高浊度高悬浮物煤矿矿井水处理技术研究状况_王平

-74-中国科技信息2008年第13期CHINASCIENCEANDTECHNOLOGYINFORMATIONJul.2008工程便等有机污染物。4)混凝过程中矾花形成困难，沉降效果差。矿井水中悬浮固体多为有机物(煤粉)和无机物(岩粉)的复合体，且不同煤化阶段的煤分子结构大不相同，煤粒表面所带电荷数量也不相同，因而其亲水程度差异较大。因此含悬浮物矿井水中煤粉表面与水和无机混凝剂的亲和能力要比地表水系中的泥砂差得多。5)矿井水中的煤粉仅为悬浮物，并不是耗氧有机污染物。不同的含悬浮物矿井水CODcr差异较大，但CODcr是由于煤屑中有机碳分子的还原性所致，故一般不需要进行生化处理。3含悬浮物的矿井水处理技术含有较多煤粒、岩、粉等悬浮物，一般呈黑色，但其总硬度和矿化度并不高。根据悬浮物的特性，对工业用水净化处理常用的主要方法有混凝、沉淀。常用的混凝剂为铝盐和铁盐混凝剂。混合过程是让药剂迅速而均匀地分散到水中，应在尽量短的时间内与原水均匀混合，使水中的全部胶体杂质都能和药剂发生作用。原水加混凝剂后，经过混合作用，水中胶体杂质凝聚成较大的矾花颗粒，在沉淀池中去除。3.1常规处理工艺高悬浮物是矿井水的常见特征，因此也被称为常规矿井水。根据其水质特征，主要是通过各种手段沉淀和分离水中的悬浮物。常规矿井水处理工艺普遍采用混凝、沉淀、过滤、消毒工艺，不仅减少了对环境的污染,而且取得了明显的经济效益。1)混凝剂和混合形式含悬浮物矿井水净化处理通常采用铝盐或铁盐混凝剂。目前聚合氯化铝较为常用,也有用聚合铝铁的。絮凝剂主要采用聚丙烯酰胺。所用混凝剂一般为硫酸铝和聚合氯化铝。采用聚合氯化铝铁,对矿井水进行处理实验结果表明,这种无机高分子混凝剂对矿井水的水温及pH的变化适应性很强,其去浊率比硫酸铝有明显优势。而对于聚丙烯酰胺这类有机高分子剂,由于高浊度高悬浮物煤矿矿井水处理技术研究状况王平中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院100083摘要本文对煤矿矿井水处理的技术现状、存在的问题进行了综述。煤矿矿井水由于含有大量煤粉，具有典型煤炭行业的特点。高悬浮物矿井水的处理主要是通过混凝沉淀处理，配以沉淀、澄清、过滤和消毒等工序。混凝剂水解产物与胶粒之间的作用有压缩双电层、吸附-电中和作用、吸附-架桥作用和卷扫作用。絮凝剂的种类和用量以及搅拌工艺等需要根据实际情况进行试验论证才能达到最佳处理效果。关键词矿井水;悬浮物;絮凝;混凝;煤矿矿井水1前言矿井水实际上就是矿区所采煤层及开拓巷道附近的地下水，有时也含有少量渗入的地表水。由于受到当地地质年代、地质构造、各种煤系伴生矿物成分等因素的影响，还有流经煤工作面时，带入一定的煤粉等悬浮颗粒，还受到井下生产的影响，矿井水的水质有很大的差异，具有明显的煤炭行业特征。根据矿井水污染物的种类和化学成分，一般将矿井水分为洁净矿井水、含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水、酸性矿井水、含微量元素或有害元素矿井水等五类。2煤矿矿井水的特征不同煤矿的矿井水水质有很大差异，其水质与普通地表水和地下水的水质有明显的差异，具有显著的煤炭行业特征，主要有：1)煤矿矿井水的悬浮物含量明显高于地表水，且很不稳定，感官性状差。2)悬浮物粒度小、比重轻、沉降速度慢，矿井水中悬浮颗粒直径较小，平均只有2～8μm，总悬浮物中约85%以上的粒径在50μm以下；煤粉的平均密度一般只有1.3～1.6g/cm3，明显小于地表水系中泥砂颗粒物的平均密度1.9～2.6g/cm3。3)含有机污染物。地表水中一般不含有机污染物,而在矿井水中，除了煤粉本身是有机物以外，水体中还含有少量的废机油、乳化油、腐烂废坑木、井下粪其价格昂贵和毒性,在矿井水作生活饮用水源处理中较少采用。2)沉淀和澄清矿井水净化处理采用沉淀池或澄清池作为主要处理单元。沉淀池采用平流式沉淀、斜管(板)沉淀,其处理能耗小,但存在处理设施占地面积大，沉淀污泥易堵塞造成排泥不畅等缺点。机械加速澄清池、水力循环澄清池都是集混凝反应和沉淀过程于一体的水处理设施，水力循环澄清池具有处理过程中动力消耗低、耐负荷冲击能力强、设施维护简单和操作方便等优点。3)过滤矿井水处理常用的过滤设施有快滤池和重力式无阀滤池。快滤池管路、阀门系统复杂，反冲洗操作繁琐；重力式无阀滤池能自动反冲洗，操作简便，管理和维护方便。滤池通常采用无烟煤和石英砂双层滤料。4)消毒矿井水净化处理后作为生活用水必须经过消毒处理，一般采用二氧化氯消毒，次氯酸钠和液氯采用较少。3.2混凝技术研究状况矿井水中主要含有以煤屑为主的悬浮物，具有色黑、加药后形成的矾花结构松散、沉降速度慢等特点。许多含悬浮物矿井水处理工程投入运行后，设计水量和水质达不到设计要求，这就造成工程投资的巨大浪费。刘立民等针对我国目前的矿井的排供水状况对矿井水净化处理的工艺技术进行了对比分析。提出了