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煤矿矿井废水处理中混凝沉淀优盈APP下载过滤器的应用

[日期:2011-11-25] 来源:优盈登录注册  作者:优盈官网 [字体: ]

煤矿矿井水既是一种具有行业特点的污染源,又是一种宝贵的水资源。目前我国很多煤矿一方面严重缺水,另一方面未经处理直接外排,造成大量水资源的浪费,并且污染环境,在相当程度上制约了煤炭生产和矿区经济的可持续发展。因此,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。

    煤炭在我国能源结构中占70%以上,煤炭开采过程中排放大量废水,若不经处理直接排放,势必对环境造成严重污染,同时造成水资源的大量浪费,无法实现循环经济的目标。据统计我国40%的矿区严重缺水,已制约了煤炭生产的发展。西北矿区多处于山区,水资源更为缺乏,地表水又多为间歇性河流,枯洪水季节流量相当悬殊,常年流量稀释能力差,排入河流的污水造成严重污染。因此,开发、管理、利用好煤矿水资源,对煤炭工业可持续发展具有重要意义。

1、煤废水污染严重

据包括10多位院士在内的专家学者鉴定通过的一项课题研究表明,山西每年挖5亿吨煤,使12亿立方米的水资源受到破坏。这相当于山西省整个引黄河水入晋工程的总引水量。专家呼吁,应当从技术、人才、资金投入和经营机制等多方面解决这一世纪难题,帮助山西省等煤炭主产区摆脱“产煤致旱、因煤致渴”的困扰。

这项关于山西省煤炭产业可持续发展的研究表明,山西省采煤造成严重的水资源破坏,加剧了水资源短缺问题。这项课题研究表明,山西每挖1吨煤损耗2.48吨的水资源。每年挖5亿吨煤,使12亿立方米的水资源受到破坏。这相当于山西省整个引黄工程的总引水量。因此,这对于山西这个人均水资源量仅占全国平均水平不到五分之一的地区来说是个非常严重的问题。

目前,由于煤炭开采对地下水系破坏非常严重。据统计,山西采煤对水资源的破坏面积已20352平方公里,占全省总面积的13%。山西省大部分农村人畜吃水靠煤系裂隙水,而煤矿开采恰好破坏了该层段的含水层。据统计,全省由于采煤排水引起矿区水位下降,导致泉水流量下降或断流,使近600万人及几十万头大牲畜饮水严重困难。

2、煤炭采掘业废水治理技术问题

99%的采煤项目废水没有进行治理,从主观上应该说是环保监管不力。从客观上说是我们环保部门对采煤项目废水治理技术持谨慎态度。采煤废水治理技术多如牛毛,那种技术最适用、工艺最成熟、操作管理最方便、投资最省、运行费用最低,一直是我们环保部门在寻求的。由于采煤废水复杂多变,在同一矿井废水中,同时含有铁、锰等重金属,硫、氟、氯等非金属及有机污染物和悬浮物,有的矿井废水呈弱酸性(如织金县珠藏、凤凰山等),再就是即使是同一矿井,所采层不同,废水性质也不同,甚至是差别很大。这就给煤矿废水治理技术的选用带来很大的困难。通常情况是某一技术只能有效处理某一污染物,不可能把所有超标的污染物都处理好。一个煤矿不可能投入很多资金对污染物进行单项处理,这就是采煤废水治理在技术上的难点。有的业主自行修了一两个池子,把矿井废水往池子一放,就是对废水进行处理了。事实上不是这样简单,可能连悬浮物也处理不了,金属和非金属就更不可能处理了。

  矿井废水主要处理技术

我国煤矿矿井水处理技术起始于上世纪70年代末,大多污水治理工作都只停留在为排放而治理。然而回用才是当今污水治理发展的必然趋势,将防治污染和回用结合起来,既可缓解水源供需矛盾,又可减轻地表水体受到污染。现国内使用的处理技术主要有:沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀过滤,优盈APP下载反冲洗过滤器过滤,紫外线杀菌器消毒等。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处理技术;处理后作为生活用水,过滤后必须再经过除酚,紫外线杀菌器杀菌等对人体有害物质及消毒处理;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。

矿井水处理回用的条件

1、矿井废水的产生及特点煤矿矿井废水包括:煤炭开采过程中地下地质性涌渗水到巷道为安全生产而排出的自然地下水,井下采煤生产过程中洒水、降尘、灭火灌浆、消防及液压设备产生的含煤尘废水。因此,它既具有地下水特征,但又受到人为污染。矿井废水的特性取决于成煤的地质环境和煤系低层的矿物化学成分,其中井田水文地质条件及充水因素对于矿井开采过程矿井废水的水质、水量有决定性的影响。因此,对矿井废水处理要考虑开采过程中水质、水量的变化。华亭矿区新柏煤矿矿井废水水质取矿井正常排水时井口水样。通过现场调查和资料查找,收集了多年来华亭矿区有关矿井水和地下水的化验数据资料,以及平凉市环境监测站监测数据综合分析,该煤矿矿井废水含煤泥为主要悬浮物,有机物略有超标,粪大肠菌群超标,挥发酚超标。

2、矿井废水回用途径煤矿矿井水处理后可作生产用水或生活用水,矿井生产用水主要是井下采掘设备液压用水、消防降尘洒水,生活用水主要是冲厕、洗浴水以及深度处理后用于饮用水。

处理工艺

新柏煤矿矿井废水处理工程的设计处理能力为800~1000m3/d,处理后作为生产和生活用水,采用混凝反应、过滤、活性炭吸附及消毒工艺。

矿井废水处理工艺流程矿井废水由井下排水泵提升至灌浆水池,部分用于黄泥灌浆,其余废水自流进入曝气池,气浮除油后进入斜板沉淀池进行初步沉淀,由提升泵提升进入混凝沉淀设备,同时加入混凝剂,经过斜管沉淀后,将絮状物沉淀到底部而被去除,清水从上部溢流出水自流进入砂滤罐,出水自流进入清水池,清水池前再经过过流式紫外线杀菌器进行杀菌消毒。优盈APP下载自清洗过滤器的反冲冼水自流进入污泥池,上清液自流进入曝气池,以提高矿井废水资源的利用率。出水若用作生活用水,则优盈APP下载过滤器出水进入活性炭吸附装置处理后流入清水池用作生活用水。

主要处理单元

1、预沉池曝气矿井废水中含有少量的有机物,通过曝气接触氧化去除废水中的有机物。另外,井下液压支柱等设备产生少量油类,通过气浮除油,使废水中油类达标。

2、混凝沉淀煤矿矿井水主要污染物为悬浮物,处理悬浮物主要采用混凝沉淀法,用铝盐或铁盐做混凝剂,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,水流在反应区中流速逐渐降低,使废水和混凝剂药液的反应在反应器中逐渐全部完成。完全反应的废水流出反应区后开始形成混凝状物质,经过布水区进入斜管填料,由于斜管填料采用PVC六角峰窝状填料,利用多层多格浅层沉淀,提高了沉淀效率。将絮状物沉淀到底部而被去除,清水从上部溢流排出。

3、矿井废水经混凝沉淀后,水中还含有较小颗粒的悬浮物和胶体,利用高精度网式过滤机设备将悬浮颗粒和胶体过滤,它是混凝沉淀装置的后处理过程,同时高精度网式过滤机也是活性炭吸附深度处理过程的预处理。优盈APP下载高精度网式过滤机采用316L不锈钢烧结网,滤元终身免更换,水过滤器为优盈APP下载反冲洗,不需要人工单独管理,操作简便,管理和维护方便。

4、活性炭吸附该煤矿矿井废水主要含有挥发酚,酚类属于高毒物质,它可以通过皮肤、粘膜、口腔进入人体内,低浓度可使细胞蛋白变性,高浓度可使蛋白质沉淀。长期饮用被酚污染的水源,会引起蛋白质变性和凝固,引起头晕、出疹、贫血及各种神经症状,甚至中毒。处理中水用作生活饮用水,必须用活性炭吸附装置处理。活性炭的比表面积可达800~2000m2/g,具有很强的吸附能力。该装置采用连续式固定床吸附操作方式,活性炭吸附剂总厚度达3。5m,废水从上向下过滤,过滤速度在4~15m/h,接触时间一般不大于30~60min。随着运行时间的推移,活性炭吸附了大量的吸附质,达到饱和丧失吸附能力,活性炭需更换或再生。

5、消毒废水中含有一定的病菌、大肠菌群,处理后回用于洗浴时,若不经过消毒,对人体皮肤伤害严重。所以矿井废水处理后作为生活用水必须经过消毒处理,本工艺采用超声波紫外线杀菌器,紫外线消毒器杀菌拥有光谱杀菌能力,能够轻易的彻底杀死包括:军团菌(Legionella)、阿米巴(amoeba)在内的130多种的有害菌、微生以及所有种类的真菌、滤过性病毒、霉菌、刨子。此外超声波紫外线杀菌器可以完全消除饮水中的有害细菌,微生物,并且对水的味道,气味没有改变,从而使受处理的水达到饮用标准。这种简单、安全、实用性强、低投入的净水方法是非常适用于饮水卫生安全问题的。

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