浅谈重金属矿井水治理技术及综合利用-怎么

论文导读：我国大部分地区多见。③高矿化度矿井水高矿化度矿井水是指水中溶解性含量高于1000mg/l,总硬度大于450mg/l的矿井水。当矿井水中主要含有氯化物时，水质显示有较强的咸味；当矿井水中主要含有硫酸盐时，水质显示有较强的苦味；该水分布较广。④酸性矿井水酸性矿井水是指PH值小于

6.0的矿井水，酸性矿井水由于水中含

摘要：本文针对矿井水水质类型及处理技术展开分析，结合山东原华源矿业公司产生的矿井酸性高铁、高锰重金属矿井水，阐述分析酸性高铁、高锰矿井水形成原因，排放后的危害，提出处理方法和利用方向。
关键词：矿井水水质摘自：7彩论文网学年论文范文www.7ctime.com
分析处理综合利用

一、矿井水水质类型及处理技术现状

1.1矿井水的水质类型

由于矿井水的来源、补给和径流的不同，在与地层中的各种矿物成分、化学组分长期接触和溶解、渗出的作用下，水质沿途发生一系列化学变化，由清洁水质变成污染水质。从矿井水净化及资源化角度来说，根据矿井水物理、化学性质，通常将我国矿井水划分以下几种类型：
①洁净的矿井水
这类矿井水多数是从矿井旧开采工作面的奥陶系石灰岩中涌出和为安全开采而提前、单独抽放的灰岩疏干水，水质较好，不含悬浮物，本质属原始的地下水。
②含悬浮物矿井水
该矿井水除感观型指标外，其余各项指标均符合生活饮用水卫生标准的矿井水。这类矿井水中含有较多的固体悬浮物，主要是在流经井下工作面和巷道时混入的煤粉和岩粉，目前在我国大部分地区多见。
③高矿化度矿井水
高矿化度矿井水是指水中溶解性含量高于1000mg/l,总硬度大于450 mg/l的矿井水。当矿井水中主要含有氯化物时，水质显示有较强的咸味；当矿井水中主要含有硫酸盐时，水质显示有较强的苦味；该水分布较广。
④酸性矿井水
酸性矿井水是指PH值小于6.0的矿井水，酸性矿井水由于水中含有大量的H＋离子，除呈酸性外，还有很强的溶解性和腐蚀性，含有较高的铁、悬浮物、细菌等。一般认为酸性矿井水的成因与煤层及含水地层中硫化矿物较多有关。
⑤特殊污染的矿井水
特殊污染的矿井水是指放射性指标或毒理性指标超过国家卫生饮用水标准的矿井水。此类水分布较少见。

1.2矿井水处理技术现状

在采矿过程中，地下水与矿层、岩层接触，加上人类生产活动的影响，发生了一系列的物理、化学和生物反应，因而其水质具有显著的行业特征。
我国矿井水大规模的处理和利用起始于20世纪70年代，与国家环境保护和煤炭工业发展同步，经30年的发展，国内各类矿井水处理的技术装备已经与国外目前实际水平相近。目前，国内矿井水的处理主要依据其不同的处理目的和原水水质情况采用如下工艺技术：
① 混凝沉淀、过滤工艺，主要是将水中在开采活动中混入的煤份及盐份等悬浮物分离掉的过程；
② 高矿化度的矿井水经沉淀过滤后，采用膜分离或离子交换脱盐处理；
③ 对于酸性矿井水处理，基本上采用加碱性物质中和处理，包括投加石灰石、氧化钙、氢氧化钙等；
④ 对于含低放射性的矿井水，目前没有成熟经验。

二、矿井水分析治理及综合利用

由于自然灾害，山东华源矿业集团有限公司（本文中简称华源矿）矿井于2007 年9 月闭坑。新汶矿业集团孙村煤矿紧邻华源矿，坑内矿井井下涌水威胁孙村矿的正常生产，孙村矿井开始强排水，降低水位，将矿井水位维持在+25m～+30m之间，以确保孙村矿井生产安全。由于地质原因，矿井水水质受地下含水岩石层、岩石性质和地下水迁移流动的影响。矿井水属于的高矿化度、高含铁锰量、高硬度的苦咸水，直接排放会给周边环境带来严重环境污染，需进行深度处理才能达到环保排放标准。同时，矿地处新泰市，该地区水资源相对贫乏，矿区周边企业较多，其中临近电厂，因此，处理后的矿井水可作为电厂生产用水水源，实现废水再生利用，提高环境效益、社会效益和经济效益。

2.1 矿井高铁、高锰水资源化利用的分析

2.2矿井水质情况

根据矿井水排放的水质化验报告，矿井水属于高铁、高锰、高硫酸盐的高矿化度型矿井水，不但不能直接供电厂使用，也不能用于农业灌溉，也远远超过《煤炭工业污染物排放标准》(GB204026-2006)中矿井水的排放标准。

2.3 酸性高铁、高锰矿井水的成因

煤炭的开采破坏了煤层原有的还原环境，提供了氧化存有硫化物所需的氧，当地下水渗出并与残留煤、顶、低板中的矿化物质接触，促使煤层或低板中的还原态的硫化物氧化成硫酸，使矿井水中呈酸性。
a.在氧和水存在的条件下，煤层、顶板、低岩岩层中硫酸铁矿被氧化，生成硫酸和亚铁离子：
2FeS2+7O2+2H2O=4H++2Fe2++4SO42-
b. 在酸性条件下，亚铁离子被进一步氧化成铁离子：
2Fe2++1/2O2+2H+=2Fe2++H2O
c.由于Fe3+在PH值大于

3.5时，水解生成氢氧化铁，增加了矿井水的酸度：

2Fe3++6H2O=2Fe(OH)3+6H+
从以上反应式可以看出，2mol的FeS2氧化产生6mol的6H+和2mol的Fe(OH)3，结果不但使矿井水呈酸性，而且因Fe(OH)3悬浮于水中，使呈三价的铁黄褐色。
d．硫化细菌在酸性矿井水形成过程中起重要的催化作用。

2.4酸性高铁、高锰矿井水的危害性

a．在排出过程中，腐蚀管路及水泵；排入地面水体，使水体中微生物有抑制和破坏作用，最终导致微生物及植物死亡；
b．若排入地表含水层，污染地下水影响人体健康；排入水沟使水体发黄，破坏自然景观。
因此，据矿井水基本情况及水质分析结果，该矿矿井水属高铁、高锰矿井水，不能直接用于电厂生产用水，也不能直接用于农田灌溉或排放，其水质指标远远超过2006年颁布的《煤炭工业污染物排放标准》(GB204026-2006)中矿井水的排放标准，因此，无论从环境保护角度，还是综合利用方面，矿井水处理是必要的。
3 矿井水评价指标

3.1环保排放指标

根据当地环保部门的要求，外排水质需符合《山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准》（DB37/599-2006）中一般保护区标准，同时满足《煤炭工业污染物排放标准》(GB204026-2006)中矿井水的排放标准。综合主要指标如下： PH=6.0～9.0 SS≤30mg/L COD50mg/LBOD5≤20mg/L 锰≤

2.0mg/L铁≤6.0mg/L。

论文导读：通常采用的方法是膜渗透法和离子交换法。由于该矿井水要达到直接供给电厂作为循环冷却水水源，首先考虑去除硫酸盐。膜渗透法与离子交换法相比工艺安全可靠，运行管理方便，在去除硫酸盐的同时去除了水中的硬度。3.3水处理工艺流程由于矿井水中Fe2+含量随季节性变化大，经过多方案比选，拟采用曝气使水中Fe2+、Mn2+充
　

3.2矿井水处理技术路线

由水质分析报告与电厂循环冷却用水水质指标和达标排放指标对应可看出，矿井排水与环保排放指标对比，主要是铁、锰、悬浮物超标，致使排水偏红色。
对应电厂循环冷却用水指标主要是铁、锰、总硬度、含盐量（电导率）超标。
①铁、锰的去除方法
目前，国内铁、锰的去除方法主要采用曝气除铁、锰砂过滤除锰的方法。即采用机械搅拌、曝气、沉淀、锰砂过滤工艺，在中和、澄清的同时去除了水中的铁离子。对于锰的去除，采用天然锰砂作为滤料，再去除杂质的同时过滤除掉锰。
②硫酸盐、总含盐量、总硬度的去除方法
目前，对含盐量的去除国内通常采用的方法是膜渗透法和离子交换法。由于该矿井水要达到直接供给电厂作为循环冷却水水源，首先考虑去除硫酸盐。
膜渗透法与离子交换法相比工艺安全可靠，运行管理方便，在去除硫酸盐的同时去除了水中的硬度。

3.3水处理工艺流程

由于矿井水中Fe2+含量随季节性变化大，经过多方案比选，拟采用曝气使水中Fe2+、Mn2+充分氧化，从而形成Fe(OH)3沉淀，从水中分离出来，达到去除铁除锰的目的。锰的氧化速度慢，不易被氧化，因此采用二氧化氯进行氧化，然后进行过滤，经过天然锰砂滤料的吸附氧化，完成除锰过程，确保输送电厂生产用水水质指标。
华源矿井水排水量基本稳定，井下排水为24h不间断排水，因此充分利用井下排水泵的余压将矿井水直接打入地面矿井水处理站曝气池，池内采用曝气头曝气，曝气池出水自流入絮凝沉淀池，同时加入絮凝剂、助凝剂，池内设斜板，提高沉淀效率，经过沉淀后的出水自流入V型锰砂过滤池，达标水进入调节水池，多余水从该池溢流外排。电厂生产用水经提升泵送至电厂作为生产补水。
絮凝沉淀池排泥进入污泥池，污泥池溢流进入废液池，V型过滤池反冲洗排水、压滤机滤液自流入废液池，采用潜污泵打回调节池，进行处理，不外排。
本工程产生少量的污泥，对其进行脱水，去除煤泥中的大量水分，从而缩小其体积、减轻其重量。经过脱水、干化处理，污泥含水率从98%左右降到70%左右，有利于运输和后续处理。目前普遍采用的脱水机械为板框压滤机、带式压滤机和离心机。离心脱水机具有处理量大，基建费用低，占地省，药剂费较低，操作简单等优点。其缺点是噪音大，动力耗能高，一次性投资大的缺点。带式压滤机，进料适应能力强，可连续工作等特点，因此，该工程选用自动化程度高的全自动浓缩一体化带式脱水机。
参考文献：
高亮.我国煤矿矿井水处理技源于：7彩论文网毕业生论文网www.7ctime.com
术现状及其发展趋势[A] 现代煤炭科学技术理论与实践[C] 北京煤炭工业出版社