煤矿矿井水资源化利用关键技术开发与示范研究

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矿井疏干水利用与处理技术研究

矿井疏干水利用与处理技术研究

矿井疏干水利用与处理技术研究1. 引言1.1 背景介绍矿井是工业生产中的重要设施,但随着开采深度的增加和开采量的增加,矿井疏干水的产生量也在不断增加。

矿井疏干水不仅会影响矿井的正常生产,还会造成地质环境的破坏和水资源的浪费。

对矿井疏干水的利用与处理技术进行研究,具有重要的现实意义。

目前,国内外对矿井疏干水的利用与处理技术已经取得了一些进展,但仍存在一些问题和挑战。

传统的矿井疏干水处理技术存在处理效率低、成本高等问题,需要进一步优化和改进。

随着环境保护要求的提高,矿井疏干水的直接排放已不再符合环保政策的要求,因此需要开发出更加环保和高效的处理技术。

本文旨在通过对矿井疏干水利用与处理技术的研究,探索技术创新与优化的途径,为实现矿井疏干水资源化利用和环境保护提供技术支持和参考。

希望通过本研究,推动矿井疏干水利用与处理技术的发展,为矿业生产和环境保护做出贡献。

1.2 研究目的矿井疏干水是矿井运营中产生的一种废水,其中含有大量的有机物、重金属以及其他污染物,直接排放会对周围环境造成严重污染,影响生态平衡和人类健康。

研究矿井疏干水利用与处理技术的目的在于探索有效的方法来净化污染水体,达到环境保护和资源循环利用的双重目的。

具体而言,本研究旨在:1. 研究矿井疏干水利用技术,将污水中的有用成分进行提取和回收,实现废水资源化利用;2. 研究矿井疏干水处理技术,探索高效的废水处理方法,减少对环境的污染;3. 探讨矿井疏干水利用与处理技术在实际应用中的效果和优势,并提炼出成功的应用案例;4. 针对当前技术存在的不足之处,进行技术创新与优化,提升矿井疏干水处理效率和效果;5. 展示研究成果,为矿井环境治理和资源综合利用提供技术支持。

1.3 研究意义矿井疏干水利用与处理技术研究的意义在于有效利用和处理矿井排放的废水,实现资源循环利用和环境保护的双重目标。

随着矿产资源的开采和利用不断增加,矿井排放的废水量也在逐渐增加,给环境和生态系统带来了严重的影响。

矿井水资源综合利用分析

矿井水资源综合利用分析

社会与生态经济与社会发展研究矿井水资源综合利用分析开滦(集团)有限责任公司唐山矿业分公司 刘华摘要:矿井水资源是煤炭开采过程中不可避免的伴生资源,具有排放量大,水质差异较大等特点。

本文通过对煤炭企业自身条件、矿井水排放量及周边环境需求等原因分析,着重讲述了矿井水资源不同利用途径,包括:工业用水、生态用水、生活用水及农业用水等利用途径,并对每种利用途径进行经济效益和社会效益分析,使矿井水资源利用率最合理化。

对于矿井水资源化的利用,不仅能够改善周边水资源匮乏状态,还能解决矿井水污染问题,推行清洁生产,是促进煤炭行业可持续发展的重要举措,更是做到生态环境水资源良性循环化的重大突破。

关键词:矿井水综合利用;生态环境一、前言我国是矿产资源开采大国,煤炭在一次能源消费中的比重将逐步降低,但在相当长时期内,主体能源地位不会变化。

必须从我国能源资源禀赋和发展阶段出发,将煤炭作为保障能源安全的基石。

同时煤炭开采过程中,伴随大量的矿井水产生。

我国《煤炭工业发展“十三五”规划》中提到,“十三五”末矿井水利用率达到80%,煤炭清洁水利用再上新台阶[1]。

矿井水综合利用是落实科学发展观,建设资源节约型和环境友好型煤炭矿区的重要组成部分。

国家支持鼓励发展的资源环保型综合利用项目。

二、矿井水资源概述矿井水是指在矿井开拓、采掘过程中,渗入、滴入、淋入、流入、涌入和溃入井巷或工作面的任何水源水的统称。

矿井水是煤炭开采中不可避免的伴生资源。

水资源危机是21世纪人类面临的最严峻的问题之一。

在我国,煤炭生产以以下开采为主,为确保井下安全,必须排除大量的矿井水,煤炭矿井水站到了全部矿井水量的80%。

矿井水大量连续排放,造成了地下水位下降,破坏了地下水循环系统;不经处理直接排放会造成地表水及土壤的严重污染;直接排入市政管网又会对自来水处理系统造成负担,其产生的排污费用还会给企业增加经济负担。

三、矿井水资源的综合利用(一)矿井水资源的应用类型导向矿井水的净化处理和水资源的综合应用主要包括煤炭生产过程用水、矿区生活用水、生态环境用水和农业等四个方面。

煤矿矿井水处理技术及资源化综合利用

煤矿矿井水处理技术及资源化综合利用

煤矿矿井水处理技术及资源化综合利用摘要:煤矿产业一直是全球能源供应中的关键组成部分,然而,煤矿开采和生产过程中常伴随着矿井水的涌出问题。

这些矿井水不仅对煤矿的安全和环境构成威胁,还造成了水资源的浪费。

因此,煤矿矿井水处理技术及资源化综合利用变得尤为重要。

本文将深入探讨煤矿矿井水处理技术的最新发展和资源化综合利用的潜力,以实现煤矿产业的可持续发展。

关键词:煤矿矿井水;处理技术;资源化综合利用引言:水是生命之源,而在煤矿领域,水问题却常常被忽视。

矿井水的排放不仅导致地下水位下降,还污染周边水体,对生态环境产生巨大冲击。

然而,矿井水也蕴含着巨大的潜力,可以通过先进的处理技术被转化为宝贵的资源。

一、煤矿矿井水处理技术1.膜分离技术膜分离技术是矿井水处理中一种高效而广泛应用的方法,基于膜的选择性通透性,可以有效地去除水中的污染物,包括固体颗粒、离子、有机物等,从而提高水质并实现资源化综合利用。

膜分离技术基于半透膜的原理,半透膜允许水分子通过,但拒绝大多数溶解物和微粒穿过。

其工作机制主要包括以下几个过程:(1)渗透过程。

水分子通过膜的孔隙进入膜内,这是一个自然的渗透过程。

(2)拒绝过程。

膜会选择性地拒绝大分子、离子和溶解物,使它们无法穿过膜,从而实现分离效果。

(3)浓缩过程。

在膜一侧的污染物被拒绝,水分子通过后,会导致污染物在膜一侧浓缩,从而产生浓缩液。

膜分离技术在矿井水处理中有广泛的应用,包括矿井排水处理、水资源回收和高浓度废水处理等。

膜分离技术的优点包括高效、节能、占地面积小、操作简便等。

然而,也存在膜污染、膜破坏和高能耗等挑战,需要合理的维护和管理,以确保膜分离技术的长期稳定运行。

1.化学处理技术煤矿矿井水的处理技术中,化学处理方法是一种重要且常用的手段,它通过化学反应来去除水中的污染物,改善水质,使其符合排放标准或实现资源化综合利用。

化学处理方法利用化学反应的原理,通过添加适当的化学药剂来改变水中污染物的性质,使其发生沉淀、结合或转化为不溶于水的固体,从而将其分离出来。

矿井水处理技术及研究进展

矿井水处理技术及研究进展

矿井水处理技术及研究进展1. 引言1.1 矿井水处理技术的重要性矿井水处理技术的重要性在于保护水资源和环境,确保矿山生产和周边生态的良性循环。

矿井水中含有大量的重金属、有机物和悬浮物质,如果不经过有效处理就直接排放到环境中,会对地下水、地表水和土壤造成严重污染,影响生态平衡和人类健康。

对矿井水进行有效处理是保护水资源、维护生态环境的必然要求。

矿井水处理技术的研究和应用,也可以有效解决矿山生产过程中的困难和问题,提高资源利用率和经济效益。

通过对矿井水进行处理,可以减少水资源的消耗,改善矿山生产环境,降低因水污染而引发的环境风险,提高矿山的社会责任感和可持续发展能力。

矿井水处理技术的重要性不仅在于环境保护,更在于促进矿山产业的健康发展和可持续发展。

1.2 矿井水处理技术的研究意义矿井水处理技术的研究意义在于解决矿井水污染对环境和人类健康造成的威胁。

矿井水中常含有大量的重金属、硫酸盐、溶解性无机盐等有害物质,如果不经过有效处理直接排放到环境中,会对周围的土壤、地下水和生态系统造成严重的破坏。

矿井水中的有害物质也会对工业生产和居民生活带来负面影响,影响社会的可持续发展。

通过研究矿井水处理技术,可以实现对矿井水中有害物质的有效去除和资源化利用,实现矿井水的净化和循环利用,有效降低对环境的污染,保护自然生态环境。

研究新型矿井水处理技术还能促进科技创新,推动矿业领域的可持续发展,提高矿业企业的竞争力和可持续发展能力。

矿井水处理技术的研究意义重大,对保护环境、促进资源循环利用和实现可持续发展具有重要意义。

2. 正文2.1 传统矿井水处理技术传统矿井水处理技术是指在过去长期以来被广泛应用的矿井水处理方法。

传统矿井水处理技术主要包括物理处理、化学处理和生物处理三大类。

物理处理是最基本的矿井水处理方法之一,包括沉淀、过滤、膜分离等技术。

沉淀是通过加入沉淀剂使废水中的悬浮物、浊度较高的固体颗粒等沉降下来,从而实现水质的净化。

济三煤矿矿井水资源化工程的实践与研究

济三煤矿矿井水资源化工程的实践与研究
Absr c Ba i g o he tc n l g t t s o n a e r ame ti h n ta t sn n t e h o o y sau fmie w tr t t n n C i a,t i a e x lr s a p o c e o r a ie t e patr e h sp p re p o e p r a h s t l h t n,wh c c i v ss n e z e ih ahe e y — c r n z t n o o la d wae s u c s mi i g h s p t r k smi e wa e  ̄u e r c v r tl a in b n e r td a d e e d d i e p o e so h o ia i fc a n t rr o r e n n .T i a t n ma e n t rr o e e e e e r o e y u i z t e i t ga e mb d e n t r c s f i o n h c a r d ci n a y t m n i e rn d a n c s a y b h v o fc a n n o p o u t sa s se e g n e i g a e e s r e a iro o lmi i g,wh c h u d b i l n o s y d sg e n l n e t o n n l o n ih s o l e s mu t e u l e i n d a d p a n d wi c a mi i g a h l i y t ma c wa .T e if r t n ma a e n fmi e wae s t ame ts se 、h uo t n trn n o to fu d rr u d mi e wae r a — n a s se t y h n o mai n g me to n t r r t n y tm t e a t ma c mo i i g a d c n r lo n eg o n n trt t i o e i o e me ta d o n n n—st e s t e ef ci e d s i u a y a d te t n fmie wa e n e g o n t r n u h wo kn c r t d e i r u e、h f t it b tr a me to n t ri u d r r u d wae —i r s r i g f e a e s i d。wh c e v sk y e e v r n r n a u ihsrea e

煤矿矿井水处理方法与综合利用策略分析

煤矿矿井水处理方法与综合利用策略分析

煤矿矿井水处理方法与综合利用策略分析摘要:在煤炭开发过程中,不仅会破坏原有的地表结构,导致周围环境的污染,也会造成严重的水污染问题。

煤矿矿井水中存在很多的杂物,是聚集于矿井中的废水,合理地处理矿井水不仅可以减少污染,也可以发挥矿井水资源的最大价值,对于煤矿矿井水,在加工处理上要严格按照一定的施工工序和流程进行,才能净化煤矿矿井水,也可以合理地利用煤矿矿井水。

本文主要探讨煤矿矿井水处理方法与综合利用策略。

关键词:煤矿矿井水;处理方法;综合利用;策略前言矿井水污染问题会直接影响人们的用水,也会阻碍煤炭生产作业,在煤炭行业深入发展的背景下,水污染问题更为严重,同时缺水问题也更为显著。

在处理后对矿井水进行综合利用,不仅可以减少污染,也可以节省水资源,发挥煤矿矿井水最大的利用价值,进而实现生态效益和经济效益的共同发展。

1矿井水特点和类型煤矿矿井水主要来源于地下水,当矿井产生裂缝时,地下水会渗出来,形成煤矿矿井水。

一般情况下,煤矿矿井水的特点有成煤地质环境和地层矿物质成分有关,其水质和水量受多个因素的影响,其中地质条件与充水是影响水质和水量的主要因素。

煤矿矿井水主要有洁净矿井水和酸性矿井水两种,虽然煤矿矿井水有地下水的特征,但是也存在地表水的特点,在排水量上,受到水文地质条件的影响,不同地区的煤矿矿井水总体特点不同。

据统计,产生1t原煤,会形成0.5m3到10m3的煤矿矿井水,虽然矿井废水污染不大,一般不会存在有毒物质,但是部分成分超标,如硫酸盐、氨氮、COD、总氮含量等成分,对煤矿矿井水进行处理,可以实现综合利用,满足当下社会的环保生产理念[1]。

2矿井水处理方法2.1 洁净矿井水的处理一般洁净的矿井水没有受到污染,这类水的应用价值较高,可以用于生活和生产,在处理这类水时,一般对煤矿水层经过采样进行分析,并实施井下清污分流的处理方法,通过专用的管道将其排出并实现二次利用,处理成本较低,经济性强,操作较为简单。

煤矿矿井水处理技术及资源化综合利用_1

煤矿矿井水处理技术及资源化综合利用_1

煤矿矿井水处理技术及资源化综合利用发布时间:2022-12-09T03:31:37.933Z 来源:《工程管理前沿》2022年第15期作者:张程[导读] 当前,我国煤炭能源开采率不断增加,是我国十分重要的能源之一,也是实现企业发展的重要前提保障。

在每一张程中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司 110015摘要:当前,我国煤炭能源开采率不断增加,是我国十分重要的能源之一,也是实现企业发展的重要前提保障。

在每一年煤矿资源开采的过程中,都会伴随着大量的矿井水产生,随着煤矿资源的不断增多,矿井水如果直接排放到自然环境中,势必会导致周边环境的严重污染情况,这样不仅会给矿区内的生产环境造成影响,严重的情况下还会影响周边居民的生存。

同时,地表水以及降水也是煤矿开采工作中应重点预防的问题。

目前,我国煤矿资源主要集中在西北地区,但是西北地区的水资源却十分稀少,尽管目前矿井水资源的实际利用效率有着明显的提升,但是依旧会存在一定的矛盾情况,为了改善此类问题的发生,相关企业更应该重视对矿井水资源的防治。

关键词:煤矿矿井水;处理技术;资源化综合利用引言矿场污水主要包含煤泥微粒和石灰岩微粒的矿井涌水,矿山采矿步骤中喷雾抑尘、机械设备及消防救援过程中产生的煤尘废水,未经处理的矿场污水直接排放会造成自然环境的污染。

矿场污水最终通过小巷池塘或排水泵汇集于水仓中,夹杂的煤泥、石灰岩和沉积微粒随着时间延长不断在水仓中沉积,造成整治水仓的频率及成本增加,大大增加了煤矿的生产成本。

1煤矿矿井水处理的影响因素分析矿井水所面对的处理对象各不相同,所以水处理期间的处理工艺同样具有明显的差异。

例如:在使用絮凝工艺时,需要重点关注絮凝剂的使用以及助凝剂的比例。

通常情况下,能够影响到矿井水处理效果的因素有很多,比如废水温度、水体杂质等。

当矿井水的浊度过高时,应该适当增加絮凝剂用量。

需要注意的是,pH值能够影响絮凝剂水解平衡,并改变污染物的表面性质,所以在选择处理工艺时,需要提前对絮凝剂的pH值进行测量。

煤矿矿井水资源化技术探讨

煤矿矿井水资源化技术探讨
我 国是一 个水 资源 较为缺 乏 的 国家 ,人均 水
般 呈 中性 , a 、o 一M 2、 C , C 3 等 离子 C 2 s ? 、 g H O 一 0 2 、 一
浓 度较 高 。因高 矿化度 矿井 水含 盐高 , 硬度 大 , 带 苦 涩味 , 俗称 苦咸 水 。 ( ) 性矿 井水 。其 p 4酸 H值 多 介 于 2 4之 间 , ~
开采影 响而 带入 的煤尘 和岩 粉 。
实践 经验 , 般经 过絮凝 、 淀 、 一 沉 净化 、 菌处 理就 灭
可 达到不 同层 次 的用水要 求 。
21 矿 井 水 处 理 一 般 工 艺 流 程 … .
根据 我 国煤矿 矿井水 主 要污染 物 为悬浮 物 的 特 点 .工艺 流程一 般 以沉淀 为主 ,必要 时采 用混
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20 年 第 1 08 期 Leabharlann 能 源 技 术 与 管 理
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煤矿矿井水资源化技术探讨
刘 勇. 孙亚 军
( 国矿 业 大 学 资 源 与地 球 科 学 学 院 , 苏 徐 州 2 1 0 ) 中 江 2 0 8
[ 摘 要 ] 针 对 我 国煤 矿 水资 源短 缺 、 井水利 用率较 低 等 问题 , 矿 分析 了矿 井 水 的水 质特 征 , 并探 讨 了矿 井 水 的处理技 术和 水 资源化 途 径 。最后 , 论 了保 水采 煤 , 展 绿 色开 讨 发
矿开 采受 严格 限制 .其矿 井排水 谈不 到治 理 与利

2 矿 井 水 处 理 方 法 与 工 艺
矿井 水处 理 的工艺 和流程 .往 往 由于矿 井水 的水 质类 型不 同而 不 同。对矿 井水 处理 应首 先进 行 “ 污 分 流 ” 将 洁净 矿 井水 与污 染较 严 重 的矿 清 . 井水 分开 . 然后 根据 不 同用 水要 求 . 做进 一步 处 再 理 。现在 矿井 水处 理 已有 比较 成熟 的技术 工艺 和
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煤矿矿井水资源化利用关键技术开发与示范研究何绪文,李丹,邵立南,何咏中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京(100083)E-mail:hexuwen@摘要:矿井水资源化是解决矿区水问题的最佳选择,本文针对目前矿井水的综合处理利用率低且处理成本很高这一现实以及矿区严重缺水的状况,进行矿井水资源化研究,指出了矿井水资源化的途径和技术。

关键词:矿井水;资源化;高矿化度;深度处理1水是社会文明、经济发展和人类生存必不可少的自然资源,但我国淡水资源人均占有量只相当于世界人均的1/4,在全国600多座城市中,有400多座城市缺水,而煤矿区所在城市缺水状况更为严重。

全国86个国有重点煤矿区中有71%缺水,40%属于严重缺水,在国家“十一五”规划建设的十三个煤炭基地中,有十个基地是缺水或严重缺水地区。

这种富煤地区也是贫水地区的格局,使得煤矿区水资源供需矛盾十分突出,为此国家对矿井水利用高度重视[1]。

1矿井水资源化的目的及意义1.1 矿井水资源化是适应国家战略部署和我国经济发展的重大需求2005年6月国务院《关于做好建设节约型社会近期重点工作的通知》(国发[2005]21号),将矿井水利用工作做出明确安排。

2006年3月国家对外发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中再次指出“积极开展海水淡化、海水直接利用和矿井水利用”。

《国家“十一五”科学技术发展规划》中,“面向紧迫需求,攻克关键技术”发展思路包括“立足于当前国民经济和社会发展的紧迫要求,把能源、资源、环境、农业、信息、健康等关键领域的重大技术开发放在突出位置,加强工艺技术和产1本课题得到国家自然科学基金项目(项目名称:高浊高铁高锰矿井水中污染物去除机理与处理工艺研究,编号:50678172)和教育部科学技术研究重点项目(项目名称:煤矿矿井水的混凝特性与除铁除锰技术研究,编号:107022)的资助。

业共性技术的研究”,其中在国家重大战略需求的基础研究领域明确提到“重点开展水循环与水资源高效利用”。

2006年12月国家发改委颁布了《矿井水利用专项规划》,其中明确指出“加大矿井水利用技术研发力度,注重自主创新,重点研发具有自主知识产权的关键技术;加强技术创新能力建设,建立以企业为主体的技术创新体系,推动“产学研”的联合,促进矿井水利用科技成果的产业化;组织实施矿井水利用的重大示范工程,研究和推广适用于重要产矿区、严重缺水矿区及大涌水矿区的矿井水利用技术,不断扩大矿井水利用规模,提高矿井水利用水平。

”可见做好矿井水资源化利用工作既是满足国家层面的战略部署和要求,又是国民经济发展的重大要求。

1.2矿井水资源化利用是煤炭生产安全与可持续健康发展的重要保证煤炭是我国的主要能源,煤炭工业的健康持续发展是我国能源安全的重要保证。

2005年全国生产煤炭19.5亿吨,约占一次能源生产总量的74%,但依然不能满足我国经济快速增长的需要,在今后相当长的时期内,能源生产和消费以煤为主的格局不会有大的改变,煤炭产量还会逐年增加。

根据2005年对全国年产量20万吨、近年涌水量60万立方米/年(含)以上的煤矿统计,全国煤矿每年矿井水涌水量在42亿立方米左右,约占全国矿井水排放量(有色、冶金、黄金、化工等矿山)80%以上,而目前矿井水利用主要是经过简单沉淀后用于洗煤、井下防尘等方面,利用率不到26%,大部分矿井水未经处理直接排放[2]。

矿井水的大量排放,不仅严重污染环境,而且造成水资源极大浪费。

随着国家大型煤炭基地的建设,煤化工、煤电联合等下游产业链的进一步延伸,以及环境保护力度的日益加大,矿井水污染问题在煤矿地区已凸显出来。

在我国规划建设的十三个大型煤炭基地及相邻城市的地下水、地表水水位急剧下降,不仅造成了地面沉降、地表塌陷等地质灾害,而且使农耕环境退化、生态平衡受到破坏,并严重污染地下和地表水体。

为此,国家发改委明确要求,在2010年前矿井水利用率必须提高到60%以上,并作为煤矿地区重要的第二水源,未达标的一律不得再批准新建项目。

这些政策引向,为矿井水的大规模利用提供了巨大的发展空间,矿井水资源化利用的市场需求不断扩大,价值不断提高。

因此,煤矿矿井水的资源化利用既是解决制约未来煤矿企业可持续发展“瓶颈”问题的关键,也是其可持续发展的必然选择。

1.3矿井水资源化需要强有力的技术支持我国矿井水资源化利用起步晚,发展慢,利用率低,重视不够,重要的是煤矿矿井水资源化利用的关键技术不过关。

长期以来,对煤矿矿井水的水质特性缺乏深入系统研究,更缺乏关键处理技术的支撑。

2 矿井水的特点煤矿矿井水的水质受到水文条件、水动力学、矿床地质构造与开采条件的影响,在采矿活动中,与煤层、岩层、空气、煤灰等接触混合,其水质会发生一系列的物理化学和生化变化,与普通地表水或地下水水质相比具有明显的差异,具有显著特性,主要体现在:①高浊:一般煤矿矿井水悬浮物含量明显高于地表水,由于其悬浮颗粒组成主要是轻质细微煤粉和煤质腐殖质类,感观性状差;粒度细微、比重轻、负电性强,十分稳定,不易凝聚沉降[3]。

②高铁锰:煤矿矿井水属于地下涌出水,地下水中一般都含有高浓度的二价铁、锰金属离子,接触空气后,部分二价铁、锰金属离子会转化成高价铁锰离子,并吸附包裹在细微悬浮颗粒表面,形成复杂的物相[4]。

③高矿化度:除含有高浓度的铁、锰金属离子外,煤矿矿井水还含有大量钙镁离子,以及氯、硫酸根等阴离子,因此具有高矿化特征[5]。

④高污染物:矿井水一般呈酸性,除了高浊、高铁锰和高矿化度外,更严重的是,水中还含有大量有毒重金属和有机污染物,如铅、砷、铬、镉、多环笨类化合物,以及煤焦油、腐殖质等,这些有毒重金属和有机物一般都高于环境标准的几倍甚至上百倍。

煤矿矿井水显著的水质特征是高浊、高铁锰、高盐份、高污染,且其水质特征依地区不同而具有显著差异。

因此,煤矿矿井水直接排放,势必造成环境严重污染,而传统常规水处理技术不能有效净化处理这类矿井水,多数地区的煤矿矿井水处理不达标。

因此,当前矿井水资源化亟需强有力的关键处理技术支撑,要实现“2010年前矿井水利用率必须提高到60%以上,并作为煤矿地区重要的第二水源”,实现“水循环与水资源高效利用”的目标,国家、企业、科研院校必须加大科研投入力度,立足于当前国民经济和社会发展的紧迫要求,将矿井水资源化利用的重大关键处理技术开发放在突出位置,加强工艺技术和产业共性技术的研究,为矿井水资源化、规模化利用提供强有力的技术支撑。

3 矿井水资源化关键技术与示范本文针对矿井水独特的水质特性,攻克矿井水资源化利用技术的“瓶颈”难题,创新研制开发拥有自主知识产权的,适合于高浊、高铁锰、高矿化度和高污染的矿井水资源化利用的新型处理回用工艺及其关键技术、设备,促进煤炭开采与生态环境保护的协调发展,为矿区矿井水资源化利用提供技术支撑。

3.1 关键技术(1)煤矿区各类矿井水水化学行为研究针对煤矿区开采过程中,矿井水高浊、高铁锰、高矿化度、高污染的水质特征,以及水质随地域、时空变化等复杂问题,系统的研究典型矿区矿井水水化学变化行为,深入揭示典型矿井水中各类污染物分布规律,探讨矿井水中污染物悬浮物稳定相变规律,为研制开发新型矿井水资源化利用工艺和关键技术提供科学依据。

(2)煤矿区高浊矿井水资源化利用关键技术根据高浊矿井水的水化学行为特征,研究不同影响因子下,悬浮物的混凝沉降规律及对出水水质的影响,确定高浊矿井水的混凝沉降特性及GT值控制指标,探索高浊矿井水资源化利用的最佳混凝去除技术条件,提出高浊矿井水设计参数的新规范,建立实用新型的强化混凝处理工艺技术系统。

(3)煤矿区高铁锰矿井水资源化利用关键技术与净化机理研究针对高铁锰矿井水处理,通过滤料表面改性,筛选并研发新型、高效、启动快的锰砂滤料,最终研制开发并优化适用于去除矿井水中悬浮物、高铁锰离子的新型一体化的矿井水除铁、锰组合工艺。

(4)煤矿区高矿化度矿井水资源化利用关键技术针对高矿化度矿井水水质特点,重点研究探讨反渗透膜工艺脱盐效能及其膜污染清除技术,以及适配的前置预处理单元技术,形成并建立针对高矿化度矿井水资源化利用的新型膜处理技术系统。

(5)煤矿区酸性重污染矿井水资源化利用关键技术研究探讨矿井水水质,尤其是pH值和重金属污染物随采矿时间的变化规律,重点研发酸性重污染矿井水的经济实用的净化处理关键技术,开发新型、高效、低耗的生态组合工艺。

(6)煤矿区微污染矿井水饮用处理安全保障技术研究针对严重缺水矿区重金属和有机物微污染的矿井水水质特征,研制开发适用于微污染矿井水的安全饮用水净化处理方法和技术,提出并建立微污染矿井水安全处理技术保障措施及合理可行的工艺。

(7)大型煤炭基地矿井水井下就地复用关键技术与装备结合特大型、大型煤矿区综采设备冷却、乳化液配比、井下防尘、洒水对矿井水就地复用的水量、水质要求,充分利用废弃巷道的沉降过滤特性,摸索解决矿井水井下就地处理施工难、空间有限、防爆、防静电等级高等技术难题,提出实用新型的矿井水井下复用工艺,并对处理设备的几何尺寸及设计参数重新定位研究,形成矿井水井下就地复用定型产品与装备,并确定相应的施工工艺与技术操作规程。

(8)矿井水处理技术支撑体系建立与资源化利用示范推广在以上研究基础上,结合矿井水利用专项规划,建立拥有自主知识产权、高效、经济的矿井水处理技术支撑体系,并以水资源高效利用为目标,建立多个高效、节能的矿井水资源化利用示范工程。

3.2 技术创新(1)典型煤矿区高浊矿井水强化快速混凝关键技术及成套设备。

(2)典型煤矿区高铁锰矿井水快速预氧化、过滤关键技术及新型滤料技术与装备。

(3)典型高矿化度矿井水高效除盐膜滤技术系统及膜污染清洗技术。

(4)经济实用的酸性重污染矿井水快速氧化中和处理关键技术及工艺示范。

(5)以矿井水为水源的饮水安全处理保障技术系统。

(6)大型煤炭基地矿井水井下就地复用处理关键技术、装备与工程。

4 研究基础及成果国内外以往的研究对矿井水资源化应用技术形成了较好的基础,但存在问题是,力量分散,方向不集中,系统性差,特别是缺少具有深层次基础理论和基本规律支撑下的技术创新研究成果和示范工程。

我国从20世纪70年代就开始进行矿井水净化后供给生活饮用水的试验研究,主要采用了混凝、沉淀、过滤工艺,使出水达到了饮用水标准。

在80~90年代中国矿业大学北京研究生部,从胶体化学、电化学角度分析了矿井水的净化机理,并对混凝剂的选择作了大量试验。

经过多年技术积累,在矿井水处理利用方面取得如下成果:(1)在高浊矿井水处理方面,结合国家发改委示范工程项目“鹤壁矿区矿井水回收利用”,揭示了煤种与煤矿矿井水水质之间的相关特性,研究出高浊矿井水的混凝沉降规律,提出了不同水质矿井水与混凝剂选择与优化之间的匹配关系,突破现行的水处理设计规范,提出合理的GT值范围,为高浊矿井水处理提供理论依据。

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