用电极在电场作用下使矿井水中的有害成分发生氧化、还原等反应,使有害物质转化为无害物质,以达到净化的目的。
该方法能充分去除水中的铜、镍等重金属、细菌和病毒等有害成分,其净化效果较为显著。
放流处理法放流处理法是指将含有有害物质的矿井废水放入自然环境中,并通过自然地理环境的作用使废水中的有害物质得到分解、吸附和沉淀的方法。
该方法适用于一些污水处理厂无法处理的物质,但是需要考虑环境影响因素,以避免在环境中造成二次污染。
结论矿井水处理是一个复杂的过程,需要根据不同的情况和需求选择不同的方法。
不同的处理方法都有其优点和潜在的缺陷,我们需要具体情况具体分析,进行科学的选择和合理的利用。
通过合理地处理矿井水,可以有效地减少对环境的污染和对人们身心健康的摧残。
煤矿矿井水处理方法有哪些
煤矿矿井水处理方法有哪些
煤矿矿井水处理通常采用混凝剂,矿井水处理中混凝剂混合方式通常采用水泵混合、管道混合器混合和机械混合,其中水泵混合较常采用。
矿井水净化处理采用沉淀池或澄清池作为主要处理单元。
煤矿矿井水是指在采煤过程中,所有渗入井下采掘空间的水,矿井水的排放是煤炭工业具有行业特点的污染源之一,量大面广,我*煤炭开发每年矿井的涌水量为20多亿立方米,其特性取决于成煤的地质环境和煤系地层的矿物化学成分。
煤矿矿井水处理方法有以下这些:
一:化学方法
离子交换法是化学脱盐的主要方法,这是一种比较简单的方法,就是利用阴阳离子交换剂去除水中的离子,以降低水的含盐量。
二:膜分离法
反渗透和电渗析脱盐技术均属于膜分离技术,是我国目前苦咸水脱盐淡化处理的主要方法。
(1)反渗透法。
反渗透法是借助于半透膜在压力作用下进行物质分离的方法。
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的水的脱盐处理。
(2)电渗析法。
在直流电场作用下,利用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子的选择透过性,而使溶液中的溶质与水分离的一种物理化学过程。
三:浓缩蒸发
反复处理使含盐量高的剩余水浓缩到很小体积,然后在合适的地方存放。
依靠自然蒸发,使其避免排往下游。
水蒸发后将留有盐分结晶,可在其浓缩至200g/L以上浓度时运走,用做化工原料。
四:稀释排放
煤矿矿井水处理稀释排放是将低含盐量的水混合在一起,达到排入水体的标准后排放。
避免对下游的不利影响。
五:消耗利用
消耗利用用于对含盐量要求不高的场所,把水消耗掉,后蒸发到大气中,避免了向下游排放。
矿井水处理工艺流程
矿井水处理工艺流程矿井水处理是指对矿井废水进行处理,以达到排放标准或实现循环利用的工艺。
以下是一种常见的矿井水处理工艺流程。
1. 矿井废水收集:首先,需要将矿井废水进行收集,以确保所有废水能够进入处理系统中进行处理。
收集方法可以根据矿井的实际情况选择,包括引流管道、集水池等。
2. 初级处理:矿井废水经过初级处理后,可以去除一部分悬浮物、沉淀物和泥沙等固体杂质。
常见的初级处理方法包括格栅过滤和沉淀池。
格栅过滤可以去除较粗的固体杂质,而沉淀池则可以通过沉淀作用去除悬浮物和泥沙。
3. 生化处理:初级处理后的废水还含有一定的有机物和氨氮等污染物,需要进行生化处理来降解有机物。
生化处理采用生物活性污泥法,将废水与生物活性污泥进行接触氧化反应,通过微生物分解与氧化作用,将有机物降解为二氧化碳和水。
生物反应器通常采用曝气池或活性污泥池。
4. 次级处理:生化处理后的矿井废水还可能含有部分有机物和氮、磷等营养物质。
为了进一步去除这些污染物,需要进行次级处理。
常见的次级处理方法包括沉淀池与颗粒活性炭吸附等。
沉淀池可以进一步去除悬浮物和泥沙,而颗粒活性炭吸附则可以去除有机物和色度。
5. 深度处理:深度处理环节主要是对矿井废水中一些难以被常规工艺处理去除的有机物、重金属等进行处理。
常见的深度处理方法包括高级氧化法、反渗透等。
高级氧化法利用强氧化剂将废水中的有机物氧化分解为无害的物质,而反渗透则利用膜技术去除废水中的溶解性固体、重金属和微量有机物等。
6. 净化与消毒:最后,在经过深度处理后的矿井废水需要进行净化和消毒。
净化通常采用活性炭吸附法去除余留的有机物,消毒则采用常规的消毒剂如次氯酸钠或紫外线紫杀菌器进行。
这样处理后的矿井废水,可以达到国家排放标准或作为循环水回用。
综上所述,矿井水处理工艺流程包括废水收集、初级处理、生化处理、次级处理、深度处理以及净化与消毒等环节。
通过这些处理工艺,矿井废水可以得到有效的净化,达到排放标准或实现循环利用。
煤矿矿井水处理新技术及发展趋势
2、超声波处理技术
超声波处理技术是利用超声波的能量,使水中的悬浮物和有害物质产生强烈 的震动和碰撞,从而达到凝聚沉降和分解有机物的作用。该技术的优点是处理效 果好、设备简单、操作方便,但存在处理效率低、需要控制适宜的声波强度和频 率等问题。
3、电化学处理技术
电化学处理技术是利用电解的原理,使水中的有机物和有害物质在电极上产 生氧化还原反应,从而达到净化水质的目的。该技术的优点是处理效果好、设备 简单、操作方便,但存在处理成本高、需要控制适宜的电解条件等问题。
2、生物处理
生物处理是利用微生物的作用,分解水中的有机物和有害物质,从而达到净 化水质的目的。常用的生物处理技术包括活性污泥法、生物膜法等。该方法的优 点是处理效果好、成本低、操作简单,但存在处理时间长、需要维持适宜的微生 物环境等问题。
3、物理处理
物理处理是利用物理原理,将水中的悬浮物、有害物质和多余的物质分离出 来,从而达到净化水质的目的。常用的物理处理技术包括沉淀法、过滤法、吸附 法、离子交换法、膜分离法等。该方法的优点是处理效果好、设备简单、操作方 便,但存在设备投资大、需要定期更换滤料或填充物等问题。
三、新技术的创新点
近年来,随着技术的不断创新,煤矿矿井水处理新技术也不断涌现。其中, 比较具有创新性的技术包括:
1、超临界水氧化技术
超临界水氧化技术是一种新型的污水处理技术,其在超临界状态下,将水中 的有机物和有害物质氧化分解为无害的物质。该技术的优点是处理效率高、设备 简单、操作方便,但存在处理成本高、需要高温高压条件等问题。
4、资源化利用
未来,煤矿矿井水处理技术将不仅仅是单纯的净化水质,还将考虑如何将处 理后的废水进行资源化利用,如用于灌溉、工业用水等,从而降低水资源的浪费 和对环境的污染。
煤矿矿井水的净化处理技术
地面设置沉淀池,添加了絮凝剂的矿井水在沉淀池中经沉淀后可脱除悬浮物。
1.3 高矿化度矿井水处理高矿化度矿井水在我国北方地区分布较多,主要分布于西北高原或东北的部分矿区,主要特征为矿井水含盐量极高,超过1000mg/L ,这些区域也是我国煤矿缺水最为严重的地区。
因为高矿化度矿井水含盐量高,即便经过处理后也不宜用于饮用,所以目前对于此类水的净化和利用主要从工业应用的角度来开展。
在处理技术上,除了混凝和过滤等传统工艺以外,关键的工序在于脱盐处理。
脱盐技术包括电渗析技术和反渗透脱盐技术,前者由于不能去除矿井水中含有的细菌和有机物,加之设备能耗较高,在矿井水淡化工程中有很大的局限性,现已逐渐被反渗透装置所取代。
目前反渗透膜对盐的脱除率超过99.5%,随着膜和组件生产成本的不断减低,淡化水的成本也因此快速下降。
膜分离技术在实际运行过程中存在的主要问题是膜的污染和结垢,具体表现为膜的透水量随着运行时间而下降。
为了减小膜污染的影响,一方面需要根据矿井水的性质选择合适的膜材料并定期对膜进行清洗;另一方面可以在膜处理工序前增加前处理工艺,比如三级过滤、投加阻垢剂等方法,这样可有效降低矿井水中杂质对膜的直接冲击。
1.4 酸性矿井水净化处理酸性矿井水一般采用化学中和法来处理,例如在水中添加碱性药剂、石灰石、白云石等。
化学中和法的技术优势在于能够用非常简单的设备进行操作和管理,成本比较低,处理技术本身对石灰石颗粒和性能方面的要求也不高,操作过程易于控制,缺点是出水中存在着大量的碳酸,pH 值难以达标。
近年来,人工湿地处理酸性矿井水的方法得到了广泛的研究,在技术层面和客观上已经证实了可行性。
不过需要注意的是湿地生态对水的pH 值有一定的要求,需要保持在4.0以上,0 引言煤矿矿井水是在煤矿开采过程中产生的地下涌水,其形成主要来源于大气降水、地表水、断层水等,其中大气降水是矿井水的主要来源,并对其他水源进行补给。
煤炭开采过程会产生大量矿井水,大约每开产一吨煤会产生两吨矿井水。
煤矿高矿化度矿井水处理技术
煤矿高矿化度矿井水处理技术引言煤矿的开采会产生大量的废水,这些废水含有大量的矿物质和有机物,难以直接进行排放。
其中,高矿化度矿井水则是处理难度较大的一种类型。
高矿化度矿井水不仅会增加处理成本,还会对环境和人体健康带来危害。
因此如何有效地处理高矿化度矿井水成为了煤炭行业面对的一个重要问题。
高矿化度矿井水的特点高矿化度矿井水是指含有高浓度的氯化物、硫酸盐、钠离子、镁离子等矿物质的地下水。
这种水质的主要特点是含盐量高,水质酸性,水温较高,有较高的COD(化学需氧量)和BOD(生化需氧量)。
其pH值一般在6以下,也会出现碱性的情况。
这种类型的水一旦排入自然环境中,会严重影响土壤、植被生长和当地地下水的水质。
高矿化度矿井水的处理技术对于高矿化度矿井水的处理,常用的方法是化学处理法、物理处理法和生物处理法等。
其中,化学处理法是一种常用的处理方式。
化学处理法的原理是通过添加一些化学药剂,降低水中含有害物质的浓度。
现将一些常用的处理方法进行介绍:1. 沉淀法沉淀法是通过在水中加入一些化学药剂,使得含有害物质的物质在其中沉淀,达到净化的目的。
常用的药剂有氢氧化钙、氯化钙等。
通过这种方式,可以有效地将水中重金属、铁、铜、锌等离子去除。
但是,这种方法无法去除水中溶解性盐类,同时也增加了泥水处理难度,对设备损耗大。
2. 离子交换法离子交换法是将原水中的离子与吸附剂中的离子作置换。
广泛使用的吸附剂主要是阴、阳离子交换树脂。
离子交换法操作方法简单,适用于各种水质,可以达到很好的水质净化效果。
但是,对于盐度过高和有机物过多的水,其适用性有限。
3. 省水蒸发省水蒸发是一种简单有效的高矿化度矿井水处理方法,其基本原理为通过加热将水中的水分蒸发掉,从而达到去除水中盐类和矿物质的目的。
该方法具有设备简单、节水节能和操作简单等优点,但产生的盐渣会对环境和生态造成一定的影响。
4. 逆渗透法逆渗透法是一种高精度的物理处理技术,利用半透膜分离原理,将水中的有害物质、离子和混合物等从水中分离出去。
矿井污水处理磁分离水体净化技术
矿井污水处理磁分离水体净化技术现阶段我国普遍采用井下沉淀、地面处理手段对矿井污水进行处理,井下水仓存在清淤工程量高、运行费用高昂、水泵磨耗严重等问题。
综合分析矿井现状,山西某矿采用磁分离水体净化技术,对进入到水仓前的水进行处理,实现清水进水仓。
矿井污水处理工程建设分两期进行,其中前期污水处理建设能力为500m3/h。
一、工艺概述1.1 流程概述矿井生产污水经过井下巷道排水沟汇聚至进水渠后,通过在进水渠内设置机械格栅,去除水中含有的大块杂质后,水流流入至预沉淀池进行沉淀。
在预沉淀池内水中重量较大杂质得以沉积,并通过沉淀池底部污泥泵输送至污泥池内,进而进行压滤脱水。
具体磁分离水体净化技术工艺流程,如图1所示。
在预沉池内经过预处后的水体流入到混凝系统中,并添加PAM、PAC、磁种等,使得水体内的悬浮物可以在短时间内絮凝。
絮凝后的水经过磁分离机进行固液分离,使得处理后的水体质量满足出水要求。
磁分离机分选得到的煤泥进入磁分离筛鼓,在筛鼓高速运转作用下分离磁种与悬浮物,实现磁种循环利用。
1.2 水质处理标准矿井污水污染物种类以煤、岩粉,部分无机盐以及少量有机物。
采用磁分离水体净化技术时进水水质为:ρ(SS)≤1000mg/L,pH值介于69;出水水质除满足《煤炭工业污染物排放标准MGB20426—2006)、《煤矿矿井水分类MGB/T19223—2003)、《地表水环境质量标准MGB3838—2002)中地表水3类标准外,还应满足ρ(SS)≤30mg/L。
1.3 污水处理系统技术参数采用磁分离技术的污水处理系统一期处理能力按照500m3/h,具体的技术参数,如表1所示。
二、主要构筑物参数及工艺系统2.1 主要构筑物参数磁分离水体净化技术使用的主要构筑物参数包括有格栅渠、沉淀池、混凝反应池、中转池以及污泥池等,具体的各个构筑物参数,如表2所示。
2.2 主要水处理系统混凝系统主要有PAM搅拌、PAC搅拌以及磁种添加设备。
矿井水处理技术
矿井水处理技术
矿井水处理技术
矿井水的处理工艺技术,决定于矿井水的性质和处理后的用途。
从水质成份上看,矿井水既具有地下水及地面水的特点,又具有天然水体原水与污废水的性质。
因此,对其处理方法,可按城市给水净化工艺、工业给水纯化工艺以及废水处理工艺进行。
根据目前掌握的水处理技术对不同类型的矿井水进行处理,都可达到不同使用目的的水质标准和要求。
主要的问题是经济上是否合理可行。
因此,研究更有效、更经济、更适用的矿井水处理回用方法,仍是非常实际和重要的水处理技术课题。
对悬浮物的处理
构成矿井水悬浮物的主要成份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。
高矿化度矿井水的处理
高矿化度矿井水是指含盐量大于1000mg/L的矿井水,我国煤矿高矿化度矿井水的含盐量一般在1000~3000mg/L之间,少量矿井达4000mg/L以上。
因这类矿井水的含盐成份主要是源于Ca2+、Mg2+、Na+、K+、SO42-、HCO3-、Cl-等离子,其硬度往往较高,既不适用于生活饮用,更不适宜作锅炉用水。
矿井水处理工艺流程
矿井水处理工艺流程一般包括以下几步:
1.沉淀:首先将矿井水引入到沉淀池中,通过物理沉淀的方式去
除水中的悬浮颗粒物、泥沙、重金属等污染物。
沉淀池中一般设置有搅拌装置,以增加沉淀效果。
2.滤过:进入滤池或过滤器,去除矿井水中的悬浮颗粒和胶体物
质。
滤材一般采用石英砂、活性炭等。
3.活性炭吸附:如果矿井水中含有有机物或重金属等难以沉淀的
污染物,可以使用活性炭吸附的方法去除。
将矿井水通过活性炭床,有机物等污染物被吸附在活性炭颗粒上。
4.净化:经过前面的处理,矿井水中的大部分污染物已经去除。
为了保证水质更加清洁,可以使用多介质过滤器等设备进一步净化。
5.消毒:最后,对处理后的矿井水进行消毒,以杀死水中的细菌、
病毒等微生物,保证水质符合国家标准和要求。
消毒方法有紫外线消毒、臭氧消毒、氯消毒等。
需要注意的是,不同的矿井水处理工艺流程可能存在差异,具体的处理流程应根据矿井水的水质特征、处理目标、处理规模等因素进行综合考虑和设计。
吨矿井水净化处理方案
吨矿井水净化处理方案背景介绍:矿井水是由井下渗漏、地表水和降雨汇入井内所形成的水。
矿井水通常含有大量的悬浮物、溶解物、油脂和重金属等污染物,对环境和人体健康造成了严重威胁。
因此,对矿井水进行净化处理成为迫切需要的工作。
物理净化处理主要通过物理作用去除矿井水中的杂质、悬浮物和沉淀物等。
1.滤网过滤:选用不同孔径的滤网,通过逐级过滤的方式去除矿井水中的悬浮物和固体颗粒。
可以考虑使用微孔陶瓷滤芯和多孔滤板,对水中的细小颗粒进行过滤。
2.沉降沉淀:通过沉降池或沉淀槽,利用重力作用使悬浮物和沉淀物沉淀下来,然后将清水放出。
可以根据矿井水的性质和水质要求来设计沉降时间和处理容器的尺寸。
3.磁选净化:通过磁力将矿井水中的铁矿石等磁性物质吸附去除,可以使用磁选机进行处理。
化学净化处理主要通过添加化学药剂,进行氧化、沉淀和中和等反应,以去除水中的有机物和重金属离子等。
1.氧化剂处理:使用氯化铜、过氧化氢等氧化剂对水中的有机物进行氧化反应,使其转化为无机物,如二氧化碳和水等,并采用沉淀槽等设备去除杂质。
2.沉淀剂处理:通过添加适量的沉淀剂,如氯化铁和氯化铝等,使矿井水中的悬浮物和固体颗粒形成沉淀,并通过沉淀槽或沉淀池进行分离。
3.离子交换:使用离子交换树脂对水中的重金属离子进行去除,将矿井水中的重金属离子捕获在树脂上,使水质得到提高。
生物净化处理主要通过生物反应器中的微生物和植物,利用其降解有机物、吸附重金属离子和氧化污染物等能力进行净化。
1.植物净化:在矿井水污染源周围种植具有吸附能力的植物,如菖蒲和芦苇等,通过根系吸收和植物表面吸附固定污染物,从而净化矿井水。
2.微生物降解:通过选择合适的微生物,如生物膜和微生物发酵等方式,让微生物吸附和分解矿井水中的有机物,从而减少有机物的含量。
3.活性池处理:建立适宜生物生长的活性池,利用生物活性池中微生物的吸附和氧化作用,去除矿井水中的有机物和重金属离子。
总结:吨矿井水净化治理是一项复杂而重要的工作,需要根据实际情况采取不同的处理方案。
矿井水处理方案
矿井水处理方案矿井水处理方案是一项非常重要的工作,因为矿井水污染含量高、种类多,处理难度大,包括一系列的处理工艺以及处理设备。
以下是一个矿井水处理方案,介绍如何有效地处理矿井废水。
首先,矿井水处理必须加强预处理,将水中的悬浮物、沉淀物等颗粒去除,为后续处理做好准备。
对于这种情况,最常用的方法是采用颗粒物混凝沉淀技术。
通过添加混凝剂,将沉淀物和悬浮物凝结成较大的颗粒,便于后续的过滤、沉淀操作。
其次,对于矿井废水中的有机物、重金属等污染物,应采用生物降解等技术进行处理。
目前较为常见的是活性污泥法、生物接触氧化法等。
生物降解的优势是在高效去除有机物、重金属的同时,将大量有机物转化为二氧化碳和水,具有降低能耗、环保的特点。
针对矿井废水中的高浓度盐化物含量,可以采用离子交换膜技术和反渗透技术。
离子交换膜技术是先将废水中的离子和金属离子通过交换膜吸附,然后将废水中的氯、钠等盐分通过排放管排出;反渗透技术是采用高压力将低浓度的废水逆向渗透,从而去除水中的盐分,达到净化水质的目的。
这两种技术的特点是高效、稳定,可降低水的盐化程度,达到环保标准。
最后,矿井废水的综合处理技术,要求在保证水质达标的前提下具有可控性、安全性、经济性等综合考虑因素。
因此,对于不同类型的矿井废水,需要结合具体情况选择相应的水处理方案,以达到最优的处理效果。
同时,还需要加强运行管理、维护保养和安全控制等各方面的工作,确保矿井水处理工艺能稳定、高效地运行。
总的来说,矿井水处理方案需要全面考虑废水成分特点,并结合具体情况采用适当的处理技术,如颗粒混凝沉淀技术、生物降解等方法,同时加强管理与控制,以达到环保标准和稳定、高效的运行。
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我国矿井水净化处理技术起始于上世纪70年代末,目前用于处理能力在每天几万t以下的,处理地表江河、湖泊水的净化处理构筑物,在煤矿矿井水处理工艺中大部分被采用过,如预沉调节池、反应沉淀池(或澄清池)、过滤池等。
矿井水净化处理后可作工业用水或生活用水。
已投入使用的净化处理技术主要有:沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀过滤(混凝澄清过滤)等。
处理后直接排放的矿井水,通常采用沉淀或混凝沉淀处理技术。
处理后作为生产用水或其它用水的,通常采用混凝沉淀过滤(混凝澄清过滤)处理技术。
处理后作为生活用水,过滤后必须再经过消毒处理。
有些含悬浮物的矿井水含盐量较高,处理后作为生活饮用水还必须在净化后再经过淡化处理。
1矿井水处理技术现状
(1)混凝剂和混合形式。
含悬浮物矿井水净化处理通常采用铝盐或铁盐混凝剂。
目前聚合氯化铝较为常用,也有用聚合铝铁的。
絮凝剂主要采用聚丙烯酰胺。
矿井水处理中混凝剂混合方式通常采用水泵混合、管道混合器混合和机械混合,其中水泵混合较常采用。
(2)沉淀和澄清。
矿井水净化处理采用沉淀池或澄清池作为主要处理单元。
沉淀池采用平流式沉淀、斜管(板)沉淀,其处理能耗小,但存在处理设施占地面积大,沉淀污泥易堵塞造成排泥不畅等缺点。
机械加速澄清池、水力循环澄清池都是集混凝反应和沉淀过程于一体的水处理设施,水力循环澄清池具有处理过程中动力消耗低、耐负荷冲击能力强、设施维护简单和操作方便等优点。
机械加速澄清池占地面积较小,但处理能耗大、设备维护工作量大,实际应用中处理效果不如水力循环澄清池好。
气浮池也有应用,但应用较少。
(3)过滤。
矿井水处理常用的过滤设施有快滤池和重力式无阀滤池。
快滤池管路、阀门系统复杂,反冲洗操作繁琐;重力式无阀滤池能自动反冲洗,操作简便,管理和维护方便。
滤池通常采用无烟煤和石英砂双层滤料。
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(4)消毒。
矿井水净化处理后作为生活用水必须经过消毒处理,一般采用二氧化氯消毒,次氯酸钠和液氯采用较少。
(5)矿井水中主要含有以煤屑为主的悬浮物,具有色黑、加药后形成的矾花结构松散、沉降速度慢等特点。
许多含悬浮物矿井水处理工程,投入运行后,设计水量和水质达不到设计要求,主要是因为反应不充分、平流或斜管沉淀池表面负荷取值较大所致。
另一方面,由于提升泵、供水泵、加药设备、消毒设备、控制系统和附属建(构)筑等均按设计处理水量设计,这就造成工程投资的巨大浪费。
(6)不同煤矿的矿井水中所含悬浮物的浓度差异较大,决定了投加混凝剂种类和数量不尽相同。
由于混凝药剂选择和投加不当,使得一些煤矿矿井水处理后达不到预期效果。
由于不能及时对进水和出水水质、处理流量、加药量、水池液位等进行监控,许多矿井水处理工程只有水泵和简易的加药装置,因此,矿井水处理后的水量和水质无法得到保证。
(7)煤矿井下生产使用的采掘机械需要使用乳化油和机油,油类物质进入矿井水中,采用常规混凝、斜管沉淀和过滤技术不能有效去除矿井水中的油类物质。
2姚桥煤矿矿井水净化处理工艺
姚桥煤矿矿井水处理工程的设计处理能力为9000t/d,处理后作为生产和洗澡用水,采用混凝反应、澄清、过滤及消毒工艺,流程见图1。
图1矿井水处理工艺流程
矿井水由井下排水泵提升至预沉调节池,自流进入吸水井,由提升泵提升进入水力循
环澄清池,泵前加入混凝剂、泵后加入絮凝剂,水力循环澄清池出水自流进入重力式无阀滤池,滤池出水自流进入清水池,清水池前投加二氧化氯进行杀菌消毒。
无阀滤池的反冲冼水自流进入集水池,由潜污泵提升进入预沉调节池,以提高矿井水资源的利用率。
水力循环澄清池内泥斗中的煤泥水定时排放至煤泥浓缩池,浓缩后经渣浆泵提升进入压滤系统处理。
3矿井水处理工艺特点
姚桥煤矿矿井水处理工程根据矿井水水质特点确定工艺技术参数,采用一次提升到水力循环澄清池,再自流进入后续各处理构筑物,出水水质稳定可靠,动力设备较少,能耗较低。
采用水力循环澄清池与重力式无阀滤池相结合的工艺技术,主要处理构筑物采用钢筋混凝土结构,具有占地面积小、使用寿命长、工程投资省、工艺简单、操作管理方便、运行成本低等特点。
矿井水中浮化油在投入电解质混凝剂后脱稳,被水力循环澄清池内大量的回流泥渣截留和吸附,得以有效去除。
姚桥煤矿矿井水净化处理系统实现了自动加药、自动排泥、自动反冲洗的全过程监控,包括电控系统、上位监控系统、PLC系统和仪表检测系统。
仪表检测系系统包括加药流量、处理流量、水池液位和加药箱液位、进水和出水浊度等连续自动检测。
4效益分析
4.1经济效益分析
姚桥煤矿矿井水处理工程实施之前,全矿生产和生活用水主要靠抽取地下深井水,矿井水处理工程实施以后每年可净化利用的矿井水量为324万t。
(1)抽取地下水成本和年抽水费用。
深井水每年抽取量324万t;年抽水费用206.1万元;抽水成本0.636元/t。
计算依据是:水资源费0.23元/t;电价0.52元/度;排污费0.08元/t;现有水源井15个,水源井投资28万元/个(其中打井费用15万元/个,土建、设备及安装13万元/个),水源井使用寿命20年;每个水源井提升泵1台,功率15kW,每日运行15h,流量40t/h;每个水源井操作人员2人,人工工资900元/月;每个水源井年维护费用1万元。
(2)矿井水处理成本和年净化利用矿井水费用。
矿井水年处理水量324万t;年净化利用矿井水费用74.5万元;水处理成本0.19元/t(不包括供水电费)。
计算依据是:工程投资253万元,其中土建工程94万元,设备工程106万元,安装工程35万元,其它费用18万元;土建折旧按40年,设备折旧按20年;设备年维修费按设备投资的2%;电价0.52元/度,矿井水处理有效功率42kW,供水有效功率30kW;操作管理人员8人,人工工资900元/月;聚合氯化铝(PAC)2000元/t,投加量30mg/l;聚丙烯酰胺(PAM)20000元/t,投加量0.3 mg/l;处理水量9000t/d,年有效生产天数360d。
(3)年经济效益。
年经济效益=年免抽取深井水费用+年免交排污费-年净化利用矿井水费用=206.1+25.9(0.08 元/t×324万t)-74.5=157.5万元。
4.2环境效益分析
姚桥煤矿矿井水净化处理后,每年可减少排放悬浮物630t,环境效益明显。
4.3社会效益分析
矿井水净化处理后作为生产和生活用水可以减少地下深井水的开采量,节约地下水资源,保护矿区地下水和地表水的自然平衡;可以解决过度开采地下深井水带来的环境问题,改善煤矿企业和周围村庄之间的关系;可以解决矿区用水量日益增加和水资源越来越短缺的矛盾,保证煤矿企业的正常生产和经营,提高煤矿企业的综合效益,促进矿区的可持续
发展。
5结语
我国煤矿矿井水年排放量约为22亿t,而矿井水的资源化利用率仅在20%左右,大量未经处理的矿井水直接排放,不仅污染了环境,而且还浪费了宝贵的矿井水资源。
我国煤矿企业多分布在干旱和半干旱地区,水资源较贫乏,约2/3的煤矿缺水和严重缺水,生产和生活用水紧张,在相当程度上制约了煤炭生产和矿区经济的可持续发展。
姚桥煤矿矿井水净化处理技术为国家“九五”期间重点技术创新项目,其处理技术在其它煤矿区应用,会有广阔的推广前景。