我国煤矿矿井水处理技术现状及其发展趋势_高亮

第35卷第9期煤炭科学技术207年9月3.4特殊有害成分的去除方法矿井水中微量放射性物质的去除工艺:工药剂(专用吸附剂)矿井水。调节池一提升泵一水力循环澄清池一无阀滤池一清水池一加压泵一用户去除矿井水中硬度物质的软化工艺:丰药剂(专用软化剂)矿井水一调节池、提升泵一水力循环澄清池一无阀滤池一清水池一加压泵一用户矿井水中氟离子的去除工艺:矿井水。调节池、提升泵~活性氧化铝罐一清水池一加压泵、用户4矿井水处理技术的发展趋势矿区生产的发展和人们生活水平的提高,必然导致需水量的不断增加,特别是随着我国的重点产煤区逐渐向西北部干旱和半干旱地区转移,矿区供水紧张的矛盾将会日益突出。近年来,在国家产业政策和宏观调控措施指导下,大部分煤矿已改变原来将矿井水简单处理后直接排放的做法,而是将矿井水处理后作为宝贵的水资源加以充分利用,这势必对现有的水处理工艺技术提出更高的要求。因此,在没有发达国家同类技术得以借鉴的情况下,开展矿井水处理水质特性及其处理技术的攻关研究是非常必要的。根据国内煤矿矿井水处理的实际需求及所碰到的技术难题,目前应该集中解决以下技术问题。4.1矿井水的水质特征分析矿井水是一种地下水,但它又区别于普通的地下水。由于长期赋存于地下,大量矿物质溶入其中;同时,受井下开采活动的影响,油类等有机物质也进人到水体中,使得矿井水的水质成分变得较为复杂。因此,从水化学角度研究与分析矿井水中悬浮性的、溶解性的和处于胶体状态的各种物质的组成,从而科学地确定矿井水的最佳处理路线。尽管来自不同煤矿的矿井水水质不完全相同,但通过矿井水的水质特征分析,可以找出不同类别矿井水中共性的成分,从而为矿井水的净化和资源化利用提供科学依据。矿井水的水质特征分析是一项基础性的科研工作,必须由国家投人经费来完成。4.2净化处理新工艺、新技术的研究目前矿井水中悬浮去除的净化方法都是参照城市自来水厂的工艺而来的,只是采用的设计参数有4所不同,其最大的缺点是占地面积大、施工周期长,工程投资也比较大,因此研究具有高处理效率的水处理装置和药剂仍然有一定的空间。(l)水处理新工艺的开发。矿井水中的悬浮颗粒主要由煤泥组成,目前大都采用沉淀的方法来加以去除。但煤矿在生产过程中不可避免地会将乳化油和废机油混人到矿井水中,这些有机物由于密度比水小,不可能通过沉淀的方式来除去,给矿井水的净化带来了困难。为了解决这个问题,必须考虑在净化工艺中考虑到油类物质的去除工序。目前较常用的有加药上浮或吸附方式,但其实质性的处理效果如何目前仍无定论,必须通过试验或工程实践加以判别2种方法各自的处理效率和优缺点。根据现有水处理构筑物体积庞大的缺点,开发一种全新的高效水处理净化装置也很有必要,特别是适合井下使用的矿井水净化设备,把小水量的矿井水在井下就加以净化,直接用于配制乳化液、井下防尘等,这类设备目前用户的需求量比较大,市场前景良好。(2)高效水处理净化药剂的研发。目前最传统的混凝净化药剂均为铝盐、铁盐及其聚合物,尽管近年来不断有新净化药剂的报道,但综合技术效果与经济因素,上述2种药剂的市场主导地位在今后相当长的时间内将无法撼动。但助凝剂的情况就大不一样,市场上不断有新的药剂出现,而且往往是不同的水源就有不同的助凝药剂。因此,针对矿井水的水质特点,开展适合矿井水助凝药剂的研究仍存在相当大的空间。如以前研究人员根据矿井水中煤泥较多的特点,提出用高分子絮凝剂与铝盐类无机混凝剂配合投加,不但提高了矿井水的净化处理效果,而且使后者的投加量减少了1乃一1/4,大幅降低了水处理成本。(3)水中硬度物质的去除。水中的硬度物质(即钙、镁成分)一旦过高,即会引起与之接触的输送管路和设备的结垢。煤矿矿井水由于常年处于地下,水的流动性差,大量矿物质溶入其中,故一般矿井水的硬度离子均比较高。石灰法去除水中的硬度成分是目前工业上应用最多的方法之一,其主要优点是处理成本低。缺点是工艺条件控制要求严,一旦投加过量或不足,会导致硬度成分除不尽或再度升高;另一个缺点是化石灰时操作工人的劳动强度很大。近几年随着工业自动化程度的提高,使化石灰和药剂投加的控制均第35卷第9期煤炭科学技术207年9月可以实现自动化操作。在实际工作中发现,投加石灰不仅可以去除水中的硬度成分,而且可以使微量放射性物质通过与碳酸钙形成共沉淀而去除,从而为水中放射性物质的消除开辟了一条新的途径。(4)矿井水中所含有的特殊有害成分,必须在认真分析其化学组成与化学性质的基础上,研究采用简单而经济的去除方法,以消除矿井水作为生活用水的最终障碍,使其在煤矿区能够真正实现充分利用。5结语参考文献:(I)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