煤礦礦井水是指在采煤過程中,所有滲入井下采掘空間的水,有時(shí)也含有少量滲入的地表水。
礦井水的排放是煤炭工業(yè)具有行業(yè)特點(diǎn)的污染源之一,量大面廣,我國煤炭開發(fā)每年礦井的涌水量為20多億立方米,其特性取決于成煤的地質(zhì)環(huán)境和煤系地層的礦物化學(xué)成分。礦井水流經(jīng)采煤工作面和巷道時(shí),因受人為活動(dòng)影響,煤巖粉和一些有機(jī)物進(jìn)入水中,我國礦井水中普遍含有以煤巖粉為主的懸浮物,以及可溶的無機(jī)鹽類,有機(jī)污染物較少,一般不含有毒物質(zhì)。因此,對礦井水進(jìn)行凈化處理利用,將產(chǎn)生巨大大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。煤礦礦井水處理方法根據(jù)水質(zhì)的不同而定。
煤礦礦井水處理技術(shù)主要有: 中和酸性水、絮凝處理去除懸浮顆粒物、反滲透去除可溶性鹽類等技術(shù)以及組合。采取各種方法去除或減少礦井水中的有害物質(zhì),使之達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)并滿足受納水體環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求,或者處理到各種需求的目標(biāo)水質(zhì)。
處理方法:
對不同水質(zhì)類型礦井水采取的處理方法為:
(1) 潔凈礦井水。可設(shè)輸水管道引出給予利用,作生活飲用水時(shí)需進(jìn)行消毒處理。
(2)一般礦井水。采用沉淀法在井下或地面去除懸浮物。一種是利用井下水倉處理,將水倉隔成若干段,礦井水進(jìn)入水倉前投加絮凝劑,經(jīng)水倉各段沉淀與溢流,后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。另一種是在地面構(gòu)筑沉淀池,礦井水排放沉淀池中沉淀后排放。這類水供生活和生產(chǎn)使用時(shí),一般采用常規(guī)凈化處理工藝。
礦井水處理量較小時(shí),也有采用組合式凈水器,它是將混凝、沉淀、過濾等工藝集為一體的設(shè)備,具有一次投資省、占地面積小、操作方便的特點(diǎn)。
(3)高礦化度礦井水。常用的處理方法主要有蒸餾法、電滲析法和反滲透法等。中國多采用電滲析法,電滲析器必須進(jìn)行嚴(yán)格的前處理,進(jìn)入電滲析器的水濁度控制在3°以下,并確保Fe、Mn、Cl等符合規(guī)定要求。電滲析法耗電較多,處理費(fèi)用較高。
(4)酸性礦井水。采用中和法,以石灰或石灰石作為中和劑,通常有直接投加石灰法、石灰石中和滾筒法和開流式變?yōu)V速膨脹中和法3種工藝流程。直接投加石灰法:將石灰配制成石灰乳,投入反應(yīng)溝流入反應(yīng)池,對水中的Fe2+要進(jìn)行曝氣氧化,中和生成物Ca-SO4和Fe (OH)3在沉淀池中沉淀后去除。
石灰石中和滾筒法:將石灰石置于滾筒內(nèi),由于滾筒的旋轉(zhuǎn),石灰石相互撞擊摩擦,破壞其表面生成的難溶性CaSO4膜,擴(kuò)大酸性水與石灰石的接觸面,使中和反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行下去,生成的CO2以及水中原有的Fe要在曝氣池曝氣,促使CO2從水中逸出,使Fe離子氧化成Fe3+離子,后者水解后生成沉淀除去。
升流式變?yōu)V速膨脹中和法:用細(xì)粒石灰石或白云石裝入圓錐體形的中和塔,水流自下而上通過濾料,濾速下部快上部慢,中和反應(yīng)得以充分進(jìn)行,出水含有CO2經(jīng)曝氣裝置吹脫后pH值升高,F(xiàn)e2+離子也被氧化為Fe3離子去除。美國近年來研究酸性礦井水的人工濕地處理系統(tǒng)。濕地系統(tǒng)的介質(zhì)粘土、礦渣、礫石、土壤對酸性水中溶解性Fe、懸浮物和pH值都有明顯的處理效果,在建造濕地時(shí),*好選擇耐受性能好的植被品種,有香蒲、燈心草、寬葉香蒲等。一般濕地對酸性礦井水中Fe去除率可達(dá)80%以上,并且具有穩(wěn)定持久的去除能力,對調(diào)節(jié)pH值或去除懸浮物和Mn也有一定的效果。