国内煤矿矿井水处理技术研究现状_王平

0引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,还有流经采煤工作面时带入的煤粉等悬浮颗粒,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。我国矿井水的水质成分主要是悬浮物和可溶性无机物。按照矿井水化学性质,可以分为洁净矿井水、含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水(苦咸水)、酸性矿井水、含微量元素或有害元素矿井水等5类。对矿井水进行处理的技术主要有:絮凝处理去除悬浮颗粒物、中和酸性水、反渗透去除可溶性盐类等技术以及它们的组合。由于种种原因,我国在近年来才在矿井水的回收利用方面取得了较大的发展。本文通过查阅大量文献,结合实验室相关工作,对我国煤矿矿井水回收利用技术与处理后水的利用情况的发展现状进行了综述。1我国矿井水处理技术现状1.1矿井水的分类国家标准GB/T19223-2003对煤矿矿井水进行了分类。按照煤矿矿井水的可溶性固体的含量、多数阳离子(Na+,0.5Ca2+,0.5Mg2+)和多数阴离子(Cl-,0.5S042-,HCO3-)的摩尔分数进行分别分类和综合分类。按照矿井水中可溶性固体含量分为高可溶性固体水(>1000mg/L)、中可溶性固体水(500mg/L～1000mg/L)和低可溶性固体水(<500mg/L)3类;按照矿井水中阴离子的摩尔分数分为氯化物水、硫酸盐水、碳酸氢盐水、氯化物硫酸盐水、氯化物碳酸盐水、氯化物碳酸氢盐水、硫酸盐碳酸氢盐水、氯化物硫酸盐碳酸氢盐水等8类;按照矿井水中阳离子的含量和摩尔分数分为钠水、镁水、钙水、钠镁水、钠钙水、镁钙水和钠镁钙水等7类。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(苦咸水)、酸性矿井水、含微量元素或有害元素矿井水等5类[1]。1.2国内矿井水处理技术现状我国矿井水净化处理技术始于20世纪70年代末。目前用于处理地表、江河、湖泊水的净化处理的构筑物,在煤矿矿井水处理工艺中大部分被采用过,如预沉调节池、反应沉淀池(或澄清池)、过滤池等。矿井水净化处理后可作为工业用水或生活用水。已投入使用的净化处理技术主要有沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀过滤、反渗透等。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他用水的,通常采用混凝沉淀过滤(混凝澄清过滤)处理技术;处理后作为生活用水的,必须再经过消毒处理。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[2]。1.2.1含悬浮物的矿井水处理技术这种水中含有较多煤粒、岩、粉等悬浮物,一般呈黑色,但其总硬度和矿化度并不高。悬浮物的主要特性是在动水中呈悬浮状态,但在静水中可以分离出来,轻的上浮,重的下沉。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。混凝是水处理工艺中十分重要的环节。选用混凝剂的原则是产生大、重、强的矾花,净水效果好,对水质没有国内煤矿矿井水处理技术研究现状王平摘要煤矿矿井水是一种重要的水资源。由于不同矿山的地质条件等因素变化很大,矿井水的杂质成分与含量也有很大差异。通过查阅大量文献,并结合实验室研究工作,对国内煤矿矿井水的处理技术现状进行了综述。关键词煤矿开采;矿井水;矿井水处理中图分类号X751.03文献标识码A文章编号1000-4866(2008)01-0001-04第1期(总第115期)同煤科技2008年3月TONGMEIKEJI·1·同煤科技·2·TONGMEIKEJI2008年第1期不良影响,价格便宜,货源充足。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。武强等[3]对混凝-微滤膜分离技术在矿井水处理与回用方面的应用进行了试验研究。试验中采用混凝-微滤膜分离组合工艺对含悬浮物矿井水进行处理,考察了微滤膜操作特性的变化对膜过滤性能的影响及该工艺对含悬浮物矿井水的处理效果。试验结果表明:微滤膜以过滤/反曝气交替运行方式,在运行周期T=30min时膜曝气可以大幅度地清除膜表面的泥饼层,减小膜污染,恢复膜通量,有效地维持膜过滤性能的稳定;该工艺对含悬浮物矿井水处理,系统出水水质稳定,所测项目达到国家生活饮用水水质标准(GB5749-85)。肖利萍[4]对矿井水的混凝处理进行了研究。研究中选用阜新矿务局的矿井水进行试验,结果表明,聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)配合投加时效果最佳,最佳投药量为5mg/L,0.2mg/L。混凝最佳pH值为7。夏畅斌等[5]对表面活性剂对细粒煤的脱水效果进行了试