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。

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。

煤矿矿井水处理站排放达地表水Ⅲ类标准改造工艺选择

在概述X煤矿矿井水生产机理及水质的基础上,对现状处理工艺的技术优劣势进行了梳理与比较,并提出“高密度澄清池+锰砂过滤+除氟吸附过滤+臭氧-生物活性炭+超滤”的深度处理工艺,对该处理工艺的技术参数进行了设计探讨。结果表明,该处理工艺在矿井水中悬浮物颗粒的净化,氟化物、NH_(3)-N、BOD_(5)、COD、SS、铁、锰、石油类污染物处理,设备性能及处理效果稳定性,抗冲击性能,脱盐率等方面均较好,处理后的矿井水水质可达到地表水Ⅲ类标准,应在煤矿矿井水处理方面推广应用。

煤矿矿井水资源化利用技术创新

国家对煤矿矿井水资源化利用高度重视,排放标准的不断提高和智慧矿山概念的不断深化,给矿井水处理技术提出了新的挑战。通过对矿井水地面处理技术与井下多级过滤处理技术的分析和比较,在总结了现有技术存在问题的基础上,提出了聚瓷膜超滤高效处理矿井水新技术。新技术相比于传统处理技术的多流程而言,因处理过程无需加药,可省去整个加药系统,故处理过程仅包括高压预处理与常压过滤处理2个主要单元,解决了矿井水传统处理方法必须加混凝剂的难题,可真正做到矿井水处理全过程无人值守,符合智慧矿山的要求。新技术具有流程短、占地小、无需加药、出水水质稳定、可自动运行等特点,同时还可实现模块化、智能化,可适用于不同场景下含高悬浮物矿井水的直接过滤,或作为矿井水苦咸水的预处理单元,其中特别适合用于矿井水的井下处理就地复用。其核心组件聚瓷膜更是具有强度高、通量大、超亲水疏油、耐受悬浮物(SS)质量浓度可达10 000 mg/L等优势。通过实验室试验和矿井水地面处理改造工程案例可知,在进水SS质量浓度为0~10 000 mg/L,聚瓷膜直滤后出水SS均能稳定达到1 mg/L以下,浊度稳定达到1 NTU以下,该技术在煤矿矿井水资源化利用方面有明显优势,可为将来的大规模工程化推广应用提供技术参考。

神东矿区矿井水质一体化监测指标研究

矿井水是保障矿区生产实践的重要水源。为了安全、科学、合理地提高矿井水综合利用率,通过梳理污水再生利用相关水质标准,利用统计分析法,提出了神东矿区不同用途的矿井水水质一体化监测指标。结果表明,神东矿区矿井水外排水质所需监测指标33项;再生利用于杂用水水质所需监测指标15项,回用于工业用水所需监测基本指标20项,利用于景观环境用水所需监测基本指标15项,利用于灌溉用水所需监测基本指标26项、选择性监测指标26项;采取“一次采样、化验,分别对标分析”的方式开展一体化监测评价,满足矿井水所有用途和去向所需监测的基本指标45项、选择性指标19项。

国内外矿井水处理及资源化利用研究进展

煤矿区矿井水处理及资源化利用是实现煤炭工业高质量发展与矿区生态文明建设双重目标的重要推力。在全球水资源短缺与生态环境保护的约束下,矿井水作为一种非常规水资源,其大规模处理与高效利用是未来发展的必然选择。文中从煤矿区矿井水水质特征出发,全面论述了矿井水水质形成机制与水质评价方法,并将矿井水水质形成划分为含水层水–岩作用和采空区水–岩作用2个阶段。系统分析了国内外含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水、酸性矿井水及含特殊组分矿井水处理技术优缺点,重点阐述了含悬浮物矿井水高效旋流净化、高矿化度矿井水双极膜和膜蒸馏处理、酸性矿井水人工湿地处理的新技术。在总结国内外矿井水资源化利用现状的基础上,阐明了矿井水资源化利用的途径主要包括工业生产用水、生态用水、生活用水及热能利用4种。最后,提出了目前我国煤矿区矿井水处理及资源化利用存在的问题及科学思考,建立了矿井水处理及资源化利用概念模型,通过不断推进矿井水处理及资源化利用技术研发,提高矿井水资源综合利用率,解决煤矿区水资源供需矛盾,促进社会经济增长、煤炭资源开发与矿区生态文明建设三者之间的协同发展。

酸性矿井水对地下水和地表水的影响

缺水是许多矿面临的严重问题,另一方面很多煤矿又有大量的酸性矿井水(以下简称酸性水)外排。酸性水在没处理前一般是与地下水混合后排到水仓或地面,因此,地下水或地表水的水质与酸性水有密切的关系。酸性水对水体的影响可分为对阳离子和阴离子的影响。酸性水无论经处理还是未经处理,排入水体后,都产生污染。

徐州大屯矿区矿井水影响下地表水微量元素污染及土壤碱化潜势分析

采集徐州-大屯矿区的地表水、矿井排出水与灰岩水,测试了主要有害微量元素的浓度,并通过[Na^+],[Ca^(2+)],[Mg^(2+)]计算了钠吸附比。发现矿井水中微量元素含量高于地表水,按照国家水质标准属于五类或劣五类水。矿区地表水中微量元素浓度虽未超标,但矿区的地表水高于非矿区的地表水,说明矿井水对地表水造成了一定的影响,这种影响可能影响到水体,底泥,以及土壤。从灌溉的角度来看,矿井水的钠吸附比较高,距离矿井水排放处近的地区,可能受到的影响较大。另一方面,煤层顶板淋滤水的钠吸附比比煤层淋滤水的高,原因在于煤层顶底板中粘土矿物的离子交换吸附,从而对土壤的影响也较大。

华昱矿区矿井水水质评价及零排放资源化利用

针对华昱矿区面临的生产、生活用水匮乏,水资源复用率低,严重制约矿区可持续发展的问题,提出将矿井水资源纳入区域水资源进行统一配置利用是解决该问题的关键。通过对五家沟煤矿、元宝湾煤矿和南阳坡煤矿22组矿井水水样进行水质分析,确定了区内矿井水的水质类型,将总硬度、氟化物、硫酸盐、亚硝酸盐、总铁和矿化度作为评价指标,构建水质评价模糊综合矩阵对区内矿井水水质进行评价。根据区内煤矿自身涌水和生产用水的实际情况,提出了“多井联动调配+井上下协同净化+分质供水+梯级利用+全复用”的水处理新模式。结果表明,区内矿井水为含悬浮物和高矿化度矿井水,矿井水水质级别为Ⅴ级,水质极差水样有20组,该类水样占比为90.90%,经深度处理后产水水质均达到了《地下水质量标准》(GB/T14848—2017)中的Ⅰ类标准,水资源利用新模式实施后,满足了各矿井不同用水的供水需求,实现了煤矿间的多井联动调配和零排放。

煤矿矿井水资源化利用技术应用方案分析

为进一步探究煤矿矿井水资源化利用的有效路径,结合某煤矿的矿井水污染现状,以超滤纳滤模块为核心展开资源化利用技术方案分析。进行中试实验,印证技术方案的可行性;基于中试实验进行放大,对整体的煤矿矿井水资源化利用技术工艺流程进行设计,并对该工艺进行测试。实际测试结果表明,该工艺取得了初步成功,预计其在今后的实际运营中也将具有一定的应用价值。

矿井水替代地表水的工业应用研究

本文综述煤矿矿井水脱盐回用装置的运行与管理情况,论证工业生产中矿井水替代地表水资源化利用存在的瓶颈,并提出了改进方向。

玉溪煤矿矿井水处理站排放达地表水Ⅲ类标准改造工艺选择

根据晋城市2018年一季度的地表水环境质量调查报告显示,重度污染(劣Ⅴ类)的断面3个,占监测断面总数的18.75%[1],为加强地表水环境治理,晋城市所有煤矿企业外排水均需达到地表水Ⅲ类标准,本文根据玉溪煤矿实际情况,根据场地、工艺可行性阐述了矿井水深度处理方法,有一定借鉴作用。

煤矿矿井水对地表水环境的影响及对策

煤矿开采产生的矿井涌水水质中悬浮物含量远远高于地表水,悬浮物的粒度小、比重轻、沉降速度慢、混凝效果差,还含有废机油、乳化油等有机物污染物,如果处理不当会对地表水环境产生影响。详细介绍了矿井水对地表水环境的影响及处理方法。

我国矿井水资源化利用存在的问题与解决对策

对全国矿井水排放和利用情况进行了调查统计.结果表明:目前全国煤矿每年矿井涌水量在42亿m3左右,但利用率仅为26.2%.在此基础上,分析了当前矿井水资源化利用存在的主要问题,提出了相应的解决对策.

我国煤矿区水环境现状及矿井水处理利用研究进展

煤炭长期占据我国能源消费结构的主体地位,因煤矿建设、开采、洗选、加工、废旧煤窑和矿井关闭等引发矿区一系列水环境问题尤为突出。国家大力支持“煤炭革命”,煤炭安全绿色开采成为新时代的主题,环保部门越发重视煤矿区的水环境问题。分析研究了我国煤矿矿区现阶段的水环境现状,针对不同矿区、不同矿井水类型,从矿井水污染模式和类型、含水岩组结构破坏、水资源流失、矿区土壤重金属富集和废弃矿井水位回升诱发的环境地质问题出发,总结我国煤矿区水环境研究现状、技术水平和未来发展趋势,并以矿井水处理为重点,分析归纳了洁净矿井水(物理法)、含悬浮物矿井水(混凝和超磁分离法)、高矿化度矿井水(蒸馏、离子交换和膜分离法)、酸性矿井水(物理、化学和生物法)、特殊组分矿井水(絮凝沉淀和离子交换法)和矿井水回灌(深层回灌)的水质特点、处理工艺和优缺点,并指明了未来的研究方向。根据煤矿区矿井水资源化利用现状,提出矿井水用于工农业生产、生活和特殊组分的矿井水资源化利用的优势和局限,针对特殊组分的矿井水提出了矿井水资源化利用的技术体系和理论框架,为进一步丰富和完善矿区水资源利用提供技术支撑。最后,针对矿井水资源化利用过程中的问题提出了“阻断、减量和保护”三原则,并对未来我国煤矿区环境现状和矿井水处理利用进行了展望。

郑州矿区矿井水水质特征及其资源化利用技术

通过问卷调查、实地调研、典型取样及水质化验等方法,对郑州矿区矿井水水质特征、粒度分布进行分析,结果表明,矿井水中的主要污染因素是煤粉、岩粉等悬浮物,大约85%的SS粒径在50μm以下,且SS、浊度、COD之间存在明显的线性关系。针对郑州矿区矿井水水质特征,采取了混凝沉淀预处理技术和无机陶瓷膜分离技术,实现了经济和社会效益的双赢。

矿井水资源利用的研究进展与展望

矿井水的开发利用是缓解缺水矿区水资源紧张的有效途径。矿井水相对稳定的排放量和无有机物污染,处理比较容易,使得矿井水进行资源开发利用具有可行性,同时矿区的水资源不足使矿井水的开发利用具有必要性。本文针对洁净矿井水、高悬浮物矿井水、高矿化度矿井水、酸性矿井水和含有害有毒元素或放射性元素5种类型的矿井水,介绍了化学混凝、气浮、蒸馏、离子交换、膜分离、酸碱中和、生物化学、人工湿地等方法在矿井水处理中的应用。国家提出到2010年全国煤矿矿井水利用量达到36×108m3,利用率达到70%的目标。针对这种情况,分析了矿井水开发利用中存在的问题,提出了开发利用矿井水的主要对策建议。

矿井水井下-地面分级分质高效利用与智能调配技术

针对目前矿井水处理后回用成本高、时空分配不均和循环利用率低等问题,通过矿井水水量平衡和回用水质数据分析,探究了大海则矿区矿井水量质耦合变化规律,采用大数据计算和嵌入式系统设计,形成了矿区矿井水井下-地面高效利用途径和智能调配技术。结果表明:大海则矿区原矿井水就地利用率低,仅为矿井总排水量的22.1%,水质为高浊和高硬度,在时间与空间上具有水量水质分配不协调的特点;基于此,重构了矿区矿井水水量平衡图,形成了矿井水井下-地面分级分质的综合利用技术,可将矿井水回用率提高到100%;同时,构建了兼具实时监测、无线传输与大数据储用的智能调配系统,为煤矿区矿井水的高效利用与多目标协同智能化控制提供了理论依据。

桑树坪井田地下水化学特征及矿井水的再生利用

简要介绍了桑树坪井田地质与水文地质概况,按地层的含水性将井田含水层划分为第四系砂砾石层孔隙潜水中等含水层组(H1)、二叠系砂岩裂隙承压弱含水层组(H2)、石炭系砂岩灰岩裂隙承压极弱含水层组(H3)和奥陶系石灰岩溶隙溶洞承压强含水层组(H4)等4种类型。在分析各含水层组水质特征及矿井水水化学特征的基础上,得出奥灰水是矿井水的主要补给来源;并针对该井田矿井水硬度大,矿化度、SO_4^(2-)含量高的水质特征,提出了以物理一物理化学方法为基础,以电渗析法为主的净化处理矿井水方法。

矿井水层级利用方法探讨

对矿井水的种类、水质进行了分析,结合矿井水及其携带的能量特点,设计规划了矿井水层级开发利用的方案,为合理开发利用矿井水资源提供了理论依据与方法。