⑴ 礦井水經過處理後要達到什麼標准才能排放
礦井污水應該參照《污水綜合排放標准》執行,主要去除其中的SS。
⑵ 國外礦井水深度處理的現狀及參考文獻下載
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⑶ 煤礦為什麼會有地下水處理
一、 概述
煤炭在我國能源結構中佔70%以上,煤炭開采過程中排放大量廢水,若不經處理直接排放,勢必對環境造成嚴重污染,同時造成水資源的大量浪費,無法實現循環經濟的目標。據統計我國40%的礦區嚴重缺水,已制約了煤炭生產的發展。西北礦區多處於山區,水資源更為缺乏,地表水又多為間歇性河流,枯洪水季節流量相當懸殊,常年流量稀釋能力差,排入河流的污水造成嚴重污染。因此,開發、管理、利用好煤礦水資源,對煤炭工業可持續發展具有重要意義。
1、煤廢水污染嚴重
據包括10多位院士在內的專家學者鑒定通過的一項課題研究表明,山西每年挖5億噸煤,使12億立方米的水資源受到破壞。這相當於山西省整個引黃河水入晉工程的總引水量。專家呼籲,應當從技術、人才、資金投入和經營機制等多方面解決這一世紀難題,幫助山西省等煤炭主產區擺脫「產煤致旱、因煤致渴」的困擾。
這項關於山西省煤炭產業可持續發展的研究表明,山西省採煤造成嚴重的水資源破壞,加劇了水資源短缺問題。這項課題研究表明,山西每挖1噸煤損耗2.48噸的水資源。每年挖5億噸煤,使12億立方米的水資源受到破壞。這相當於山西省整個引黃工程的總引水量。因此,這對於山西這個人均水資源量僅佔全國平均水平不到五分之一的地區來說是個非常嚴重的問題。
目前,由於煤炭開采對地下水系破壞非常嚴重。據統計,山西採煤對水資源的破壞面積已達20352平方公里,佔全省總面積的13%。山西省大部分農村人畜吃水靠煤系裂隙水,而煤礦開采恰好破壞了該層段的含水層。據統計,全省由於採煤排水引起礦區水位下降,導致泉水流量下降或斷流,使近600萬人及幾十萬頭大牲畜飲水嚴重困難。
2、煤炭採掘業廢水治理技術問題
99%的採煤項目廢水沒有進行治理,從主觀上應該說是環保監管不力。從客觀上說是我們環保部門對採煤項目廢水治理技術持謹慎態度。採煤廢水治理技術多如牛毛,那種技術最適用、工藝最成熟、操作管理最方便、投資最省、運行費用最低,一直是我們環保部門在尋求的。由於採煤廢水復雜多變,在同一礦井廢水中,同時含有鐵、錳等重金屬,硫、氟、氯等非金屬及有機污染物和懸浮物,有的礦井廢水呈弱酸性(如織金縣珠藏、鳳凰山等),再就是即使是同一礦井,所采層不同,廢水性質也不同,甚至是差別很大。這就給煤礦廢水治理技術的選用帶來很大的困難。通常情況是某一技術只能有效處理某一污染物,不可能把所有超標的污染物都處理好。一個煤礦不可能投入很多資金對污染物進行單項處理,這就是採煤廢水治理在技術上的難點。有的業主自行修了一兩個池子,把礦井廢水往池子一放,就是對廢水進行處理了。事實上不是這樣簡單,可能連懸浮物也處理不了,金屬和非金屬就更不可能處理了。
3、煤礦廢水處理要求
1.1煤礦廢水包括礦井涌水、煤場和矸石場淋溶廢水等。在進行處理前,應先委託地區環境監測站進行監測,以監測資料作為廢水處理工程設計的依據。DFMC煤礦廢水治理技術和成套設備是目前經實踐證明的實用技術,50萬噸以下、小時涌水量50m3以下的煤礦可採用此技術和設備。對於酸性煤礦廢水還需新增設備和葯劑。煤礦廢水經處理達標後盡可能循環使用,循環使用率不低於50%,經處理後排放的廢水列為總量控制指標進行考核。
1.2新建煤礦必須執行「三同時」規定,試產三個月必須申請地區環保局驗收,驗收達標的發給排污許可證,不達標的停產治理。
1.3原有煤礦分期分批進行治理,2005年50%左右的原有煤礦治理完工並通過達標驗收。列入家2005年治理計劃的煤礦不治理的,依法予以處罰;治理不達標的,停產治理。治理計劃由各縣市環保局商煤炭局提出,報地區環保局綜合平衡後以治理計劃下達執行。
表1 某A煤礦廢水處理監測結果 單位:mg/l
指標 排放
標准 處理前
濃度 超標倍數(倍) 處理後
濃度 比排放標准低(%) 懸浮物 70 258 2.7 11.5 83.6 鐵 1 2.58 1.6 0.68 32 硫化物 1 2.8 1.8 0.5 50 COD 100 281.9 1.8 7 93 錳 2 0.13 未超標 0.1 —
表2某B煤礦廢水處理監測結果單位:mg/ l
指標 排放
標准 處理前
濃度 超標 倍數 (倍) 處理後
濃度 比排放標准低(%) 懸浮物 70 318 3.5 4.5 93.6 鐵 1 2.28 1.3 0.74 26 硫化物 1 3.21 2.2 0.5 50 COD 100 228.4 1.3 18.8 81.2 錳 2 0.37 未超標 0.18 — 1.4、煤礦廢水中鐵含量高,如濃度大於100mg/l,其處理設備投資和運行費用將要增加。因為鐵含量過高,要達到1mg/l的排放標准,一級除鐵是不行的,必須三至四級除鐵。
1.5、酸度高的煤礦廢水應使達標(6~9)。
1.6、煤礦要對煤場、矸石場進行硬化處理,建導流溝,把因大氣降水產生的這一部分淋溶水引入廢水處理系統進行處理。
1.7、 預防事故和自然因素引起的非正常排放
為預防因降暴雨致使廢水次理池溢流,工程設計必須考慮廢水處理池有足夠的容積。為防止事故性排放,必須建事故調節池。四、煤礦生活廢水處理要求洗煤廠和煤礦生活廢水處理採用深圳開發研製的微型生活廢水處理裝置進行處理。生活廢水經處理達標後可排放。五、煤礦廢水治理技術選用
實踐證明是可行的 DFMC煤礦廢水治理技術和成套設備可選用。未經試點的技術只能試點,不能推廣。經試點並由A地區環境監測站監測、提出監測報告,從治理效果、投資、運行費用等全面評價後由地區環保局決定是否推廣。
二、廢水主要處理技術
我國煤礦礦井水處理技術起始於上世紀70年代末,大多污水治理工作都只停留在為排放而治理。然而回用才是當今污水治理發展的必然趨勢,將防治污染和回用結合起來,既可緩解水源供需矛盾,又可減輕地表水體受到污染。現國內使用的處理技術主要有:沉澱、混凝沉澱、混凝沉澱過濾等。處理後直接排放的礦井水,通常採用沉澱或混凝沉澱處理技術;處理後作為生產用水或其它用水的,通常採用混凝沉澱過濾處理技術;處理後作為生活用水,過濾後必須再經過除酚等對人體有害物質及消毒處理;有些含懸浮物的礦井水含鹽量較高 ,處理後作為生活飲用水還必須在凈化後再經過淡化處理。三、礦井水處理回用的條件
1、礦井廢水的產生及特點
煤礦礦井廢水包括:煤炭開采過程中地下地質性涌滲水到巷道為安全生產而排出的自然地下水,井下採煤生產過程中灑水、降塵、滅火灌漿、消防及液壓設備產生的含煤塵廢水。因此,它既具有地下水特徵,但又受到人為污染。礦井廢水的特性取決於成煤的地質環境和煤系低層的礦物化學成分,其中井田水文地質條件及充水因素對於礦井開采過程礦井廢水的水質、水量有決定性的影響。因此,對礦井廢水處理要考慮開采過程中水質、水量的變化。某礦區M煤礦礦井廢水水質取礦井正常排水時井口水樣,結果見表1。
M煤礦礦井廢水污染物監測表
表1 單位:mg/L
序號 監測項目 日均值濃度范圍 序號 監測項目 日均值濃度范圍 1 肉眼可見物 微粒懸浮物 9 總氮 5.600~5.854 2 PH值 8.41~8.55 10 砷(ng/L) 3.4~5.2 3 CODcr 66.4~131.7 11 總磷 0.085~0.104 4 硫化物 1.09~1.67 12 糞大腸菌 260~393 5 懸浮物 360~500 13 銅 0.0207~0.0294 6 酚 0.006~0.051 14 鉛 -- 7 BOD5 14.10~24.73 15 鎘 -- 8 LAS 0.198~0.220 16 鋅 0.0381~0.0407
通過網路調查和資料查找,收集了多年來某礦區有關礦井水和地下水的化驗數據資料,以及環境監測站監測數據(表1)綜合分析,該煤礦礦井廢水含煤泥為主要懸浮物,有機物略有超標,糞大腸菌群超標,揮發酚超標。
2、礦井廢水回用途徑
煤礦礦井水處理後可作生產用水或生活用水,礦井生產用水主要是井下採掘設備液壓用水、消防降塵灑水,生活用水主要是沖廁、洗浴水以及深度處理後用於飲用水。水質標准分別為:
a、防塵灑水《煤礦工業礦井設計規范》(GB50215-94)
SS≤150mg/L,粒徑d<0.3mm;PH值為6~9;大腸菌群≤3個/L。
b、空壓機、液壓支柱用水水質SS≤10~200mg/L,粒徑d <0.15mm;硬度(碳酸鹽)2~7mg/L;pH值為6.5~9;濁度<20。
c、礦井洗浴水水質達到《地表水環境質量標准》(GB3838-2002)的Ⅲ類水體標准。
d、中水水質達到《生活雜用水水質標准》(CJ/T 48-1999)。
5、生活飲用水達到《生活飲用水衛生標准》(GB5749-85)。
四、處理工藝
從上表可知,M煤礦礦井廢水處理工程的設計處理能力為800~1000m3/d,處理後作為生產和生活用水,採用混凝反應、過濾、活性炭吸附及消毒工藝,流程見圖1。
圖1礦井廢水處理工藝流程
礦井廢水由井下排水泵提升至灌漿水池,部分用於黃泥灌漿,其餘廢水自流進入曝氣池,氣浮除油後進入斜板沉澱池進行初步沉澱,由提升泵提升進入混凝沉澱設備,同時加入混凝劑,經過斜管沉澱後,將絮狀物沉澱到底部而被去除,清水從上部溢流出水自流進入砂濾罐,出水自流進入清水池,清水池前投加二氧化氯進行殺菌消毒。砂濾罐的反沖冼水自流進入污泥池,上清液自流進入曝氣池,以提高礦井廢水資源的利用率。出水若用作生活用水,則砂濾罐出水進入活性炭吸附裝置處理後流入清水池用作生活用水。
五、主要處理單元
1、預沉池曝氣
礦井廢水中含有少量的有機物,通過曝氣接觸氧化去除廢水中的有機物。另外,井下液壓支柱等設備產生少量油類,通過氣浮除油,使廢水中油類達標。
2、混凝沉澱
煤礦礦井水主要污染物為懸浮物,處理懸浮物主要採用混凝沉澱法,用鋁鹽或鐵鹽做混凝劑,混凝劑混合方式採用管道混合器混合。混凝沉澱裝置採用倒喇叭口作為反應區,水流在反應區中流速逐漸降低,使廢水和混凝劑葯液的反應在反應器中逐漸全部完成。完全反應的廢水流出反應區後開始形成混凝狀物質,經過布水區進入斜管填料,由於斜管填料採用PVC六角峰窩狀填料,利用多層多格淺層沉澱,提高了沉澱效率。將絮狀物沉澱到底部而被去除,清水從上部溢流排出。
3、砂濾凈化
礦井廢水經混凝沉澱後,水中還含有較小顆粒的懸浮物和膠體,利用砂濾設備將懸浮顆粒和膠體截留在濾料的表面和內部空隙中,它是混凝沉澱裝置的後處理過程,同時也是活性炭吸附深度處理過程的預處理。砂濾罐為重力式無閥濾池,採用自動虹吸原理達到反沖洗,不需要人工單獨管理,操作簡便,管理和維護方便。砂濾罐通常採用不同等級的石英砂多層濾料。
4、活性炭吸附
該煤礦礦井廢水主要含有揮發酚,酚類屬於高毒物質,它可以通過皮膚、粘膜、口腔進入人體內,低濃度可使細胞蛋白變性,高濃度可使蛋白質沉澱。長期飲用被酚污染的水源,會引起蛋白質變性和凝固,引起頭暈、出疹、貧血及各種神經症狀,甚至中毒。處理中水用作生活飲用水,必須用活性炭吸附裝置處理。活性炭的比表面積可達800~2000m2/g,具有很強的吸附能力。該裝置採用連續式固定床吸附操作方式,活性炭吸附劑總厚度達3.5m,廢水從上向下過濾,過濾速度在4~15m/h,接觸時間一般不大於30~60min。隨著運行時間的推移,活性炭吸附了大量的吸附質,達到飽和喪失吸附能力,活性炭需更換或再生。
5、消毒
廢水中含有一定的病菌、大腸菌群,處理後回用於洗浴時,若不經過消毒,對人體皮膚傷害嚴重。所以礦井廢水處理後作為生活用水必須經過消毒處理,本工藝採用二氧化氯消毒,現場用鹽酸和氯酸鈉反應產生二氧化氯,二氧化氯無毒、穩定、高效、殺菌能力是氯的5倍以上。
六、處理工藝特點
1、以上可知A煤礦礦井廢水處理工程是根據礦井水水質特點確定工藝技術參數,採用一次提升到混凝沉澱裝置,再自流進入後續各處理構築物,出水水質穩定可靠,動力設備較少,能耗較低。
2、採用混凝沉澱裝置與砂濾罐相結合的工藝技術,主要處理構築物採用組合式鋼結構,具有佔地面積小、使用壽命長、工程投資省、工藝簡單、操作管理方便、運行成本低等特點。砂濾罐設計採用重力式無閥濾池,反沖洗完全自動,操作管理方便。
3、該煤礦礦井廢水處理系統實現了自動加葯、自動反沖洗的全過程監控,包括電控系統、上位監控系統和儀表檢測系統。儀表檢測系統包括加葯流量、處理流量 、水池液位和加葯箱液位、進水和出水濁度等連續自動檢測。
⑷ 礦井水處理設備
1、低壓沖洗
定期對反滲透裝置進行大流量、低壓力、低ph值的沖洗有利於去除附著在膜表專面上的污垢,維持膜性屬能,或當進水sdi突然升高超過5.5以上時,應進行低壓沖洗,待sdi值調至合格後再開機。
2、停運保護
由於生產的波動, 沈陽純凈水設備不可避免地要經常停運,短期或長期停用時必須採取保護措施,不適當地處理會導致膜性能下降且不可恢復。
短期保存適用於停運15天以下的反滲透系統,建議水溫高於20℃時,每兩天低壓沖洗一次,水溫低於20℃時,可以每3天低壓沖洗一次,每次沖洗完後需關閉反滲透裝置上所有進出口閥門。
長期停用保護適用於停運15天以上的系統,這時必須用保護液充入反滲透裝置進行保護。以前常用的殺菌劑配方是甲醛,因其具有便宜、易得的優點,但近來出於對環保和人體健康的考慮,異噻唑啉酮逐漸被重視。
萊特萊德。
⑸ 礦井 井下水如何處理
礦井井下水處理方法根據水質的不同而定:
1、含懸浮物煤礦礦井水處理技術主要有混凝、沉澱和澄清、過濾和消毒。
①礦井水混凝階段所處理的對象主要是煤粉、岩粉等懸浮物及膠體雜質,它是礦井水處理工藝中一個十分重要的環節。實踐證明,混凝過程的程度對礦井水後續處理如沉澱、過濾影響很大。所以,在礦井水的處理中,應給予足夠的重視。
②沉澱和澄清:在煤礦礦井水處理中所採用的主要有平流式沉澱池、豎流式沉澱池和斜板(管式)沉澱池。澄清池主要有機械攪拌、水力循環和脈沖等。
③在煤礦礦井水處理過程中,過濾一般是指以石英砂等粒狀濾料層截留水中懸浮物。去除化學澄清和生物過程未能去除的細微顆粒和膠體物質,提高出水水質。礦井水處理可以採用過濾池。過濾池有普通快濾池、雙層濾料濾池、無閥濾池和虹吸濾池等。常採用濾料有石英砂、無煙煤、石榴石粒、磁鐵礦粒、白雲石粒、花崗岩粒等。
④水凈化處理後,細菌、病毒、有機物及臭味等並不能得到較好的去除。所以,必須進行消毒處理。消毒的目的在於殺滅水中的有害病原微生物(病原菌、病毒等),防止水致傳染病的危害。在以煤礦礦井水為生活水源水處理中,目前主要採用的是氯消毒法。消毒劑主要有:液氯、漂白粉、氯胺、次氯酸鈉等。
2、高礦化度煤礦礦井水處理技術
煤礦高礦化度礦井水的含鹽量一般在1000~3000mg/l⑴之間,屬於我國大部分地區的苦鹹水含鹽量范圍,所以,有些煤礦也稱高礦化度礦井水為苦鹹水。苦鹹水脫鹽方法主要有電滲析和反滲透技術。目前電滲析技術已成為一個大規模的化工單元過程,廣泛地用於各個行業。當進水含鹽量在500~4000mg/l時,採用電滲析是技術可行、經濟合理的;當進水含鹽量小於500mg/l時,應結合具體條件,通過技術經濟比較確定是採用電滲析還是採用離子交換或者兩者聯合。反滲透技術自從上世紀五十年代末六十年代初發展成為實用的化工單元操作以來正不斷地拓展其應用領域和規模,目前已廣泛地應用於各行業。國內外已廣泛應用於海水、苦鹹水淡化,鍋爐補給水、飲用水純化,在食品、制葯、化工、醫療、環保、礦井用水等行業中制備純透反滲水、超純水,以及各種水溶液的脫鹽、分離和濃縮。
3、煤泥水處理技術
含有煤泥等輕度污染的礦井水,這類礦井水水量不大穩定,常採用一體化凈水器進行處理,該凈水器是一種新型重力式自動沖洗式一體化凈水器,適合進水濁度≤3000mg/L,出水濁度≤3mg/l。該凈水器集絮凝、反應、沉澱、排污、反沖、污泥濃縮、集水過濾於一體,自動排泥、自動反沖洗。本裝置處理效果好,出水水質優良,自耗水量少,動力消耗省,佔地面積小,節水、節電,無需人員管理。處理後的水質達到生產和生活用水的要求。
4、煤礦生活污水處理技術
煤礦生活污水的凈化工藝:凈化裝置包括以下幾個主要環節:隔柵、破碎機、砂石捕集器、初級沉澱池、生物凈化裝置、次級沉澱池、加葯劑、消毒、再凈化、沉渣加工。在相應流程中各個環節的組合取決於污水的數量、污染組分的濃度和組成,對凈化水質量的要求以及其它條件。
5、酸性煤礦礦井水處理技術
酸性礦井水是指PH小於6.5的礦井排水,一般PH值在3.0-6.5之。其處理技術有石灰石中和法、石灰中和法、生物化學處理法、濕地生態工程處理法。
⑹ 岩溶水資源合理開發利用和保護對策
一、礦井水資源化利用及途徑
1.礦井水利用現狀
礦井排水來源於孔隙水、砂岩裂隙水和灰岩岩溶水,其中岩溶水佔75%。岩溶水是焦作市城市供水的重要水源,合理開發利用和保護岩溶水關繫到居民供水安全。在全球化水資源越來越緊張的大背景下,將礦井排水進行資源化利用是非常有必要的。焦作礦區年排放礦井水量為1.5億m3,目前利用量約為3700萬m3/a,占整個礦區排水總量的23%,其餘被排入周邊河流,白白流失。礦井水利用途徑主要是:焦作市環境用水量為360萬m3/a,煤礦生產用水量為340萬m3/a左右,煤礦周邊農田灌溉利用量為3000萬m3/a。根據焦作市用水規劃,2030年需水量為4.72億m3,供水量僅為0.70億m3,水資源缺口4.01億m3。因此,對礦井排水進行資源化利用是解決焦作市不足的便利途徑。
焦作礦區產生的礦井水的水質符合含一般懸浮物礦井水的特徵。懸浮物SS通常小於400mg/L,COD通常小於70mg/L,毒理學和放射性指標完全符合飲用水要求。從低附加值的礦井水利用角度,礦井水經過初次沉池的沉澱,基本可滿足農業灌溉用水要求;從高附加值的礦井水利用角度,礦井水經過「混凝+沉澱+過濾」,完全能夠達到工業(主要是電廠)用水的要求;再經過「消毒」等深度處理,處理後的礦井水也可以達到生活飲用水的水質要求。我國礦井水處理已有成熟的技術和經驗,焦作礦區排水量大,水量穩定,水質簡單易於處理,礦井水的資源化利用是可行的。
2.礦井水資源化利用的途徑
目前,國內礦井水資源化的方式主要有:①井下實行清水污水分流,清水經過簡單處理後直接利用;②農業灌溉;③礦井水凈化處理後利用;④礦井水回灌補源。其中方式①~③應用較為廣泛,方式④僅限於特定條件下。
華北石炭-二疊岩溶型煤田煤層底板岩溶水是礦井水的重要來源,發生岩溶水突水或從疏放鑽孔、泄水巷流入礦坑的岩溶水,未在採煤巷道或采空區長距離流動並且沒有與其他礦井水混合時,其水質保持天然水質,可以直接作為生產和生活用水。煤礦可將直接從含水層中流出並未受污染的地下水,與從采空區或工作面流出的被污染礦井水分開排放,將清水排至地面簡單處理後加以利用。
華北石炭-二疊岩溶型煤田各煤礦涌水量都較大,水質較簡單,多屬於含一般懸浮物的礦井水,懸浮物濃度通常為300mg/L,這為煤礦周邊農田灌溉提供了水源條件。焦作礦區在20世紀70~80年代,利用礦井水灌溉農田近10萬畝,取得較好的社會效益。
從空間角度,礦井水凈化處理工程主要分為兩類:地面處理工程和井下處理工程。前者是井下各處產生的礦井水經巷道匯集到礦井的中央水倉,由中央泵房將混合的礦井水提升至地面,在地面建凈化站處理,達標後再分別輸送到各用水部門使用;後者是在礦井水進入中央水倉前,經過井下凈化站處理,達標後進入中央水倉,中央泵房再將清水輸送到各用水部門使用。
3.礦井水處理工藝
(1)礦井水的地面處理
目前,對於含一般懸浮物礦井水,地面處理工程的工藝相對成熟單一,基本沿用「混凝—沉澱—過濾—消毒」的流程進行,出水可達到生活飲用水水質要求。常用的構築物有:調節池、澄清池、無閥重力雙層濾池、污泥濃縮池、加氯消毒車間。該工藝關鍵問題是:
1)混凝葯劑的選擇與復配,以降低葯劑費用,提高出水水質。聚合氯化鋁(PAC)+聚丙烯醯胺(PAM-)是常用的葯劑組合。PAC適宜處理含濁水質,PAM-分子量大,助凝性能優良,兩者組合處理效果遠遠優於單獨使用的效果。
2)集澄清和過濾作用一體的凈化器。澄清池集混合絮凝沉澱於一體,減少了構築物的數量,因而獲得廣泛的應用;部分廠礦開發的高效礦井水凈化設備集澄清池和過濾池於一體的一體化凈化器,已普遍用於中小規模礦井水處理廠。
(2)礦井水的井下處理
井下處理工程,形式多樣。主要形式亦有兩類:一類是在各礦井水湧出口,未經巷道就地建立簡易井下處理站,處理後輸送到各用水部門。另一類是礦井水在經過巷道進入中心水倉前增加凈化處理站,中心水倉變成清水倉,從而解決了定期清理中心水倉的難題,中心泵房再將處理後的清水輸送到各用水工作斷面。如兗州東灘煤礦開發的「格柵-沉砂-混合-漩流反應及斜管沉澱-混凝-過濾吸附以及污泥壓濾」工藝的井下處理工程,徐州權台煤礦則是將中心水倉改造成混凝反應的主要設備,對礦井水進行預處理後,再由中心泵房提升至地面凈化站進行二級處理。
4.焦作礦區礦井水處理工藝設計
焦作礦區礦井排水量大,宜採用地面處理工程統一處理,達到相應水質標准後,再輸送到各用水部門。焦作礦區礦井水除濁度、懸浮物、大腸桿菌超標外,其餘指標均符合飲用水標准,處理工藝相對簡單。根據焦作礦區礦井水的水質、水量和處理後的用途,處理工藝可分兩段:基礎處理工段和深度處理工段。經過基礎處理工段的處理,礦井水應能滿足工業用水要求;經深度處理工段的處理,礦井水應達到生活飲用水水質要求。
基礎處理工段去除的主要污染物包括:懸浮物、有機物和油類。懸浮物主要是煤粉和岩粉,此外還有少量的煤層中的古生物殘體、細菌等物。處理工藝流程見圖10-13。
圖10-13 礦井水基礎處理工段工藝流程
深度處理工段去除的污染物主要是菌類和微量有機物,處理工藝流程見圖10-14。
圖10-14 礦井水深度處理工段工藝流程
根據焦作礦區礦井水的水質水量特徵,PAC的工程投加量為10~15mg/L,PAM-的工程投加量為0.2~0.25mg/L。採用「微絮凝-過濾」工藝時,PAC的工程投加量改為5~7mg/L。2006年11月,取演馬礦礦井水,投加工業試劑聚合氯化鋁(PAC)15mg/L與聚丙烯醯胺(PAM-)0.2mg/L,採用實驗室模擬工程設計工藝:「混凝-砂濾-活性炭過濾」,各工段處理效果見表10-12。
表10-12 實驗室模擬工藝處理演馬礦礦井水效果
二、加強煤礦水害綜合防治,減少礦井水的排放
1.岩溶水突水是煤礦安全生產的隱患
焦作礦區受水威脅煤礦資源儲量約60132.6萬t,目前僅解放儲量4685.0萬t,尚有92.2%約55447.6萬t的儲量等待解放(表10-13)。特別是石炭系太原組一5煤(儲量9462萬t)和一2煤(儲量27909萬t),因受煤層底板高承壓岩溶水的嚴重威脅,不能正常開采。礦井排水不僅造成大量水資源被浪費,而且企業每年要付出大量的排水費,2003年焦作煤業集團公司共有的8對生產礦井(表10-14),總排水量達282m3/min,總排水費用高達8000萬元,噸煤排水電費高達20~30元。
表10-13 焦作礦區受岩溶承壓水威脅的儲量及被解放的儲量 單位:萬t
表10-14 焦作礦區2003年生產礦井排水經濟技術指標統計表
2.岩溶承壓水突水危險性評價
焦作礦區石炭二疊系共含煤11~14層,總厚9~14m,其中可採煤層三層,包括二疊系山西組二1煤(大煤)、石炭系太原組一5煤(二煤)和石炭系太原組一2煤(三煤)。二1煤為穩定煤層,全區可采,一般厚6m,是各礦主採煤層。一5煤距二1煤6~80m,一般厚1~1.5m,礦區西部普遍可采,東部夾1~2層矸,部分可采。一2煤距二1煤85~105m,一般厚度1.5~2.0m,普遍可采。石炭系太原組一5煤和一2煤統稱下組煤,煤層底板距二灰和奧灰強含水層近,開採下組煤受煤層底板岩溶承壓水的突水威脅,礦區內僅馬村礦、中馬村礦和朱村礦開采一5煤,而一2煤沒有開采。
「特殊水量脆弱性」的礦坑突水在九里山泉域表現得非常突出,其原因主要有以下幾點:
1)最下層煤(三煤)距奧陶系岩溶含水層的厚度薄,一般為10~20m(圖10-15)。
2)煤系地層中發育數層碳酸鹽岩夾層,且直接分布在每層頂板,特別以「二灰」和「八灰」最為典型(圖10-15),這些夾層式碳酸鹽岩含水層水不僅是礦坑突水的補給源,而且由於其發育穩定、分布廣,往往又成為溝通下伏奧陶系含水層的導水層。
3)礦區位於太行山前且由東線向北東的轉折部位,東西及北東向構造斷裂交錯發育,特別是一些大型斷裂構造成為岩溶地下水徑流的良好通道,同時巨大的斷距使得下伏岩溶含水層與煤層及其煤系地層中碳酸鹽岩夾層對接,為岩溶水向礦井涌水提供了條件。
4)煤層總體由北向南東傾斜,多位於區域岩溶水位以下,南部地區煤層的岩溶水帶壓水頭在數百米以上,高壓狀態下的底鼓突水成為巨大隱患。
煤層底板承壓水突水危險評價方法有:斯列薩列夫公式法、突水系數法、多源地學信息復合疊加法、脆弱性指數法、五圖雙系數法等。突水系數法因公式簡單,便於應用,自20世紀60年代提出以來,至今一直是煤礦評價和預測底板突水的重要方法。突水系數是指煤層底板單位厚度隔水層所能夠承受的靜水壓力,表達式為
中國北方岩溶地下水環境問題與保護
圖10-15 焦作礦區地層柱狀圖
式中:T為突水系數(MPa/m);P為底板隔水層承受的水壓(MPa);M為底板隔水層厚度(m)。
一般來說,突水系數越大,底板突水危險性越高。臨界突水系數是指單位隔水層厚度所能承受的最大水壓或極限水壓。當突水系數超過臨界突水系數時,底板具有突水危險;當突水系數小於臨界突水系數時,底板基本無突水危險。臨界突水系數受礦區水文地質條件、礦井充水條件、開采條件和開采方法等因素的影響,不同礦區或同一礦區的不同礦井往往有不同的臨界突水系數值。因此,很多礦區或礦井通過對歷史實際突水資料的總結,建立了適用於本礦區的臨界突水系數值(表10-15)。就全國實際資料看,受構造破壞塊段臨界突水系數為0.06MPa/m,正常構造塊段臨界突水系數為0.1MPa/m。
表10-15 我國一些礦區臨界突水系數值
焦作礦區主要生產礦井當前採掘深度二1煤底板八灰岩溶水突水系數值見表10-16,各礦突水系數均超過臨界突水系數,各礦在帶壓開采二1煤時,八灰水突水危險很大。
表10-16 焦作礦區二1煤底板八灰突水系數
一5煤底板直接充水含水層是二灰(L2),一5煤和二灰間的隔水層厚度20m,一2煤底板直接充水含水層為奧灰,隔水層厚度10~20m。二灰和奧灰水力聯系密切,二者水位相同,可以視為一個含水層組。奧灰水位按當前75m、一5煤隔水層厚度按20m、一2煤隔水層厚度按10m,根據各井田煤層賦存最大標高,求得一5煤和一2煤的最小突水系數,如表10-17所示。由此可見,開采一5煤和一2煤,底板二灰和奧水突水危險很大。
表10-17 焦作礦區各井田太原組最低突水系數
下面將採用突水系數對礦區「二煤(一5煤)」岩溶突水的風險性進行初步評價。評價中按照突水系數大小分為以下Ⅳ級:
Ⅰ級,無岩溶水突水危害區,「二煤(一5煤)」處於岩溶地下水位以上,不存在下伏岩溶含水層突水的風險。
Ⅱ級,岩溶水輕度突水危害區,下組煤處於岩溶地下水位以下,突水系數介於0~0.06MPa/m之間的地區。
Ⅲ級,岩溶水中等突水危害區,突水系數介於0.06~0.1MPa/m之間的地區,這類區的突水系數已接近煤炭部制定的《礦井水文地質規程》中的突水危險區的臨界值0.6。
Ⅳ級,岩溶水嚴重突水危害區,值突水系數>0.1MPa/m地區。
根據以上計算標准,得到泉域下組煤岩溶突水的風險性評價結果見圖10-16。
從圖10-16中可以看出,從北西向南東煤礦岩溶水突水的風險性增加,與地層埋深、岩溶地下水流向相一致。Ⅰ級、Ⅱ級區主要分布在系統西北部山區和朱村斷層及鳳凰山底層以北地區;Ⅲ級區呈條帶平行分布在李庄斷層與九里山斷層的煤系地層翹起段;Ⅳ級區分布在岩溶水系統的東南部。
系統內各區的分布面積分別為:
無岩溶水突水危害區(Ⅰ級)面積90km2。
岩溶水輕度突水危害區(Ⅱ級)面積23km2。
岩溶水中等突水危害區(Ⅲ級)面積18km2。
岩溶水嚴重突水危害區(Ⅳ級)面積326km2。
3.礦區水害防治的建議
1)Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳ級區不宜開采「三煤」。
2)沿區域性斷層留一定厚度的保安煤柱,厚度不小於300m。這些斷層包括鳳凰山斷層、九里山斷層、方庄斷層、馬坊斷層、峪河斷層等,沿一般斷層保安煤柱厚度不小於50m。
3)在Ⅲ級、Ⅳ級區採煤,對開采過程中可能出現的未探明斷層、岩溶陷落柱等應引起足夠重視,執行「有疑必探、先探後掘」的原則,防止突水事故的發生。
4)在Ⅲ級、Ⅳ級區採煤,在充分查明礦區水文地質條件基礎上,針對下伏岩溶水突水問題,可因地制宜地採用煤礦石炭系灰岩隱伏露頭注漿截流工程,對突水點的地面鑽孔注漿封堵突水點工程,礦井分翼(區)隔離技術和強排技術應用、疏水降壓工程與煤層底板含水層注漿改造,工作面煤層底板注漿加固和含水層改造技術等。
三、減少固體廢棄物堆存與利用
煤矸石的利用途徑主要有三種。一是用煤矸石生產無煤燒結磚。具體做法是,採用成熟的制磚技術,將煤矸石粉碎後添加20%的粉煤灰,利用原煤矸石中的黏土礦物和殘余的發熱量,燒結成煤矸石磚。焦作現已建成5座煤矸石磚廠,有14條隧道窯生產線。2005年生產煤矸磚1.2億塊,實現了銷售收入1437萬元,年消耗煤矸石30萬t。二是用煤矸石發電。現已建成四座煤矸石發電廠,綜合利用電站鍋爐8台,總裝機容量194MW。2005年矸石發電12.5億kW·h,實現銷售收入2.5億元,年消耗煤炭洗選加工所產生的煤矸石70餘萬t。三是用煤矸石充填塌陷區,每年消耗煤矸石1萬t以上。煤矸石堆放場
圖10-16 九里山泉域下組煤煤礦岩溶水系突水風險性評價分區圖
四周應修建集水溝和沉澱池,用於收集矸石山坡面的雨水,沉澱後的雨水用於運矸道路和矸石山的灑水降塵,改善礦區地面環境。對煤矸石堆要採取覆土防滲處理,並種植樹木或花草。
⑺ 礦井水處理水力循環沉澱池處理水渾問題怎麼解決
水力循環加速沉澱池,出水渾濁的主要原因,應該是沉降比的問題,調整凝聚劑或絮凝劑,再看一看活性泥有沒有問題,如果一切正常,調整一下加葯量,應該能夠解決。
⑻ 礦井水處理方法
礦井水處理方法:
1、化學方法。
離子交換法是化學脫鹽的主要方法,這是一種比較簡單的方法,就是利用陰陽離子交換劑去除水中的離子,以降低水的含鹽量。
2、膜分離法。
反滲透和電滲析脫鹽技術均屬於膜分離技術,是我國目前苦鹹水脫鹽淡化處理的主要方法。
3、濃縮蒸發。
反復處理使含鹽量高的剩餘水濃縮到很小體積,然後在合適的地方存放。依靠自然蒸發,使其避免排往下游。水蒸發後將留有鹽分結晶,可在其濃縮至200g/L以上濃度時運走,用做化工原料。
4、稀釋排放。
稀釋排放是將低含鹽量的水混合在一起,達到排入水體的標准後排放。避免對下游的不利影響。
5、消耗利用。
消耗利用用於對含鹽量要求不高的場所,把水消耗掉,最後蒸發到大氣中,避免了向下游排放。
⑼ 國外礦井水處理研究現狀,有誰知道謝謝了
礦井水是一種具有行業特點的水資源。將礦井水凈化處理後作為礦區生活用水和工業用水,不僅節約了水資源,而且避免了未經處理直接外排污染地表水環境,經濟、環境和社會效益明顯。不同的煤礦、不同的地質條件、不同的煤種、不同的開采方式,礦井水涌水量和水質各不相同,礦井水凈化處理必須根據某一特定煤礦的礦井水水量和水質特點採用相應的處理技術。 一體化中水處理設備採用膜生物反應器技術是生物處理技術與膜分離技術相結合的一種新工藝,取代了傳統工藝中的二沉池,它可以高效地進行固液分離,得到直接使用的穩定中水。又可在生物池內維持高濃度的微生物量,工藝剩餘污泥少,極有效地去除氨氮,出水懸浮物和濁度接近於零,出水中細菌和病毒被大幅度去除,能耗低,佔地面積小。適宜住宅小區、辦公樓、商場、賓館、飯店、機關、學校、部隊、工廠等生活污水和與之類似的工業有機廢水,如紡織、啤酒、造紙、製革、食品、化工等行業的有機污水處理。 龍派(河南)水暖環保有限公司專業高效生產水處理設備、中水回用設備、污水處理設備、凈水處理設備、供水設備、換熱器、中央空調等設備及其工程。龍派水處理設備銷售全國各地,得到大家一致認可,全國送貨、全國上門指導安裝。0371-63578666 了解更多有關水處理 http://www.longpai.com.cn/chanpin/Default_2_1.html
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⑽ 煤礦透水怎麼處理
礦井一旦發生突水事故,事故地點人員應按《礦井災害預防處理計劃》的規定及時匯報調度室,並通知、組織受災影響范圍人員按避災路線撤離災區。礦調度室接到事故電話後應向礦領導匯報,通知救護隊及相關部門。成立救災指揮部,有組織按步驟處理災害。救災指揮部成立後,應迅速判定水災性質、了解突水點、影響范圍、搞清事故前人員分布、統計撤離出井人員,分析被困人員躲避地點;根據突水量大小和礦井排水能力,積極採取排、堵、截水的技術措施。如果是老窯積水,積水量受老窯井巷空間限制,可選擇排水方法處理涌水;如果是地表水透入井下,往往有充足的補給水源,應首先採取措施攔截地面補給水通道,然後加強井下涌水的排放。當然,井下突水情況復雜,可根據具體情況採取某種或幾種措施同時並用。同時,條件允許,必須盡快恢復災區通風,防止瓦斯和其它有害氣體積聚和發生熏人事故。排水後,進行偵察搶險時,要防止冒頂,掉底和二次突水事故的發生。
發生透水事故後常常有人被困井下,指揮人員仍應本著「救人是第一任務」的原則,爭時間搶速度,採取有效措施使他們早日脫險。透水事故發生後,應正確判斷遇險人員可能躲避的地點,科學分析該地點是否具有人員生存的條件,然後積極組織力量進行搶救。當躲避地點比外部水位高時,遇險人員可能生存,對於這些地點的人員,應利用一切可能的方法(打鑽或掘一段巷道)向他們輸送新鮮空氣、飲料和食物,以延長待救時間。當避難地點比外部水位低時,存在兩種情況:
(1)突水時洪水能直接湧入位於突水點下部的巷道(如平巷、下山),並把他們淹沒,一般情況下,這些地點不會有空氣存在,也就不具備人員生存的條件。然而,多次出現過人員躲在這些巷道高冒處獲救的案例。
(2)當突水點下部巷道全斷面被水淹沒後,與該巷道相通的獨頭上山等上部獨頭巷道,如不漏氣,即使低於外部最高水位時也不會全部被淹沒,仍有空氣存在。在這些地點躲避的人員具備生存的條件,如果避難方法正確(心情平靜、適量喝水、躺卧待救)是能生還的 1998年5月20日內蒙古烏海市卓子山礦區地面降雨沖人巴產烏素煤礦井下,13人被困井下,其中有1人在井下避災34天後生還出井。很多類似這樣的事例說明,突水事故發生後,有些地點具有人員生存條件的,即使躲避較長時間也不至於生存無望。對於那些低於外部水位的避難地點,則嚴禁打鑽,防止獨頭空氣外泄,水位上升,淹沒遇險人員。最好的辦法是加速排水,即早日營救他們。
網上找的答案~我想應該每個礦都編制事故應急預案的