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摘要:近年来,我国对煤矿资源的需求不断增加,煤矿开采越来越多。传统的矿井水处理是在地面布置处理厂对矿井水进行集中处理,然而,在实际运行中存在诸多问题,特别是受环保政策的影响,弊端日益突出。研究煤矿矿井水处理技术就有非常现实性的意义。下文在探究我国煤矿矿井水处理技术现状的基础上探究了煤矿矿井水处理技术和应对处理方法。
关键词:矿井水;磁分离;水处理站
引言
随着社会经济的发展,人们的生态环保理念逐渐成熟,并且愈发重视生态环境的保护。煤矿开采产生的大量矿井水如果得不到有效的处理,会产生比较大的环境污染问题,与国家提出的生态文明建设和绿色开采理念相悖。为此,煤矿开采企业要深入研究矿井水处理工程问题,并且积极采取应对处理方法,以此改善煤矿开采环境。
1国内煤矿矿井水利用现状
我国对煤矿矿井水处理与回用研究起步相对较晚,综合利用率偏低。近年来,随着国民环保意识的加强及水资源可持续利用政策的实施,我国煤矿矿井水处理技术得到了迅猛发展,矿井水综合利用水平明显提升。目前,我国煤矿矿井水主要运用于以下几个方面:①矿区工业生产用水,将矿井水资源用于煤矿内部生产使用,包括井下生产、喷雾降尘、地面选煤厂及锅炉房等生产方面,同时还有少量用于煤矿周边的电厂、煤化工及其他工业园区等;②生活饮用与杂用水,主要是通过深度处理达到相应标准后用于矿区及周边居民日常生活用水;③生态灌溉利用水。主要用于煤炭矿区沉陷区回灌、矸石场复垦绿化、小区绿化等方面;④其他用水。如有些矿区利用矿井水源热泵技术将其用于供暖、供热和供冷等方面。
2煤矿矿井水处理技术
2.1苦咸水(高矿化度矿井水)中溶解性盐类的去除工艺
据相关数据粗略估计,我国煤矿中约有40%的矿井水中含有大于1000mg/L的溶解性盐类,远远超过了国家饮用水所规定的标准。处理净化这类水是不能够运用于对水质要求较高的场合,比如居民生活用水、井下配置乳化液、锅炉补给等。但是用作一般工业用途是完全没有问题的。去除苦咸水中的盐类通常采用膜法工艺,往常采用电渗析工艺,近年来日渐成熟的的反渗透技术以低运行以及投资成本后来居上,有逐渐替代电渗析的发展趋势。
2.2含悬浮物矿井水
煤矿开采过程中,煤粉和岩粉被带入地下水中(主要是煤粉),矿井水悬浮物含量增高,感官性变差,且一般由于悬浮物粒度较小,自然沉降速度较慢。含悬浮物矿井水中悬浮物含量每升为几十到几百毫克,少数超过1000mg/L,但其他理化指标基本符合生活饮用水标准。含悬浮物矿井水通常采用“预沉调节—混凝—沉淀—过滤—消毒”组合处理工艺。其中混凝是水处理过程中最重要的环节,选择混凝剂的原则是产生大、重、强的矾花,对水质无不良影响,常用的混凝剂为铝盐和铁盐混凝剂。不同矿井水中悬浮物的浓度不同,加入混凝剂的数量也不相同,加入过量或者过少,均会影响矿井水处理净化效果。根据矿井水的用途不同,含悬浮物矿井水有时也可以简化,比如悬浮物矿井水用作景观环境用水时,对悬浮物浓度的要求不是十分严格,可经过“混凝—沉淀”或“澄清—过滤”处理工艺后用于景观灌溉。此外,磁絮凝技术是用于去除水中悬浮物的新兴技术。此技术通过人为地向水中投加磁种,在与混、絮凝剂的同时作用下,水中的悬浮物在磁种表面凝聚并形成密度较大、沉降速度较高的磁絮体,以达到去除水中悬浮物的目的。
2.3磁分离水处理工艺
采用磁分离处理矿井水,首先对原水进行预处理,主要去除水中的悬浮物。待预沉池内水中大颗粒及大比重物质沉积下来,预沉池设潜水渣浆泵,将泥定期排入污泥池,再由污泥泵送至压滤机脱水,泥饼经矿车提至地面。处理后的清水进入清水池,回用或者排放。
3煤矿矿井水处理工程问题的应对处理方法
3.1因地制宜地选择合适的矿井水
企业应因地制宜地选择合适的矿井水处理技术和利用方向,增强技术创新,提高技术装备水平,降低处理成本,促进矿井水综合利用的经济、环保发展。
3.2科学设计矿井水调节池
煤矿矿井水的处理工程是保证煤矿安全、科学生产的重要保障,需要从设计、实施以及管理等多个方面入手,全面加强对矿井水的处理力度和重视程度,以此推动煤矿的绿色开采。矿井水调节池作为矿井水处理工程的重要组成,设计人员在设计初期需要结合以往的设计经验和煤矿开采地的实际情况,合理、科学的进行设计规划,按照煤矿开采量和排水量之间的关系进行调节池容量的设计与调整,以此保证调节池的容量能够满足矿井水的最大排除量,保证预沉和处理的整体效果,为后续的矿井水处理提供足够的帮助。同时要对调节池现有的污泥处理系统进行优化的改善,加快污泥的沉淀和排出.
3.3完善政策措施
通过税收优惠、财政补贴等方式适当扶持中小型煤炭生产企业在矿井水开发利用中的产业发展。同时要拓宽融资渠道,促进企业合作联合开发、共同利用矿井水。从政策层面积极促进矿井水利用产业发展和社会效益最大化。
4矿井水应用前景及存在的问题
将煤矿矿井水处理后作为煤矿工业用水或生活用水,不仅解决了矿区缺水问题,而且充分利用了矿井水水资源,节省了地下水资源,具有明显经济、环境和社会效益。煤矿污水处理回用有着广阔的发展前途,需要我们在实践中不断探索,目前设计工作中主要存在的问题有:①由于国家宏观政策的缺位和受传统观念的影响,水在大部分煤矿区一直作为为廉价的资源而被滥用和浪费,这与我国目前所面临的水资源严重短缺的现状是极其矛盾的,必须通过制定严格的法规和广泛的宣传来改变这种局面。②由于对矿井水缺乏基础性的水化学研究,目前煤矿区对矿井水的利用仍是比较粗放和简单化的,这种现象又反过来加重了人们对矿井水的误解,从而在某种程度上制约了矿井水广泛利用。③为提高我国煤矿矿井水处理的技术水平,必须在详细分析矿井水的水化学组成和物化性质的基础上,研究合适的矿井水处理工艺和参数,以提高煤矿矿井水利用的技术水平。
结语
综上所述,对井下矿井水的处理,采用本次设计的两种工艺均可行,可有效去除矿井水中的固体颗粒污染物等。结合煤矿安全生产实际情况推荐磁分离处理方案。在保证上述水量不超过设计水量,矿井水水质无较大波动的前提下,加强矿井水处理站生产管理,定时监控,及时调整,是可以稳定运行的。矿井水处理建设项目属于环保项目,采用的装置设施自动化水平比较高,符合相关产业要求。
参考文献
[1]陈元良,何绪文.我国矿井水处理利用现状及存在的问题[J].科技创新导报,2009(24):219.
[2]肖利萍.矿井水混凝处理试验研究[J].工业用水与水,2001(06):33-35.
[3]王彦,赵勇.煤矿矿井水主要处理技术[J].能源环境保护,2005(06):16-18.
[4]王瑶.高悬浮物高矿化度矿井水处理及资源化[D].邯郸:河北工程大学,2013.
[5]王志高,吴金刚,宋彦龙.气液两相流强化陶瓷膜过滤煤炭矿井水的研究[J].水处理技术,2014:81-84.
[6]田永亮.沉淀+过滤工艺应用于矿井水处理中的问题[J].中小企业管理与科技.2012(31):57-58.
[7]张涛.渭北矿区矿井水处理现状及优化措施[J].建筑工程技术与设计.2014(5):506.