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关于矿井水处理和综合运用的研究

来 源:中华水网   发布时间:2013-12-03 移动版

  中华水网(chndk.com)最新播报(小编:万明水)我国作为煤炭生产大国,以井工开采作为煤炭开采的主要方式,为了保障施工作业的安全性、快捷性,必须将大量的矿井用水排放出来;这些矿井水不仅可能引发地质灾害,威胁矿井安全生产与运行,同时大量排放的矿井水也将影响生态环境。因此,如何对矿井水进行有效的利用是当前应思考的课题,同时也是实现经济、环境、社会统一发展的必经之路。

  1 矿井水的来源以及分类

  1.1 矿井废水的形成的原因

  煤矿的矿井废水主要包括在煤矿开采过程中的地下涌水、渗水,以及采煤过程中产生的消防用水、降尘用水、洒水、液压设备用水等;结合我国水质的实际情况,抽取矿井正常排水状态下的水样,发现大多矿井水的水质良好、水样干净,其污染物主要为悬浮物,而硬度、COD含量、氨氮含量等相对较低,经过处理之后可以用于工业循环冷却水;另外,经过软化处理,还可应用于电厂锅炉用水,实现“优质优用”的目标。

  1.2 矿井水的分类

  受地质时期、地质构造、煤系伴生矿物成分、环境条件等因素的影响,矿井水可以分为五类型:洁净矿井水、含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水、酸性矿井水和含特殊污染物矿井水。

  2 矿井水综合利用技术分析

  2.1 矿井水综合处理方向

  目前的矿井水综合利用主要方向有两个,一个是生产用水和生活用水,一般生产用水对水质要求不是很高,只需简单的净化就可以了。但是生活用水方面要求比较严格。

  2.2 矿井水综合处理的基本要求

  在本次矿井水处理利用工程中,要求经过处理的废水应用于井下消防洒水、黄泥灌浆用水等。复用水水质执行《煤炭工业矿井设计规范》GB50215-2005中规定的井下消防洒水水质标准。

  3 矿井水的处理的研究

  3.1 矿井水处理利用的工艺流程

  根据本矿井的实际情况,综合考虑原水的水质、复用水的水质要求等,为了确保水处理之后用水的安全性、可靠性,应采取如下排水处理过程:预沉—混凝—沉淀—破乳—除油—过滤及消毒,具体流程图如下:

  

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  3.2 综合处理的设备以及工艺要求

  在该处理工艺中,主要采取成套设备,包括设备的本体、操作平台、配套阀门及仪表配件等,除了重力式设备的使用不需电控,其他都需要应用控制柜及电缆;对于投标设备厂家,应结合井下水处理的实际情况,技术参数等,优化处理中间环节的水泵,并配有备用泵,以保证整个工艺流程的合理性、可靠性。

  3.3 调节沉淀间及设备应用

  有关调节预沉池的进水与出水参数分别为SS≤3000mg/L、SS≤900mg/L,主要应用如下装置:(1)四台管式静态混合器,分别安装在调节池的进水总管、净水器的进水总管中。(2)四套行车式刮泥机,与调节预沉池配套发挥作用。应注意采用刮泥机的行车速度控制在1 m/min。(3)两套调节池共分四个单元池,每个单元池安装一套自动出水装置,共计四套,其堰口宽(长)度为5.0m,最大调节深度为3.5m。单套出水流量400-600m3/h.

  3.4 综合水处理间及设备运用

  在综合水处理间中,运用较多专业设备和关键技术,协调完成水处理过程。主要设备技术包括:(1)四台GMB型高密度迷宫斜板净水器,其单台的处理能力达到400m3/h;进水为SS≤1000mg/L,含油量≈10-50mg/L;要求出水:SS≤15mg/L;含油量≤1 mg/L。混凝反应时间5-0min,表面负荷10-14m3/m2.h;清水区上升流速3-3.5mm。设备包括:池体、高效网格反应设备、高密度迷宫斜板沉淀设备、高效破乳自动除油装置、可调式自动排泥系统、电气控制柜及操作平台、上人楼梯等。(2)四台重力无阀过滤器,单套的处理能力为400m3/h。其运行主要为双层滤料,平均滤速达到10m/h;反冲洗强度为13~16L/s. m2,反洗历时为6min。(3),配套两座污泥浓缩池;四套污泥压榨脱水机,带宽2.0m工艺为浓缩、带式压滤,此设备含进料螺杆泵、污泥混合器、滤布冲洗泵、空压机及自控系统等。配无轴螺旋输送机二台,长度与两套污泥脱水机配套使用,出料口距地面大于1m;(4),五套加药装置,其中2套应用于调节预沉间投加PAC,含计量泵两台(一用一备),搅拌机一台;三套用于综合水处理间,一套投加PAC,含计量泵三台(二用一备),搅拌机一台。二套投加PAM,每套含计量泵二台(一用一备),搅拌机一台。要求能够根据进水浊度自动控制计量泵投加量。(5),四套消毒装置。以二氧化氯发生器作为主要消毒装置,实施过程采取电解反应法,单台产气量达到2000g/h,功率N=24Kw,电压380V,药剂投加方式为水射器投加,含余氯监测仪。

  4 总结

  由上可见,在当前倡导低碳经济发展的大背景下,如何实现矿井水处理与利用,已成为煤矿生产中应思考的问题。经过处理后的矿井水,可提高利用率,缓解长期困扰矿区发展的环境污染问题,更利于实现煤矿工业的可持续发展。

  参考文献

  [1]章丽萍,何绪文,王春荣.煤矿井下水处理系统改造工程实践[J].矿业安全与环保,2009(2).

  [2]魏国,李培新,李博.矿井水处理及中水回用研究[A]山东煤炭学会2010年工作会议暨学术年会,2010.

  [3]郭中权,王守龙,朱留生.煤矿矿井水处理利用实用技术[J].煤炭科学技术,2008(7).

  作者简介:王小娟(1972—),女,高级工程师,从事工作:煤矿环境保护技术管理.

  (编辑:顾生 张平 何娟)

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