煤矿矿井废水综合治理创新发展

煤矿矿井废水综合治理创新与发展

摘要:为解决我国煤矿缺水问题,应积极开展煤矿矿井废水综合治理,实现废水资源的综合利用。就此,文章简述了煤矿矿井废水的特点,分析了煤矿矿井废水处理技术,最后就矿井废水综合利用的模式进行了探讨。

关键词:矿井废水治理资源化综合利用

中图分类号:x752 文献标识码:a 文章编

号:1674-098x(2012)08(b)-0132-01

在我国,传统能源结构式是以煤炭为主,而我国的煤炭绝大部分蕴藏在干旱和半干旱地区。在这些地区,水资源较为贫乏,约2/3的煤矿缺水或严重缺水,生产和生活用水非常紧张。与此同时,在煤炭开采过程中会产生大量的废水,其大部分来自于地下水,受到了煤炭开采的影响水质恶化。这些废水排入环境不仅造成了污染问题,而且造成了水资源的严重浪费。因此,对煤矿矿井废水进行资源化利用有着重要的意义。

1 煤矿矿井废水的特点

煤矿矿井废水主要来自于煤矿开采过程中通过渗入、流入和涌入矿井的地下水,水质影响因素非常多,随着地质结构、煤层特性、煤质特点、采煤工艺等因素的不同,水质千差万别。通常的污染物为煤粉和岩粉形成的悬浮物、可溶的无机盐、少量的有机物以及大量的细菌,此外,少数矿井还可能含有毒有害物质。一般地,煤矿矿井废水可以分为以下5种类型[1]:(1)较洁净矿井水,这类矿井废水所

受污染程度较轻或未受污染,简单处理后即接用于生活和生产;(2)酸性矿井水,其ph值较低,含有一定悬浮物,大量的铁、锰离子以及一些重金属(如铅、砷、铬等);(3)含悬浮物矿井水,其主要污染物是悬浮物和细菌,其余指标都属于正常的地下水水质;(4)高矿化度矿井水,这类矿井废水含盐量高、硬度大,矿化度通常在1500～4000mg/l,最高可达15000mg/l;(5)特殊污染物矿井水,特殊污染物如含一些放射性元素,这类矿井废水通常比较少见。

2 煤矿矿井废水处理技术概况

在以往的煤矿矿井废水治理中,大多数停留在为排放而治理,采取废水处理技术包括以下几种处理方法。

(1)含悬浮物矿井水的混凝处理。由于矿井废水在井下水仓停留了一定时间,因此较大的煤、岩粒已沉淀在底层,排放到地面的矿井废水含有悬浮物通常为较细的颗粒,此时,絮凝剂的投加能使这些较细的悬浮颗粒通过混凝作用沉淀下来,从而达到水质的净化。如朝川矿矿井废水处理工程就使用到了混凝技术,絮凝剂为铝盐或铁盐,混凝剂混合方式采用管道混合器混合,混凝沉淀装置采用倒喇叭口作为反应区,混凝后的出水进入斜管填料,利用多层多格浅层沉淀将絮凝沉淀物全部去除,达到了净化水质的效果[2]。(2)酸性矿井水的中和处理。对酸性矿井水,通常采取的中和处理,利用酸碱中和的原理使矿井水的ph恢复到中性。较为常见的方法是采用石灰乳中和法,将生石灰加水配制成5%左右的石灰乳后,加入酸性矿井水中进行中和反应。除此之外,还有将石灰石置于滚筒内进行中

和反应的石灰石中和滚筒法以及将石灰石装入圆锥体形中和塔形

成滤料中和矿井废水的升流式变滤速膨胀中和法。(3)高矿化度矿井水的电渗析处理。由于高矿化度矿井水无机离子浓度较高,因此进行的处理主要是降低其矿化度,通常的方法是采用电渗析,在直

流电场的作用下,利用阴阳离子交换膜对溶液中阴阳离子的选择透过性,使离子作定向迁移,来达到对无机离子进行去除。需指出的是,以上方法对矿井废水的治理很大程度局限于“就水治水”,并没有考虑太多矿井废水的综合利用,这对于矿产地区特别是水资源相对贫乏的地区是一种极大的浪费,因此探索煤矿矿井废水综合利用的新模式具有重要的现实意义。

3 煤矿矿井废水综合利用新模式的探讨

3.1 以深度处理实现矿井废水的中水回用

为实现矿井废水资源的充分应用,则必须提高矿井废水处理出水水质,使其达到的中水回用标准。为此通常采取的方法是在二级处理的基础上,对出水进行深度处理,通常采用的方法如消毒、过滤、活性炭吸附、膜过滤等。典型的矿井废水中水回用工艺为如图1。

3.2 以粉煤灰处理矿井废水实现以废治废

矿井废水是伴随煤矿开采产生的,与此同时,粉煤灰是热电厂燃

煤粉锅炉排放的固体废弃物,两者的产生都是由煤矿而起。对于粉煤灰而言,粉煤灰因具有疏松多孔、比表面积大、表面活性点多、物理化学吸附性强等特点已被广泛研究并用于矿井废水的处理。因此,用粉煤灰处理矿井废水,能达到很好的以废治废的效果。在吴斌

的研究中,他利用改性粉煤灰对煤矿矿井废水进行预处理,试验结

果表明制备的火法改性粉煤灰处理矿井废水,codcr、浊度、悬浮物和色度的去除率分别可达92.51%、99.02%、98.35%和95.0%,被证实是一种处理煤矿矿井废水的好方法。所以这种方法极具推广的应用前景。

3.3 以膜法处理矿井废水制备生活饮用水

矿井废水究其本质,大部分都来自于地下水系统,特别是一些污

染程度很轻或者根本没受到污染的矿井水,没必要和一般矿井废水一样进行废水处理达标排放。实现以矿井废水制备生活饮用水应作为矿井废水处理的最终目标。为此,已有一些矿井已成功利用矿井水制备出了符合国家饮用水标准的生活区饮用水,其中相当一部是采取膜法进行,如郑煤集团煤矿矿井废水处理工程、枣庄某煤矿生活饮用水制备工程等。这些用矿井水制备饮用水的实践是十分值得学习的,也为煤矿矿井废水综合治理定下了最新和最终的目标。

4 结语

我国的煤炭绝大部分蕴藏在水资源匮乏的干旱和半干旱地区,很大程度上限制了煤炭的开采。与此同时,煤炭的开采过程中会产生大量的废水,这些废水排入环境不仅造成了污染问题,而且造成了

水资源的严重浪费,因此对煤矿矿井废水的综合治理应摆脱传统处理模式的“就水治水”,充分考虑对煤炭矿井废水进行综合利用,在以后的煤矿矿井废水处理过程中最基本的应实现以深度处理实现

矿井废水的中水回用;其次应积极开展煤炭产业链中的“以废治废”

处理,鼓励并倡导粉煤灰的使用,实现以废治废的目的;最后,应以矿井废水制备生活饮用水为最终目标,积极开展工艺和技术的研究和探讨,寻找到适合我国矿井废水饮水级处理的有效技术。

参考文献

[1] 康宁.浅议煤矿矿井废水资源化利用[j].山西焦煤科技[j],2009(s1):127-128.

[2] 张夏红,张振学,董巨威.混凝沉淀过滤技术在矿井废水处理中的应用[j].中州煤炭,2007(5):73-74.