基于超声波技术的矿井水井下预处理试验研究

混凝、沉淀(浮升)和过滤是矿井水的预处理方法,但设备占地面积大、耗费时间长、混凝剂与絮凝剂污染等问题一直制约着矿井水井下处理技术的进一步发展。为此,以现场采空区水样与岩样为研究对象,设计了一套基于超声波雾化技术的矿井水井下预处理装置,采用超声波雾化技术进行矿井水澄清与预软化处理,满足井下生产、消防及降尘用水需要。结果表明:(1)该方法可将黑灰色且有大量固体杂质悬浮物的浑浊矿井水澄清,有效去除水中难溶的固体杂质;(2)超声波雾化技术对水的总硬度降低72.24%,Ca^(2+)的质量浓度由试验前的5.33 mg/L降低到0.81 mg/L,Mg^(2+)的质量浓度由5.23 mg/L降低到2.13 mg/L,对pH值的影响较小;(3)经超声波雾化后的采空区水可满足井下消防洒水、喷淋降尘、采煤设备开采过程及冷却水的使用要求。

双膜法工艺在矿井水深度处理中的应用实例

高矿化度煤矿矿井水往往具有盐含量高、硬度和碱度高的特征,处理工艺复杂,难度较高。陕西某煤矿矿井水深度处理回用工程设计进水量为7200 m^(3)/d,产水量为4800 m^(3)/d(25℃),系统回收率为65%,采用超滤(UF)+反渗透(RO)双膜法工艺,产水回用于井下生产。该工程通过定量投加复合阻垢剂取代传统的药剂软化工艺,节约了投资成本和运行成本。运行数据表明:矿井水原水(经过格栅+预沉调节池+磁加载沉淀处理后)温度约为27℃,溶解性总固体质量浓度为3700~4000 mg/L,硬度在450~500 mg/L;产水TDS质量浓度在70 mg/L左右,硬度质量浓度≤6.0 mg/L,氯离子质量浓度<35 mg/L,硫酸根质量浓度<5.5 mg/L,脱盐率为98%,系统回收率为71.4%,运行稳定可靠。

矿井水中有机污染物处理技术现状及需求展望

系统梳理了我国煤矿开采矿井水中有机污染物处理技术,指出了不同处理技术的优缺点,展望了矿井水中有机污染物处理技术工程应用的主要挑战和研究方向;基于不同处理技术存在的优缺点,分析了不同处理技术的适用水质。高级氧化法对有机污染物处理效果好,但受矿化度影响大;混凝沉淀法和吸附法对持久性污染物的处理效果较差;而反渗透技术在高矿化度矿井水中应用较广泛;生物处理法受到矿井水中矿化度和pH值的影响,需要筛选和驯化适应的微生物。阐述了各种技术在不同类型矿井水(酸性、碱性、高矿化度等)中的适用性,为矿井水中有机污染物的管控提供参考。

超大型大水冶金矿山水处理工艺创新优化

随着井下施工与开采技术的进步,井下排水中含有的杂质越来越难以处理,大水金属矿山面临着排水量大、排出水水质较差、政府环保管控严格等难题,国内外尚无技术可借鉴,因此大水冶金矿山水处理工艺优化势在必行。当前常规冶金矿山水处理工艺处理成本高且难以适应当前矿山井下排水水质,导致施工、采矿成本高,经济效益差。因此创新优化大水冶金矿山水处理工艺,是创建绿色矿山和清洁生产的关键研究课题。为此,河钢矿业作为国内超大型矿山的生产建设基地之一,水处理项目组开展超大型大水冶金矿山基建期井下排水处理工艺优化技术攻关,并实现工业化应用,不仅能够获得显著的经济效益和环保效益,而且为矿山排水处理探索出一条途径。

基于双极膜电渗析的矿井浓盐水资源化处理工艺研究

双极膜电渗析(BMED)工艺能够将矿井水膜浓缩系统产生的浓盐水转化为酸和碱,从而实现浓盐水的资源化处理。BMED系统的运行能耗较高,且其性能与系统的初始酸/碱浓度、电解质质量分数以及电流密度等参数密切相关,有必要对其进行优化研究,以降低系统运行成本。以某矿井水零排放处理系统产生的纳滤(NF)浓盐水和碟管式反渗透(DTRO)浓盐水为研究对象,采用BMED小试装置研究了不同初始酸/碱浓度、电解质质量分数以及电流密度工况下,BMED系统运行电压、酸/碱浓度、电流效率等变化情况。实验结果表明,实验条件下处理浓盐水,当初始酸/碱浓度为0.1 mol/L左右时,BMED产生的酸/碱浓度最高;BMED装置产生酸/碱的速度与电解质质量分数有关,电解质质量分数较低的工况下酸/碱浓度增加较快;此外,产生酸/碱的速度与电流密度呈正相关,而电流效率与电流密度呈负相关。对于NF浓盐水的处理,在初始酸/碱浓度为0.1 mol/L左右、电流密度控制在21 mA/cm^(2)时经济性最高。此外,根据BMED系统的运行参数进行浓盐水资源化处理的成本收益测算,结果表明,采用双极膜电渗析工艺处理NF浓盐水的运行成本低于DTRO-蒸发结晶工艺,具有经济可行性。

软化-混凝预处理高矿化度矿井水的试验研究

高矿化度矿井水可回用,常采用膜技术脱盐,但运行过程中Ca^(2+)、Mg^(2+)造成的膜污染极大地影响了膜性能。开展矿井水预处理降低硬度及浊度,对减轻膜污染、提高出水水质、降低运行费用起着重要的作用。采用氧化钙-偏铝酸钠软化法耦合PAC(聚合氯化铝)混凝法降低矿井水的硬度及浊度,采用单因素试验考察了药剂投加量、反应时间、沉淀时间对去除效果的影响。试验结果表明,投加30 mg/L CaO、15 mg/L NaAlO_(2)及20 mg/L PAC,反应60 min,沉淀20 min的条件下,水样的总硬度为56.622 mg/L,总硬度去除率为46.10%,浊度去除率为88.86%,吨水药剂费用为2.4元。

石灰纯碱法耦合聚合氯化铝预处理高矿化度矿井水的实验研究

高矿化度矿井水回用常采用膜技术进行脱盐,但运行过程中水中硬度和悬浮物会造成膜污染极大影响了膜性能,开展预处理降低矿井水硬度及浊度,对减轻膜污染、提高出水水质、降低运行费用有重要的作用。本文采用石灰纯碱法耦合PAC去除矿井水的硬度及浊度,采用单因素试验考察了药剂投加量、反应时间、沉淀时间对去除效果的影响。试验结果表明,氢氧化钙投加量为100 mg/L、碳酸钠投加量为10 mg/L、PAC投加量为20 mg/L,反应30 min,沉淀15 min,此时水样的总硬度为51.54 mg/L,总硬度去除率为48.11%,浊度去除率为98.13%。吨水药剂费用3.07元。

树脂脱氮在矿井水处理工艺提标改造中的应用

在对塔拉壕煤矿项目进行环境影响评价中,为了解决该煤矿矿井水处理站出水中氨氮及总氮不能达标等现状问题,分析了矿井水水质及脱氮工艺,研究了针对硝态氮及氨氮的两种大孔树脂的脱氮基理及工艺参数,提出了以《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中Ⅲ类标准为目标的提标改造方案。通过对提标改造方案的实施,矿井水处理站出水水质中氨氮及总氮可稳定满足标准要求。在此基础上,分析并总结了含氮矿井水处理工艺提标改造的关键问题,以期为矿井水中氨氮及总氮不能达标的煤矿企业提供指导。

井下煤矿采出水回用陶瓷膜集成工艺研究

水资源是矿区经营发展不可或缺的重要组成部分,高效处理矿井水可以在一定程度上缓解矿区缺水等问题。本项目首次提出了井下百米陶瓷膜处理煤矿矿井水工艺,其装置设计结构紧凑,占地面积为传统工艺的1/10.对比了“混凝沉淀+砂滤+有机超滤+反渗透”工艺及“陶瓷膜+反渗透”工艺.结果显示:“陶瓷膜+反渗透”集成工艺处理矿井水的出水化学需氧量(CODCr)质量浓度为7.2 mg/L,NH3-N质量浓度为0.12 mg/L,对固体悬浮物(SS)和浊度具有100%的去除效果,陶瓷膜集成工艺在矿井水处理领域展现出了广阔的应用前景.

我国煤矿矿井水处理技术研究进展及建议

为提高我国煤矿矿井水综合利用率,解决煤炭开采区水资源短缺的难题,梳理了煤矿矿井水的类型(成因、水质特点等),分析了各类矿井水高效处理技术现状,详细介绍了高矿化度矿井水预处理-深度处理-浓缩处理-蒸发结晶的零排放技术。针对矿井水水质标准提高及矿井水利用率有待提高的现状,建议从技术创新、标准完善、税收减免、推动先进设备示范等方面开展研究,以提高矿井水综合利用率,推动我国煤炭产业高质量发展。

高矿化度矿井水除盐浓水用于煤泥水絮凝沉降的试验研究

为探寻高矿化度矿井水除盐浓水的适宜出路,基于对除盐浓水中阴阳离子含量的分析,以禾草沟煤矿选煤厂尾矿煤泥水为试验对象,进行了以除盐浓水作为凝聚剂的絮凝沉降试验。结果表明:除盐浓水作为凝聚剂与聚丙烯酰胺配合使用时,满足生产需要的适宜用量为212L/t,此时平均沉降速度为5.52mm/s,上清液浊度为211NTU,效果与聚合氯化铝、氯化镁、氯化钙等三种常规凝聚剂在用量分别为1950,2683,2970g/t时相当;通过理论计算并结合试验结果认为,除盐浓水的凝聚效能的来源主要为电性中和。总体而言,除盐浓水既可作为凝聚剂,在保障絮凝沉降效果的同时有效减少常规凝聚剂的使用,进而提高选煤厂经济效益;又可选择性地作为选煤厂生产补水,从而有效解决了除盐浓水常规处理方式可能带来的环境生态问题。研究结果可为高矿化度矿井水除盐浓水的有效利用提供一定参考。

基于模糊综合评判法的区域治理效果评价方法研究

区域治理技术目前已广泛应用于华北型煤田深部煤层底板隔水层加固,治理效果评价主要采用突水系数方法,没有考虑治理工程质量。采用九分度法建立了治理效果评价的4个一级评价指标和15种二级评价指标的权重,并且给出了治理效果评价的模糊综合判别等级标准,大于等于0.63为合格,小于0.63为不合格。将评价方法应用于邢东矿-980m以深区域奥灰探查治理效果评价,综合评价等级M的量值为0.947,评价等级为合格,与实际矿井涌水量观测结果结论一致。

矿井水井下短程直滤处理工艺中试研究

针对当前矿井水井下处理存在处理流程长、占地面积大、运行效果差等问题,提出了以有机金属卷式超滤膜为主要净化核心的井下直滤处理工艺及智能化装备,并在宁东地区某煤矿井下综采工作面进行了中试研究。研究结果表明,在低运行通量条件下,直滤系统运行较为稳定,并未有明显的膜污染情况发生,膜通量衰减不足3%。在初始运行通量为47.4 L/(m^(2)·h),回收率为84.6%条件下,运行48 d后,运行通量衰减9.01%,其膜通量的衰减主要由滤饼层沉积所引起的膜污染导致。同时在恒压运行方式下,提高直滤系统的回收率,进水量随产水量的增加而减小。在进水浊度为10~30 NTU范围内,直滤系统产水水质较为稳定,产水浊度低于0.5 NTU。整体运行效果表明该直滤技术具有处理流程短、产水水质稳定、抗污染性能强等优点,在井下具有较为明显的应用优势。

煤矿矿井水处理技术及资源化利用研究现状

介绍了洁净矿井水、含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水、酸性矿井水、特殊矿井水等的特点,在矿井水水质特征研究的基础上,探讨了矿井水的污染类型及危害,分析和比较了各矿井水处理技术,总结了现有处理技术存在的问题,并提出了适宜的矿井水处理工艺,最后论述了未来矿井水资源化利用的途径。

煤矿矿井水的净化处理技术研究

煤矿矿井水主要成分为悬浮物和含盐量,为满足矿井排水的使用要求,应对矿井水进行净化处理,在矿井污水净化处理技术中,采用沉淀法对矿井水进行初步处理,再通过混凝沉淀法、过滤法和化学处理法等方法,对矿井水进行深度净化处理。基于此,本文首先针对煤矿矿井水及其特点进行介绍,同时对煤矿矿井水的净化处理技术方法进行研究,旨在为相关工作人员提供参考。

高矿化度矿井水处理技术及资源化利用研究

矿业的快速发展,矿井水成为一个严重的环境问题。特别是高矿化度矿井水,其含有大量的溶解性固体和金属离子,给环境带来了严重的污染。因此,主要探讨高矿化度矿井水处理技术的应用和资源化利用,以期为解决这一问题提供科学依据。

风水沟煤矿矿井水处理工程研究

通过分析风水沟煤矿矿井水的原水水质,介绍了矿井水处理站的工艺优缺点及系统设计。从调节池、高效旋流净化器、加药和煤泥储存及脱水4个单元进行了设备选型,分析了“调节+混凝+高效旋流”工艺的处理效果和运行成本。运行结果表明,该工艺出水可全部复用于选煤厂生产用水,成功实现了矿井水的资源化复用。

矿井水零排放处理技术研究及工程应用

随着工业的快速发展,国家对环境保护要求越来越严格,废水处理及其资源化利用的也越来越受到重视。煤矿矿井水的含盐量较高,不经处理无法满足环保政策下的外排要求,同时会造成资源的浪费,因此,实现矿井水的零排放处理已成为大势所趋。主要结合案例,介绍了矿井水零排放处理技术的各个系统的作用,并结合项目经验,提出了系统设备的选择方法,为矿井水的零排放技术研究提供借鉴。

离子型稀土矿山水处理技术的研究与应用

离子型稀土矿山废水处理主要采用磷酸铵镁化学沉淀法、生化法、膜过滤、折点氯化法等方法处理,通过对其工艺原理、处理效果、成本方面的分析和总结,研究和探讨高效经济适合于离子型稀土矿山水处理的技术方法,在稀土矿山环保日趋严苛的趋势下,有效地降低稀土矿山环境风险。

东露天矿麻地沟环境整治及雨水回用工程设计探讨

为充分利用自然雨水、矿坑排水等非传统水源以补充东露天矿的生产用水,解决麻地沟积水安全隐患和工业场地环境污染问题,对东露天矿雨水回用路径进行分析探讨,提出了一种安全可靠、经济合理的水处理技术方案。同时聚焦对项目方案、投资影响较大的麻地沟调蓄水池容积,在分析防洪标准、流域面积、调蓄水池水源的基础上,采用了3种计算方法对水池容积进行确定,即通过近10年降雨数据进行计算、利用《山西省水文计算手册》进行推求、结合实测地形图建模分析确定最大蓄水库容。研究结果可为东露天矿麻地沟环境整治、工业场地整体面貌提升提供技术途径,为类似水处理项目提供设计思路,为矿区露天蓄水池容积的确定提供计算参考。