煤矿矿井水深度处理回用工艺设计

INDUSTRIALWATER&WASTEWATER工业用水与废水v。1．43No．2Apr．，2012煤矿矿井水深度处理回用工艺设计毕志斌(煤炭工业太原设计研究院，太原030001)摘要：为缓解矿区供水不足、改善矿区生态环境，对燕子山矿矿井水采用预沉调节池一一体化净水器一锰砂过滤器一超滤一反渗透一二氧化氯消毒工艺进行处理，出水水质满足GB5749-2006{~活饮用水卫生标准》的要求，出水可作为该矿区的生产、生活用水，减少了地下水的抽采量，具有良好的经济、生态和社会效益。关键词：矿井水；一体化净水器；超滤；反渗透中图分类号：X752．031文献标识码：B文章编号：1009—2455(2012)02—0078—03在煤炭开采过程中排放大量矿井水，不仅浪费了水资源．也污染了环境⋯。因此，对矿井水进行处理并加以利用．不但可防止水资源流失，避免对水环境造成污染．而且对于缓解矿区供水不足、改善矿区生态环境、最大限度地满足生产和生活需要具有重要意义燕子山矿井位于大同煤田西北部．属山西省大同市管辖。大同属水资源匮乏区域，燕子山矿所在的区域缺水情况尤为严重该矿矿井水抽放可利用量为5000m3／d．将矿井水净化处理后作为矿区生产、生活用水的水源，可有效地缓解该地区水资源紧张的现状1处理规模及水质特征矿井水处理规模为5000in／d．即208．3m3／h设计出水水质符合GB5749-2006((生活饮用水卫生标准》的要求。矿井水水质经多次检测分析，并与GB5749-2006进行对比．相关水质指标见表1。由表1可知．该矿井水的pH值为7．34．属于中性矿井水．无须进行pH值调节处理；矿井水的·78·井下排用户表1矿井水与GB5749-2006的水质对比SS和C0D超标，CODM~超标主要是由煤粉引起的．由水中还原性碳元素所致．一般CODMn能随着悬浮物的去除而去除：进水中硫酸根以及溶解性总固体超标，需要采用除盐工艺；原水水质铁、锰超标。因此需要考虑铁、锰的去除。2处理工艺流程及说明燕子山矿井水处理工艺主要包括5个部分：悬浮物去除工艺、除铁除锰工艺、深度处理工艺、消毒工艺、浓水及污泥的处置工艺，具体流程见图1。图1燕子山矿井水处理工艺流程中国城镇水网www.chinacitywater.org毕志斌：煤矿矿井水深度处理回用工艺设计(1)悬浮物去除工艺矿井水悬浮物的去除主要采用混凝、沉淀、过滤的工艺[2-3]．结合工程设计经验．该设计选用预沉调节池一管道混合一一体化净水器一中间水池的工序来完成悬浮物的去除燕子山矿井水悬浮物的质量浓度比较低，原水的沉降性能不好．另外．井下水仓排水一般是不连续性排水．为了保证矿井水处理站运行的连续性．增强整个矿井水处理系统对进水水质的适应性．故将调节池设计成预沉调节池．采用平流式沉淀池形式对煤尘颗粒及悬浮物进行一级净化去除．采用XCT型全自动化学预沉器．井下排水经一级泵提升后．经投加絮凝剂后进入反应段．反应段采用无动力水力控制．GT值保持在4万～5万之间，经多级旋流反应充分混合后．废水进入沉淀区进行沉降分离处理．其悬浮物去除率达到90％～95％以上．澄清分离采用斜管增加接触比表面积．提高分离效果(2)除铁除锰工艺由水质资料可知矿井水中的铁多以二价形式存在．锰的超标幅度不是很大目前除铁除锰最常用的工艺是曝气接触氧化法．研究表明锰砂滤料的催化作用对加快铁和锰的氧化速率有一定作用．对于P(铁)<5mg／L的原水采用曝气一单级过滤的工艺流程．处理后的水质完全可以达到饮用水标准(P(铁)≤0．3mg／L)。本矿井水铁的质量浓度较小(最高为3．5mg／L)．故采用压缩空气氧化一单级锰砂过滤工艺来去除水中的铁、锰以锰的质量分数(以MnO，计)不小于35％的天然锰砂作为滤料(3)深度处理工艺矿井水的深度处理主要是脱盐．目前常采用的脱盐方法为蒸馏、离子交换、电渗析、反渗透、纳滤等。每种方法都有其适用范围综合各种因素．本设计选用反渗透工艺进行深度处理脱盐．该工艺可适合各种盐度的水源．盐度大于300mg／L时更经济，且设备简单，占地小，操作简单，除盐率高，一般为99％：但不足之处在于膜易阻塞。周期短．对进水预处理要求高．需要采用合适的进水预处理工艺[6]常用的预处理方法有2类：一类是传统的化学预处理工艺：另一类是膜预处理工艺．常用的有微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)3种方式膜法预处理工艺在处理效果上都明显优于传统处理方法．而且对环境的负面影响小纳滤膜的孔径最小，截污率高，去污能力强，但膜通量小．系统产水能力低，制水成本高l7。微滤与超滤相比．膜通量相差不大．但去污能力不如超滤所以本设计采用超滤方法进行进水预处理．即确定双膜法超滤一反渗透作为深度处理工艺(4)消毒工艺采用C10：作为消毒剂，它具有高效、低耗、安全、运行稳定，管理简便等优