高浊矿井水现状及存在的问题

1.1高铁锰矿井水的水质特征

煤矿含铁、锰矿井水主要是地层中含铁、锰地下水渗透形成的,矿井水中铁、锰是以二价铁或二价锰形式存在的,由于煤矿开采过程的影响,造成煤矿含铁、锰矿井水又具有不同于含铁锰地下水质的特点。

1.2高铁锰矿井水的利用现状

目前矿井水处理工程上主要采用天然锰砂作为除铁、锰的滤料,其成熟期至少在一个月以上。而且,尽管其对锰有一定的去除效果,但经其过滤后的出水,仍不能完全满足回用水的水质要求。

1.3高铁锰矿井水利用存在的问题

煤炭行业对含铁锰的矿井水处理参照地下水除铁除锰技术进行设计,存在不少的问题。

2.1酸性矿井水的水质特征

2.3酸性矿井水利用存在的问题常用中和法的设备比较庞杂,噪声大,环境条件较差,二次污染严重。反应产物CaSO4、Fe(OH)3与过剩的石灰石混杂在一起,处理困难。

3.1高浊矿井水的水质特征

(1)煤矿高浊矿井水的悬浮物含量高,感官性状差。

(2)煤矿高浊矿井水悬浮物粒度小、比重轻、沉降速度慢。

(3)煤矿高浊矿井水混凝过程中矾花形成困难,沉降效果差。

3.2高浊矿井水的利用现状

高浊矿井水净化处理通常采用混凝剂,矿井水处理中混凝剂混合方式通常采用水泵混合、管道混合器混合和机械混合,其中水泵混合较常采用。矿井水净化处理采用沉淀池或澄清池作为主要处理单元。沉淀池采用平流式沉淀、斜管(板)沉淀,其处理能耗小,但存在处理设施占地面积大,沉淀污泥易堵塞造成排泥不畅等缺点。机械加速澄清池、水力循环澄清池都是集混凝反应和沉淀过程于一体的水处理设施,水力循环澄清池具有处理过程中动力消耗低、耐负荷冲击能力强、设施维护简单和操作方便等优点。机械加速澄清池占地面积较小,但处理能耗大、设备维护工作量大,实际应用中处理效果不如水力循环澄清池好。

矿井水处理常用的过滤设施有快滤池和重力式无阀滤池。快滤池管路、阀门系统复杂,反冲洗操作繁琐;重力式无阀滤池能自动反冲洗,操作简便,管理和维护方便,但处理效果不太稳定。滤池通常采用无烟煤和石英砂双层滤料。

3.3高浊矿井水利用存在的问题

(1)矿井水中主要含有以煤屑为主的悬浮物,具有加药后形成的矾花结构松散、沉降速度慢等特点。许多含悬浮物矿井水处理工程,投入运行后,设计水量和水质达不到设计要求,主要是因为反应不充分、平流或斜管沉淀池表面负荷取值不合理所致。

(2)不同煤矿的矿井水中所含悬浮物的浓度差异较大,决定了投加混凝剂种类和数量不尽相同。由于混凝药剂选择和投加不当,使得一些煤矿矿井水处理后达不到预期效果。由于不能及时对进水和出水水质、处理流量、加药量、水池液位等进行监控,许多矿井水处理工程只有水泵和简易的加药装置,因此,矿井水处理后的水量和水质无法得到保证。

(3)煤矿井下生产使用的采掘机械需要使用乳化油和机油,油类物质进入矿井水中,采用常规混凝、斜管沉淀和过滤技术不能有效去除矿井水中的油类物质。

4.1高矿化度矿井水的水质特征

高矿化度矿井水是地下水与煤系地层中碳酸盐类岩层及硫酸岩层接触,该类矿物溶解于水的结果。使矿井水中Ca2+、Mg2+、HCO3-、CO32-、SO42-增多,有的酸性矿井水与碳酸盐类岩层中和,导致矿化度增高。也有的矿区气候干旱,年蒸发量远大于降水量,地层中盐分较高,地下水矿化度相应增高,少数矿区处于海水与矿井水交混分布区,因而矿井水盐分增多。

4.2高矿化度矿井水的利用现状

以前在工程中常用电渗析法,但电渗析不能去除水中的有机物和细菌,设备运行能耗大,使其在高矿化度矿井水淡化工程中的应用受到局限,因而原有电渗析装置在高矿化度矿井水淡化方面逐渐被反渗透装置所取代。4.3高矿化度矿井水利用存在的问题反渗透膜污染问题是一个亟待解决的问题,它严重的影响了高矿化度矿井水的处理与利用。

一般要求处理前后水质