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[摘 要]随着我国煤矿事业的不断发展,煤矿开采和燃烧所带来的环境问题日益严重,也受到了越来越多的重视。水资源在煤矿开采中占据着重要作用。然而,在很多煤矿的采矿过程中,污水并未经过处理便直接排放到大自然中,严重污染了煤矿周边环境。因此,对煤炭污水进行处理,对于保护自然环境,具有十分重要的意义。
[关键词]煤矿污水 处理技术
中图分类号:F714 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)13-0007-01
煤矿企业的特殊性决定了在生产的过程中,会产生大量的煤粉和粉尘,这些颗粒进入到生产或者生活用水中,就会导致较为严重的水体污染,因为煤矿企业的悬浮物中存在大量的化学粉尘,并且这些粉尘的需氧量比较高。因此,要严格的控制在生产过程中的各种硫化物以及粉尘的污染,采取各种措施来减轻水体的污染,并充分做好污染的处理以及循环再利用,这样就可以实现对煤矿企业生产过程中的生产以及生活用水的保障,也能够实现水资源的合理使用。
1.煤矿矿井污水污染成分
1.1酸碱污染
煤矿废水的酸碱度与矿物成分、含量、矿床埋藏条件、涌水条件、采矿方法等因素有关。酸、碱污染不仅改变水体的pH值,而且还会增加水的硬度,并通过与水体中的矿物相互作用产生某些盐类,改变水的渗透压,抑制微生物的生长,妨碍水体的自净,破坏土壤结构,腐蚀构筑物及机械设备。采煤废水主要为酸性废水。
1.2悬浮物污染
相较地表水而言,煤矿矿井污水中含有较高的悬浮物,这些悬浮物的粒度较小,沉降的速度同悬浮物的质量成正比,在水中沉降的速度比较慢,沉降时间比较长,且稳定性强,带有一定的胶粘性,处理难度较大。
1.3金属离子污染
采煤废水属于地下涌出水,通常含有高浓度的二价铁、锰金属离子,除此之外,还含有大量的铅、铬、镉等重金属化合物,这些物质不仅能够对生产设备产生腐蚀,进入环境中,通过富集作用和生物链传导,还会对生物产生巨大的毒害作用。
1.4油类及有机污染物
油类污染物是矿山废水中较为普遍的污染物。水面油膜的存在,不仅产生视觉污染,而且油膜厚度在 10 m m 以上时,会阻碍水面的复氧过程,阻碍水分蒸发和大气与水体间的物质交换,改变水面的理化性质,有机污染物主要来 自于尾矿废水中的有机质,它们对水生生态环境极为有害,抑制其他水生物的生长繁殖。
1.5高矿化度水
高矿化度水水体是指无机盐总量超过1000m 的地下水,该类水体一般硬度较高,水质多呈中性或偏碱性,该类水体排放至土体后或加速土壤盐渍化并影响农作物生长,其用作锅炉水会易结垢,用作建筑用水会影响混凝土质量,人类引用则对心脏和肾脏造成影响。该类水体的处理关键是进行脱盐处理来降低含盐量,处理技术多为离子交换、电渗析以及反渗透等,近年来反渗透已成为脱盐工艺主流,其以出水水质好、脱盐率高等优点而被广泛利用。
2.矿井水污染物常规处理方法
要想实现对矿井水污染的有效处理,就必须要根据其实际的污染情况,进行分类处理,根据不同的生产活动特点以及化学和物理性质,将矿井污染情况分为以下几种:即悬浮物矿井水、高矿化矿井水、酸性矿井水和特殊污染物矿井水,然后根据其特点采用有针对性的措施予以解决。
2.1酸性废水
在对酸性矿井水进行水体污染的处理过程中,最常用的方式和办法就是通过一些中和剂来实现对水体的酸碱度的中和,一般来说,比较常见的用于矿井的水体酸性中和的中和剂有石灰石、大理石、石灰等几种,这些碱性物质,不仅可以实现很好的酸性中和,还具有成本低的特点,适合于大量的应用在矿井水中。
2.2悬浮物的处理
目前来看,在矿井的生产过程中,主要导致水体污染的悬浮物有煤粉和岩粉两种,要想实现他们的沉淀,就必须要采用一定的混凝剂进行混凝以及沉淀后才能实现对其污染区的处理,一般来说,这种方法适合应用于悬浮物的矿化度不高的污水,可以实现对水体的净化和消毒。
2.3金属离子的处理
金属离子的处理主要采取吸附、离子交换、膜处理技术等。其中反渗透技术是一种较为先进的膜处理技术,主要以压力为驱动力,是在上个世纪六十年代从海水淡化技术发展而来,这项技术具有投资小、占地规模小、操作简便、组件化、无相变等优点,而且能耗也比较低,因此在各工矿企业污水资源化等领域具有广泛的应用,它能够将污水中的铜、汞、铅、镍、砷、锌、镉等进行有效脱除,其中脱除率能够达到 90%一99%。
2.4 油类及有机污染物的处理
油类的去除主要采用是气浮工艺,也称浮选法,其原理是设法使水中产生大量的微气泡,以形成水、气及被去除物质的三相混合体,在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的共同作用下,促进微细气泡粘附在被去除的微小油滴上后,凶粘合体密度小于水而上浮到水面,从而使水中油粒被分离去除。
2.5 高矿化度矿井水处理
高矿化度矿井水是指含盐量大于1000 mg/L的矿井水,我国的高矿化矿井水其含盐量通常在1000~3000 mg/L,甚至更高。矿井水中的盐成分主要来自于水 中K+、Na+、SO42-、Mg2+等离子,其硬度要高于生活饮用水标准,更不适合矿业生产过程中的锅炉用水。因此,高矿化度矿井水的处理,主要是除去水中的上述离子现在常用到的方法有离子交换法,即利用阴阳离子的交换来除去水中的离子,以降低其含盐量。但该方法仅限于低矿化度矿井水,含盐量小于500mg/L时处理效果比较明显。此外,还有电渗析法在我国高矿化度矿井水中应用较多。电渗析法是通过外加直流电场,利用离子交换膜对于溶液中离子的选择透过性,使溶质和溶剂分离的一种物理化学过程。但该方法对于污水的利用效率不高,通常待处理的矿化水经过电渗析器净化后,可以得到浓缩液和淡化水,淡化水为总进水量的60%左右。
3.结语
每个煤矿企业都有责任和义务维护煤矿及周边的生态环境,使其免受污水的破坏,煤矿企业不能够在发展经济的同时不顾及生态环境的保护,给人们留下巨大的隐患。而且煤矿矿井污水的污染成分复杂多变,水质水量的变化也比较大,不同煤层水的水质各不相同,有时会差异很大,给污水处理造成了很大困难。因而必须加强对煤矿矿井污水处理设施的建设,合理运用各类污水处理技术,并且加强污水污染的预防,才能有效保护生态环境和水资源。
参考文献
[1]孙其美,王传团.矿井污水处理与应用技术研究[J].山东煤炭科技,2012(28).
[2]杨林顺.西铭矿选煤厂矿井污水处理技术的探讨[J].山西焦煤科技,2011(9).
[3]崔玉川,杨云龙,谢锋.煤炭矿井水处理利用技术进展[J].工业用水与废水,2005(3).
[4]张涛 ,张勇.矿井水污染防治及处理措施[J].才智,2012(13).
[5]朱秀梅.浅议矿井水污染对环境的危害及资源化[J].化工时刊,2012(1).
[关键词]煤矿污水 处理技术
中图分类号:F714 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)13-0007-01
煤矿企业的特殊性决定了在生产的过程中,会产生大量的煤粉和粉尘,这些颗粒进入到生产或者生活用水中,就会导致较为严重的水体污染,因为煤矿企业的悬浮物中存在大量的化学粉尘,并且这些粉尘的需氧量比较高。因此,要严格的控制在生产过程中的各种硫化物以及粉尘的污染,采取各种措施来减轻水体的污染,并充分做好污染的处理以及循环再利用,这样就可以实现对煤矿企业生产过程中的生产以及生活用水的保障,也能够实现水资源的合理使用。
1.煤矿矿井污水污染成分
1.1酸碱污染
煤矿废水的酸碱度与矿物成分、含量、矿床埋藏条件、涌水条件、采矿方法等因素有关。酸、碱污染不仅改变水体的pH值,而且还会增加水的硬度,并通过与水体中的矿物相互作用产生某些盐类,改变水的渗透压,抑制微生物的生长,妨碍水体的自净,破坏土壤结构,腐蚀构筑物及机械设备。采煤废水主要为酸性废水。
1.2悬浮物污染
相较地表水而言,煤矿矿井污水中含有较高的悬浮物,这些悬浮物的粒度较小,沉降的速度同悬浮物的质量成正比,在水中沉降的速度比较慢,沉降时间比较长,且稳定性强,带有一定的胶粘性,处理难度较大。
1.3金属离子污染
采煤废水属于地下涌出水,通常含有高浓度的二价铁、锰金属离子,除此之外,还含有大量的铅、铬、镉等重金属化合物,这些物质不仅能够对生产设备产生腐蚀,进入环境中,通过富集作用和生物链传导,还会对生物产生巨大的毒害作用。
1.4油类及有机污染物
油类污染物是矿山废水中较为普遍的污染物。水面油膜的存在,不仅产生视觉污染,而且油膜厚度在 10 m m 以上时,会阻碍水面的复氧过程,阻碍水分蒸发和大气与水体间的物质交换,改变水面的理化性质,有机污染物主要来 自于尾矿废水中的有机质,它们对水生生态环境极为有害,抑制其他水生物的生长繁殖。
1.5高矿化度水
高矿化度水水体是指无机盐总量超过1000m 的地下水,该类水体一般硬度较高,水质多呈中性或偏碱性,该类水体排放至土体后或加速土壤盐渍化并影响农作物生长,其用作锅炉水会易结垢,用作建筑用水会影响混凝土质量,人类引用则对心脏和肾脏造成影响。该类水体的处理关键是进行脱盐处理来降低含盐量,处理技术多为离子交换、电渗析以及反渗透等,近年来反渗透已成为脱盐工艺主流,其以出水水质好、脱盐率高等优点而被广泛利用。
2.矿井水污染物常规处理方法
要想实现对矿井水污染的有效处理,就必须要根据其实际的污染情况,进行分类处理,根据不同的生产活动特点以及化学和物理性质,将矿井污染情况分为以下几种:即悬浮物矿井水、高矿化矿井水、酸性矿井水和特殊污染物矿井水,然后根据其特点采用有针对性的措施予以解决。
2.1酸性废水
在对酸性矿井水进行水体污染的处理过程中,最常用的方式和办法就是通过一些中和剂来实现对水体的酸碱度的中和,一般来说,比较常见的用于矿井的水体酸性中和的中和剂有石灰石、大理石、石灰等几种,这些碱性物质,不仅可以实现很好的酸性中和,还具有成本低的特点,适合于大量的应用在矿井水中。
2.2悬浮物的处理
目前来看,在矿井的生产过程中,主要导致水体污染的悬浮物有煤粉和岩粉两种,要想实现他们的沉淀,就必须要采用一定的混凝剂进行混凝以及沉淀后才能实现对其污染区的处理,一般来说,这种方法适合应用于悬浮物的矿化度不高的污水,可以实现对水体的净化和消毒。
2.3金属离子的处理
金属离子的处理主要采取吸附、离子交换、膜处理技术等。其中反渗透技术是一种较为先进的膜处理技术,主要以压力为驱动力,是在上个世纪六十年代从海水淡化技术发展而来,这项技术具有投资小、占地规模小、操作简便、组件化、无相变等优点,而且能耗也比较低,因此在各工矿企业污水资源化等领域具有广泛的应用,它能够将污水中的铜、汞、铅、镍、砷、锌、镉等进行有效脱除,其中脱除率能够达到 90%一99%。
2.4 油类及有机污染物的处理
油类的去除主要采用是气浮工艺,也称浮选法,其原理是设法使水中产生大量的微气泡,以形成水、气及被去除物质的三相混合体,在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的共同作用下,促进微细气泡粘附在被去除的微小油滴上后,凶粘合体密度小于水而上浮到水面,从而使水中油粒被分离去除。
2.5 高矿化度矿井水处理
高矿化度矿井水是指含盐量大于1000 mg/L的矿井水,我国的高矿化矿井水其含盐量通常在1000~3000 mg/L,甚至更高。矿井水中的盐成分主要来自于水 中K+、Na+、SO42-、Mg2+等离子,其硬度要高于生活饮用水标准,更不适合矿业生产过程中的锅炉用水。因此,高矿化度矿井水的处理,主要是除去水中的上述离子现在常用到的方法有离子交换法,即利用阴阳离子的交换来除去水中的离子,以降低其含盐量。但该方法仅限于低矿化度矿井水,含盐量小于500mg/L时处理效果比较明显。此外,还有电渗析法在我国高矿化度矿井水中应用较多。电渗析法是通过外加直流电场,利用离子交换膜对于溶液中离子的选择透过性,使溶质和溶剂分离的一种物理化学过程。但该方法对于污水的利用效率不高,通常待处理的矿化水经过电渗析器净化后,可以得到浓缩液和淡化水,淡化水为总进水量的60%左右。
3.结语
每个煤矿企业都有责任和义务维护煤矿及周边的生态环境,使其免受污水的破坏,煤矿企业不能够在发展经济的同时不顾及生态环境的保护,给人们留下巨大的隐患。而且煤矿矿井污水的污染成分复杂多变,水质水量的变化也比较大,不同煤层水的水质各不相同,有时会差异很大,给污水处理造成了很大困难。因而必须加强对煤矿矿井污水处理设施的建设,合理运用各类污水处理技术,并且加强污水污染的预防,才能有效保护生态环境和水资源。
参考文献
[1]孙其美,王传团.矿井污水处理与应用技术研究[J].山东煤炭科技,2012(28).
[2]杨林顺.西铭矿选煤厂矿井污水处理技术的探讨[J].山西焦煤科技,2011(9).
[3]崔玉川,杨云龙,谢锋.煤炭矿井水处理利用技术进展[J].工业用水与废水,2005(3).
[4]张涛 ,张勇.矿井水污染防治及处理措施[J].才智,2012(13).
[5]朱秀梅.浅议矿井水污染对环境的危害及资源化[J].化工时刊,2012(1).