矿山废水的处理与利用

•镉 与含铀羟矿基、石氨的基开、巯采基和的蛋冶炼加工中产生带有天然放射性 白质元分素子结，合如，铀能使、许镭多酶等系的废渣和尾矿等固体废物。
统受到抑制，从而影响肝、肾 器官中酶系统的正常功能。
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二 矿山废水来源
（三）选矿废水
1、来源：
（1）碎矿过程中湿法除尘的排水,碎矿及筛分车间、 胶带走廊和矿石转运站的地面冲洗水。
河水呈酸性，河中鱼虾绝迹，水草不生，称为 一条典型的“死河”。
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矿山废水的处理与利用
四 矿山废水污染的危害
（二）危害工农业生产
➢ 矿井废水对农业生产的危害相当严重，酸性水侵入农 田或用于灌溉会导致农作物不能正常生长，甚至枯萎 死亡
➢ 矿山废水对工业生产带来严重危害。地面和地下水受 到污染后，若使用污染水进行生产，往往会引起产品 质量下降或造成设备腐蚀。
污染； （4）性能衰减慢，使用寿命长。
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矿山废水的处理与利用
•案例
姚桥煤矿高矿化度矿井水反渗透处理技术
概况：井田中，构造断层较多，含水性、导水性不强， 断层带较宽且存在局部突水的可能。
1994年，涌水量为0.8×104~1.0×104m3/d。二期改、 扩建工程投产后，将达到2.2×104m3/d。生活、生产综 合用水量为6.6×103m3/d，其中工业用水量3.8×103m3/d ，生活用水量2.8×103m3/d，
其他中和剂：苛性钠、纯碱
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•硫化沉淀浮选法
利用硫化剂将水溶液中的金属离子转化为不溶 性或难溶性沉淀，然后加入表面活性剂改变沉淀物 的疏水性，疏水性沉淀物与起泡剂发生黏附上浮， 从而达到去除或回收重金属离子的目的。
反应方程式：
常用的硫化物：Na2S、H2S、NaHS、FeS等
Ⅱ类 Ⅲ类
集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生 生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等。
集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越 冬场、迂回通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区。
Ⅳ类
一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区
Ⅴ类
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农业用水区及一般景观要求水域
矿山废水的处理与利用
• 2、特点
水量大，悬浮物含量高，有害物种类多等特点， 主要有害物质有重金属和选矿药剂
• 3、对环境影响
悬浮固体淤塞河道 有毒药剂使水体气味变臭 鱼虾减少 异味变形，有毒金属造成水体污染，在鱼 和农作物中富集对人体危害。
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三 矿山废水的特点
•般•远全全吨低国选国煤于煤矿外排方发矿排放法达年矿2国排.5井m家矿水3矿的井的处井8水理0利水%约1用废利t。4矿率水5用石亿排不率（吨放足原。，量2矿3一石%，）
微咸水 1000~10000 mg/L
分类：
咸水 10000~50000 mg/L
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导致矿化度高的因素：
（1）被采煤层中含有大量碳酸盐矿物及硫酸盐类矿物；
（2）地区干旱，降水量少，蒸发量大，地下水补给不足， 使得矿井水盐分浓缩；
（3）开采高硫煤层，因硫化物被氧化产生游离酸，与碳酸 盐发生各种酸碱反应；
•电渗析，是一种以电位 差为推动力，利用离子交 换膜的选择透过性，从溶 液中脱除或富集电解质的 膜分离操作。
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•原理是在高于溶液渗透 压的作用下，依据其他物 质不能透过半透膜 而将 这些物质和水分离开来。
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•原液
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•工艺流程
•高矿化度矿井水
（一）危及人体健康及动植物的生存
水中含有的微生物和病毒，会引起各种传染病的蔓延
饮用水中含有氰化物、砷、汞、有机磷等有害物质时， 会引起中毒事故。
矿山水体污染严重时排入河流、湖泊，还会影响水生 植物的生长，甚至造成鱼虾绝迹。
•我国江西某铜矿，由于矿区的酸性水大量排 入附近的交集河，致使排放口以下5km河段内，
（PH值除外）
pH要•值以被化氧学化方的法还现测原有量6性生~水9物产样线质中的需量。新建（生扩6~产、9 线改）
2
悬浮物
100
70
3
化学需氧量 （CODCr）
100
70
4
石油类
10
5
5
总铁
7
6
6
总锰
4
4
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矿山废水的处理与利用
•三 非煤矿矿井水的处理与利用 （P36）
（一）来源：废石堆场、矿坑、选矿、尾矿废水
点矿 井 废 水 的 特
•
浮选法 浮选-磁选
3.5~4.5t 6-9t
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三 矿山废水的特点 • 碳水化合物、蛋白
质、脂肪、木质素等。
•
主 要 污 染 物
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• Hg、Cd、Pb、Cr、Cu
的化合物，放射性元素 及砷、氟、氰化物等。
矿山废水的处理与利用
四 矿山废水污染的危害
（二）特点：PH值低，硫酸盐含量高，重金属离 子，有机和油类污染物。
• （三）治理技术：中和沉淀法、硫化沉淀浮选法、 人工湿地法、微生物法、离子交换法、萃取法等。
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•中和沉淀 法
采用石灰石或石灰作为中和剂进行中和处理， 利用酸碱中和反应生成难溶于水的氢氧化物沉淀， 净化污水，提高废水的PH值的治理技术。
矿山废水的处理与利用
二 矿山废水来源
•断层破碎带是地下水
（一）矿井水
的通道和汇集带，沿断
在矿井开拓、采掘过程中渗入、流层入破、损涌带入可和沟溃通入各井个含
巷或工作面的水，统称为矿井水。
水层，并与地表水发生 水力联•前系期，生形产成形断成层的水
•来源：
采空区及废弃巷 道，由于长期停
止排水而汇积的
地下水。
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工艺流程
特点
•一高三低：高效率、低投资、低运转费、低维持技术
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矿山废水的处理与利用
作业
1、简述选矿废水的来源、特点，以及 对水环境的影响。
2、请写出三种非煤矿矿井水的处理方 法，并简述其概念。
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矿山废水的处理与利用
•第三节 煤矿矿井水处理与利用 •一 煤矿矿井水分类
矿山废水的处理与利用
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2020/11/30
矿山废水的处理与利用
第一节 矿山废水污染 一 矿山废水的概念
在矿山范围内，从采掘生产地点、选矿厂、尾 矿库、废石场、排土场等地点排出来的废水。
全国煤矿外排矿井水每年约为22亿m3以上，大 部分矿区的吨煤排水量约为2~4 m3
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注意：设专用输水管给予利用
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矿山废水的处理与利用
•三 含悬浮物矿井水的处理与利 用 •水质特征
➢ 中性，含盐量<1000mg/L，金属元素微量或未检出，不含 有毒离子
➢ 灰黑色，浑浊，细菌含量较多，悬浮含量100-400mg/L， 粒径50μm以下85%，平均密度1.2-1.3g/cm3
往往含有大肠菌数和细菌数也较高。
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矿山废水的处理与利用
•高矿化度矿井 水
也称苦咸水，含有较高的可溶性盐类及悬浮物质，含 盐量达到1000mg/L，甚至达到10000mg/L 。
特点：（1）含有SO42-、Cl-、Ca2+、K+、Na+等离子
（2）呈中性或偏碱，带苦涩味，少数为酸性。
硫酸盐含量2252.7mg/L
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•工艺流程
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矿山废水的处理与利用
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矿山废水的处理与利用
•人工湿地法
利用自然湿地生态系统中的物理、化学、生物 的协同作用，通过沉淀、阻隔、微生物同化分解、 硝化、反硝化以及植物吸收等途径去除悬浮物。
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•净化机理 •湿地植物：根系富集吸收。 •湿地基质：植物生长着床， 循环过滤截留、生化降解。 •湿地集水管：循环过滤出水。
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•洁净矿井水
相对于其他被污染的水而言，一般直接在井下涌 水口通过管道抽出地表。
矿化度低，总硬度低，PH值接近中性，有害离 子含量低微或者未检出。
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•高悬浮物矿井 水
含有煤粉、岩粉。
特点：悬浮物颗粒密度小、沉降速度慢；
悬浮物含量高，每升达数千或数万毫克；
（4）矿区处于沿海地带，地下咸水侵入煤田。
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•酸性矿井水
PH<6.5
•含特殊污染物的矿井 水
含有毒、有害元素（氟或铅）或放射性元素（镭和 铀）等当地煤矿特征污染物的矿井水。
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•二 洁净矿井水的处理与利 用
特点：中性或弱碱性，低矿化度，无有毒有害元素或 者其含量很低，基本符合生活饮用水的标准。
（2）选矿废水。含大量悬浮物的选矿废水,通常经 沉淀后澄清水回用于选矿，沉淀物根据其成分进入 选矿系统后排入尾矿系统。
（3）冷却水。碎、磨矿设备冷却器的冷却水和真空 泵排水。这类废水只是水温较高,往往被直接外排或 冷却后回用于选矿。
（4）石灰乳及药剂制备车间冲洗地面和设备的废水
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二 矿山废水来源
（二）废石场淋滤水
据2005年统计， 我国煤矸石年排放量可达1.5亿 吨，利用率为43%，历年积存的煤矸石20亿吨，大 量的煤矸石堆积成煤矸石山。
煤矸石中的黄铁矿经过风化及大气降水的长期淋 溶作用，形成的硫酸或酸性水离解处有毒有害元素， 如镉、汞、铅、砷等渗入地下。
•广东某铅锌矿，过去层采用氰化钠作为铅锌 分选的抑制剂，致使废水中含氰浓度大大超过
排放标准，先后污染农田千余亩，并使数以万 计的牲畜死亡。
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矿山废水的处理与利用
•赣州开采稀土污染严重，破坏70%以上的耕地
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矿山废水的处理与利用
第二节 环境标准
环境标 准 是为维护环境质量、控制污染而制定的各种
•过滤池 •浓缩池
•加药 •澄清池
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ห้องสมุดไป่ตู้
•处理工艺包括水和药剂的混合、反应及
是絮完凝成•体流上与述程水三的一个分过离程三与个一阶体段的。专澄门清设池备就。
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•井下水仓
•调节池
•提升泵
•加药 •反应池
•生活饮用 水
•外运
•清水池
•消毒
•过滤 池
•沉淀池
•压滤 机
•浓缩池
•流 程 二
•二 煤炭工业污水排放标准
自2007年10月1日起，煤炭工业水污染物排放按 《煤炭工业污染排放物标准》（GB 20426-2006） 执行。本标准规定了原煤开采、选煤水污染物排放 限值。
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选矿废水污染物排放限值
日最高允许排放质量浓度/（mg/L）
序 号
1
污染物
•有关物料的比重（单位：g/cm3）
名称 粘土 砂石 石英 湿细沙 三合土 无烟煤 焦煤
密度
1.91 2.20 2.65 1.90-2.10 2.41
1.60
1.30
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•处理工艺
•矿井
水 •井下水仓
•调节池
•水塔
•生活饮用 水
•外运
•清水池 •压滤机
•提升泵站 •消毒
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矿山废水的处理与利用
•四 高矿化度矿井水的处理与利 用 •水质特征
含盐量大于1000mg/L
主要来源于SO42-、Cl-、Ca2+、K+、Mg2+、HCO3-、Na+等 离子
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•脱盐方案
混凝、沉淀、脱盐
两种脱盐方法：电渗析脱盐技术、反渗透脱盐技术
•地面蓄水池
•投药 •反应池
•沉淀 池
•消毒剂
•电渗析 •清水池
•活性炭过滤 池
•砂滤 池
•用户
除去水中有机物，降低色度
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反渗透膜：一种只允许水（溶剂）通过而不允许溶质通 过的半透膜，反渗透的孔径大多≤10×104m。
反渗透膜的基本要求： （1）单位面积膜的透水速度快，除盐效率高； （2）膜的机械强度答，耐压密； （3）膜的化学稳定性好，耐酸碱能力强，不易受微生物
技术指标和准则的总称。
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•一 地表水环境质量标准
我国水环境质量标准，执行《地面水环境质量标 准》（GB3838-2001），该标准根据地表水域环境功 能和保护目标，按功能高低依次划分为五类。
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五类地表水水域功能
类别
适用范围
Ⅰ类
源头水、国家自然保护区