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矿井水处理一体化设备详解
标签:     添加时间:2023-01-10 浏览次数:1118

  矿井水处理工艺流程介绍(矿井水处理一体化设备原理分享)


       矿床开采破坏了地下水原始赋存状态并产生了裂隙,密切了大气降水、地表水、地下水和生活用水,各含水层之间的水力联系,使各种水沿着原有的和新裂隙渗入井下采掘空间形成矿井水。


  矿井水的处理技术

  目前我国按照对环境影响以及作为生活饮用水水源的可行性,习惯上将矿井水按水质类型特征分为洁净矿井水、含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水、酸性矿井水和含有毒有害元素或放射性元素矿井水五类。不同的矿井水采取不同的处理方法。

  1.洁净矿井水

  多指矿区煤系地层中的奥灰水、砂岩裂隙水、第四纪冲积层水及老空积水。这种水质中性,低浊度,低矿化度,有毒有害元素含量很低,基本符合生活饮用水标准,可设专用输水管道给予利用,作生活饮用水时需进行消毒处理。太原市古交矿井在开采过程中穿过第四纪河谷冲积层,就遇到这种水,古交矿直接供全矿生产和生活使用。

  2.含悬浮物矿井水

  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。在经过快滤和消毒处理后也可达到饮用水标准。山西很多煤矿的井下排水属这类矿井水。

  3.高矿化度矿井水

  矿化度无机盐总含量大于1000mg/L的矿井水。主要含有S0i2-、CI-1、Ca2+、K+、Na+等离子。硬度相应较高,水质多数呈中性或偏碱,带苦涩味,少数有酸性。高矿化度矿井水不利于作物生长,会使土壤盐渍化。用作锅炉用水,容易结垢。作建筑用水,会影响混凝土质量。人们长期饮用,将引起腹泻和消化不良,尤其对心脏和肾脏病患者影响更严重。我国北方缺水矿区的矿井水往往属于高矿度矿井水,有必要通过净化和淡化工艺处理成为饮用水和生产用水。当前高矿化度矿井水采用以下处理方法。

  4.化学方法

  离子交换法是化学脱盐的主要方法,这是一种比较简单的方法,就是利用阴阳离子交换剂去除水中的离子,以降低水的含盐量。

  5.膜分离法

  反渗透和电渗析脱盐技术均属于膜分离技术,是我国目前苦咸水脱盐淡化处理的主要方法。

  (1)反渗透法。反渗透法是借助于半透膜在压力作用下进行物质分离的方法。可有效地去除无机盐类、低分子有机物、病毒和细菌等,适用于含盐量大于4000mg/L的水的脱盐处理。

  (2)电渗析法。在直流电场作用下,利用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子的选择透过性,而使溶液中的溶质与水分离的一种物理化学过程。

  酸性矿井水

  水质特征为pH值小于5.5的矿井水,一般为3~3.5,个别小于3,总酸度高。当开采含硫煤层时,硫受到氧化与生化作用产生硫酸,酸性水易溶解煤及其围岩中的金属元素,故铁、锰重金属以及无机盐类增加,使矿化度、硬度升高。酸性水在我国南方高硫矿区比较常见。酸性水容易腐蚀矿井设备与排水管路,并且危害工人健康。如果抽排至地面,会影响土壤酸碱度,导致土壤板结和作物枯萎,而且使地表水酸度上升,间接的影响了水生生物的生存。对环境与生态会造成重大的损害,因此必须进行治理达标后外排,其处理的方法有以下几种。

  1.物理化学法(中和法)

  (1)石灰石中和法。采用石灰石作中和剂与酸性水中硫酸中和反应,产生微溶硫酸钙和易分解的碳酸,从而降低酸度。

  (2)石灰中和法。石灰的主要化学成分是CaO,当用水调配成石灰乳,则形成熟石灰Ca(OH)2,熟石灰与酸性水中的H2SO4反应。

  (3)石灰石.石灰联合中和法。该工艺第一阶段选用石灰石滚筒法中和,消耗酸性矿井水中绝大部分游离H2SO4,使酸性水的pH值接近于6;然后在第二阶段再投加石灰中和处理,使水的pH值进一步提高,达到8左右,这时Fe2水解产生沉淀,形成絮状物,起到混凝作用,有利于悬浮固体去除。

  2.生物化学方法(微生物法)

  该方法是目前国内外研究比较多的处理方法,在美国、日本等国家已进行了实际应用。其原理是利用氧化亚铁硫杆菌在酸性条件下将水中的Fe2+氧化成Fe3+,以实现酸性矿井水的除铁。氧化亚铁硫杆菌能从Fe2+的氧化反应中获取自身生存和繁殖所需的能量,无须加任何营养液。

  中国是一个矿产资源大国,矿产开采和利用对水资源的破坏相当严重,酸性矿井水的处理是众多矿山企业面临的主要环境和生态问题。人工湿地作为一种有效的酸性矿井水处理方法,在中国的应用将越来越广泛,其作用将越来越大。


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