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煤矿矿井废水处理设计方案与实行

国际节能环保网  来源:《能源与节能》  作者:李亚前  日期:2018-02-02
   引言
 
  随着中国煤炭事业发展,在开采过程中废水问题凸显,解决好废水问题一方面可以缓解水资源紧张的局面,另一方面可以避免环境污染,所以要求必须对煤矿矿井废水的处理进行合理化设计和应用。
 
  1 煤矿矿井废水利用现状
 
  1.1来源:在煤炭开采作业过程中,由于矿井开挖深度不断增加,致使地下水与煤、岩层接触反应,继而使地下水颜色变得浑浊,并且含有大量悬浮物和有害元素。这些地下矿井废水不能直接饮用,否则会出现中毒现象。必须进行相关处理和加工后再排放,一般情况,这些经过加工的废水不能作为饮用水。
 
  1.2现状:现阶段中国废水利用率很低,基本上处于原始管理状态,矿井内废水通过水泵抽出直接排放,一方面造成资源浪费,另一方面造成环境污染。与矿井内废水大量浪费不同的是,中国水资源严重匮乏,对矿井废水的综合开发利用能够一定程度上缓解水资源短缺的问题,所以对于矿井废水的利用需要引起高度重视。
 
  2 废水处理原则
 
  2.1水质不同选择不同的处理方案:不同类型的矿井水其具有的水质也是不同的。a)有些矿井水质好且不含有或少含有害物质,在进行简单加工处理后就可以直接应用于日常生活和生产;b)弱酸性矿井水可以通过氧化还原反应进行脱硫工艺;C)废水中含悬浮物主要是煤炭开采中的煤和石粉末,对这类废水要进行过滤处置;d)对一些高矿化度的废水及特殊污染物的矿井水,这类废水一般因其具有对生物有害的物质,此类污水必须进行集中回收处理。
 
  2.2严格分析水质:由于开采作业面不断深入,水质也出现变化。地表和岩层水中主要是含悬浮物和一般水类杂质,而随着不断向下挖掘,地下水水质呈现不稳定性。所以在矿井废水利用过程中必须要进行综合分析,以便做出全面和科学的废水处理方案。
 
  2.3杜绝水质二次污染:对于矿井废水的提纯和分流过程中,必须要严格按照流程和工艺进行。避免出现由于操作不当而出现水质的二次污染,进而影响水体质量出现重大安全隐患。
 
  2.4处理长远利益与眼前利益关系原则:对于矿井污水的处理,不要只看眼前的投入,要以长远、整体的眼光看问题。对于眼前的污水设备投入是获得长远利益基础,要树立环保意识和科学管理意识,这有益于企业的长期发展。
 
  2.5根据开采工艺确定处理工艺
 
  2.5.1洁净矿井水:洁净矿井水水质较好,一般可以使用分流排水方式。对这类水在矿井中设有专门的排水系统,经过简单处置和消毒后,可以作为工业和生活饮用水。
 
  2.5.2含有悬浮物的矿井水处理工艺:由于污染物来自于煤炭开采中,煤层和岩层与机械碰撞产生的大量粉尘,这种细小颗粒物也被作为生活用水加以利用。对水中的悬浮物主要处理方法过程:混凝-沉淀-过滤斗消毒,先将铝或铁盐进行配比,之后在水泵或管道混合器之中充分混合,进而完成混凝反应后生成沉淀以便于过滤颗粒物质。依次加入NaCIO,、CIO:和液氯进行消毒。
 
  2.5.3高矿化度水的处理工艺:膜分离方式是比较常用的高矿化度水提纯方式,其主要通过压力差、浓度差和电位差这类推动力对废水进行提纯。
 
  2.5.4含特殊污染元素的废水处理工艺:对于含有Fe、Mn类重金属的特殊污染物处理,首先要去除悬浮物再采用充氧氧化法的除铁工艺流程。对于含氯类的特殊污染物,主要采取活性氧化铝法。在除氟和再生时,铝氟配合进行杂质分离。除此之外,近些年以来关于水质净化和提纯技术也在不断发展。还出现了生物化学和湿地生态处理的工艺,这两种工艺其具有低运行成本和技术管理方便的特点,已经开始得到广泛应用。
 
  3 废水处理操作过程设计与实行
 
  煤矿在进行矿井废水实际处理时,要考虑综合因素,采取多种处理工艺、多方案、多角度进行合理设置。煤矿企业是废水处理的主要责任人,废水必须及时、合理处理。处理后的水要经过管道传输,所以在废水处理场所的选址上,要兼顾煤炭工业场地和居住区位置和距离。根据水质不同进行使用区分,满足生活和工业需求。
 
  3.1具体流程:废水处理操作具体流程见图1。
 
  
  废水处理步骤:a)收集废水,放人集水调节池中,对于水量的多少进行时时调控;b)将废水抽人水泵房和跌水混合池,在这个过程中要满足絮凝剂均匀混合,使水中的絮凝在外力作用下进行颗粒互相接触和碰撞,以便形成较大的、质地较硬的絮状体,进而能够快速沉降和分离;C)通过重力作用在沉淀污泥池中完成污泥去除过程;d)经过处理和分离水质过程,处理的水集中存放,而污泥则制成泥饼用于农用或海洋投弃阎。
 
  3.2改革废水处理方案:废水池修建和处理需要大量人力、物力及电力和资金,这些都增加了企业的成本投入,对于一些生产量大且生产稳定的煤矿企业是可以做到的,但是对于一些中小型煤矿而言,这无异于变相增加了资本投人,极易出现对废水的不处理和偷偷排放现象,这些都是我们在废水处理方案实施过程中要考虑的问题。
 
  3.2.1 引入新式废水处理技术:与以往对废水加工的添加化学制剂不同的是,在国际上出现一种生物化学处理法,其处理原理是菌化过程改变井水中的金属物质。其主要做法就是在酸性条件下将氧化亚铁硫杆菌投入到废水内,完成对其酸性矿井水的中和及除去Fe的过程。此外还有一种利用自然生态系统中的湿地进行废水处理,通过对废水中的杂质的吸附过滤和离子交换以达到污水的高效净化。以上两种方法具有废水处理费用成低、耐冲击和满足间歇排放污水的特点。对于污水的处理可以采用这两种手段,并把这两种技术引用到实际污水处理过程中。
 
  3.2.2废水处理工艺选择:国内废水处理工艺主要有超磁分离工艺、机械加速澄清池、高密度倾斜板沉淀池处理工艺。面对煤矿废水排放量大及修建废水池的需要,近年来出现了微滤处理工艺,主要是考虑占地制约及原厂扩建等限制因素。表1是几种处理工艺的对比。
 
 
  选择何种处理废水工艺可以依据该地区水质特点,做好废水处理站的建设营运的成本合计工作,做到依据实际情况建设,选择资金投入少而污水处理效果好的合理方案。
 
  3.2.3废水处理站选址:要保证废水处理站正常运作及减轻工人劳动强度和处理效果的要求,废水处理站的修建选址要依据废水处理后的主要用途,满足矿井生产和工业生产和居民生活需求,最好是避免山坡和地质下陷地带及上风向位置。
 
  4 结语
 
  对于煤矿矿井废水的处理和设计必须遵循可持续发展原则,处理好眼前利益和长久利益的关系。在处理废水时根据废水的特质进行具体操作,结合矿井生产实际,注重使用新技术和新工艺,使废水处理达到更好的提纯和净化效果。
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