礦井廢水處理混凝沉淀過濾技術(shù)研究
時間:2022-08-22 08:37:35
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摘要:本文綜合考察各礦井的礦井廢水的處理工藝,重點研究了混凝沉淀過濾技術(shù)的應(yīng)用,伴隨著開采技術(shù)的快速發(fā)展,煤礦開采過程中產(chǎn)生的大量水資源不可避免的會被污染,這會極大地影響淡水資源的可持續(xù)發(fā)展。因此需要對礦井內(nèi)部的水資源進(jìn)行凈化處理,通過混凝沉淀過濾技術(shù)能夠有效地解決水資源的污染問題,具有極高的研究和應(yīng)用價值。
關(guān)鍵詞:礦井廢水;混凝;沉淀;過濾
1礦井廢水的主要處理技術(shù)
隨著國家經(jīng)濟(jì)科技的迅猛發(fā)展,各行各業(yè)與煤炭資源的開發(fā)與利用都有著密切的聯(lián)系,因此幾乎每個省份都有著一定數(shù)量的煤炭開采企業(yè)。在開發(fā)礦井的過程中,受復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境影響往往會遇到地下含水層,另外煤礦的生產(chǎn)過程中也需要使用一定的水資源,并產(chǎn)生清洗和防塵廢水,因此產(chǎn)生了大量的廢水,如果煤礦企業(yè)不對這些廢水加以處理利用,就會造成水資源的極大浪費。同時,在煤礦開發(fā)過程中由于需要乳化液等特殊的化學(xué)制品,所以礦井內(nèi)廢水直接外排很容易對周邊環(huán)境造成嚴(yán)重影響,因此對礦井水進(jìn)行有效的過濾處理是非常重要的。事實上國內(nèi)的環(huán)保部門對煤礦開采過程中產(chǎn)生的廢水的達(dá)標(biāo)處理是非常重視的,但是就目前國內(nèi)傳統(tǒng)的礦井水處理辦法而言,處理技術(shù)還較為單一,不能夠普遍適用于礦井廢水處理要求。煤礦企業(yè)在進(jìn)行日常生產(chǎn)作業(yè)的過程當(dāng)中,如果產(chǎn)生了礦井水,大部分企業(yè)也只會重點關(guān)注礦井水的合規(guī)排放。這種現(xiàn)象直接導(dǎo)致了當(dāng)前水資源的利用率較低,鑒于當(dāng)前國內(nèi)對水資源的巨大需求,煤礦開采過程中產(chǎn)生的廢水不經(jīng)處理就直接排放,首先會對水資源造成極大的浪費,其次在煤礦開采的過程中往往會產(chǎn)生一定的沉積物和化學(xué)物質(zhì),如果不加以處理就直接將廢水進(jìn)行排放,會對周邊環(huán)境造成難以承擔(dān)的環(huán)境影響。當(dāng)前國內(nèi)較為常見的礦井廢水處理技術(shù)中,沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀過濾、沉淀與混凝沉淀在不同的現(xiàn)場環(huán)境下具有不同的應(yīng)用場景,也是當(dāng)前礦井水排放治理過程中主要處理技術(shù);這四項技術(shù)都具有各自的使用場景,其中混凝沉淀過濾技術(shù)主要是針對煤礦開采過程中礦區(qū)內(nèi)部產(chǎn)生的生產(chǎn)用水以及其他用水。
2礦井水處理回收的條件
當(dāng)前國內(nèi)礦井廢水處理中,在應(yīng)用混凝沉淀過濾技術(shù)時,首先需要對處理的礦井水進(jìn)行分析,通過了解礦井廢水的來源及特點后,針對性地對礦井水進(jìn)行處理和資源化回收,促進(jìn)水資源可持續(xù)發(fā)展與充分利用。2.1礦井水的產(chǎn)生和特點。當(dāng)前國內(nèi)在進(jìn)行煤炭資源開采的過程中往往會產(chǎn)生大量的礦井水,這些礦井水的主要來源有三個方面:第一是由于煤礦開采過程當(dāng)中破壞了原有的地質(zhì)結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的大量地下水,這些地下水不斷滲入礦井內(nèi)部,除了會影響生產(chǎn)進(jìn)度,還會帶來較大的安全隱患。第二部分是來自于煤礦資源開采過程中生產(chǎn)用水的需要,在煤礦資源進(jìn)行開采作業(yè)的時候往往需要通過水減少礦井內(nèi)部的灰塵,利用水霧降塵的方式提高礦井作業(yè)的安全性。第三種礦井內(nèi)廢水的來源是生產(chǎn)生活產(chǎn)生的消防用水和生活污水,這三種主要的廢水的來源都會導(dǎo)致礦井內(nèi)部產(chǎn)生大量的廢水。綜上所述,以上三種水源的混合使礦井廢水本身具有一些特性,這些特性是由所處區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境,以及煤層及巖層中存在的化學(xué)物質(zhì)決定的,因此要結(jié)合具體情況對癥下藥地選用水處理工藝,根據(jù)實際情況進(jìn)行廢水的處理。通常,未經(jīng)處理的礦井水在處理前會含有大量的懸浮物質(zhì)顆粒,會對周邊環(huán)境和周邊水資源帶來極大的影響,并不同程度的存在著化學(xué)需氧量超標(biāo)的情況,因此必須達(dá)標(biāo)處理礦井廢水。2.2礦井水的回收途徑。為了保證礦區(qū)周邊環(huán)境以及地下水資源的安全,就需要對礦井內(nèi)部的廢水進(jìn)行無害化處理,將礦井水處理成為達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求的水質(zhì),并合理補(bǔ)充到生產(chǎn)和綠化用水中,也可深度處理后用作生活用水。一方面滿足煤礦開采過程中對水資源的需求,另一方面也能保護(hù)周邊水資源不受未處理的廢水的污染。將廢水進(jìn)行處理后回收可以當(dāng)做生活用水和生產(chǎn)用水使用,煤礦開采過程中礦井內(nèi)部的消防用水和除塵用水屬于生產(chǎn)用水,而煤礦開采人員的洗漱用水、衛(wèi)生用水和綠化用水等屬于生活用水,將排放水進(jìn)行深度處理過后達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)后,也可以作為煤礦開采過程中施工人員的飲用水。
3礦井水的處理工藝
在處理煤礦開采過程中礦井內(nèi)部產(chǎn)生的廢水時,首先需要將礦井水進(jìn)行引流,從礦井內(nèi)部引流到專業(yè)廢水處理曝氣池內(nèi),對礦井廢水進(jìn)行氣浮除油,除油結(jié)束之后將廢水引入斜板沉淀池內(nèi)部進(jìn)行沉淀,這一步的沉淀為初級沉淀;初步沉淀的廢水被打入混凝沉淀設(shè)備進(jìn)行沉淀處理,沉淀過程中使用混凝劑在斜管處進(jìn)行二次沉淀;這一步沉淀,之后能夠有效去除礦井廢水內(nèi)的絮狀物,將上層清液引入砂濾池,通過砂濾技術(shù)之后將水資源引入清水池,最后對其進(jìn)行殺菌消毒形成可二次利用的再生水。在砂濾池的沖洗環(huán)節(jié),過濾物能夠直接自流到污泥池中,這一流程下產(chǎn)生的回收水能夠用作煤礦的生產(chǎn)用水,如果需要處理成為生活用水,則需要在經(jīng)過砂濾池環(huán)節(jié)之后,然后引入清水池作為生活用水使用。
4混凝沉淀過濾技術(shù)主要處理方式及原理
在煤礦開采過程中礦井內(nèi)廢水的處理時,應(yīng)用混凝沉淀過濾技術(shù)主要包含幾個重要的處理環(huán)節(jié),為預(yù)處理池曝氣、混凝沉淀、砂濾凈化、消毒四個主要環(huán)節(jié)。在進(jìn)行礦井內(nèi)廢水的處理時,預(yù)處理池曝氣是礦井水處理的第一步,由于礦井水內(nèi)部也存在著大量有機(jī)物,因此通過曝氣池能夠有效地對礦井水進(jìn)行氧化,通過氧化劑能夠有效地減少礦井廢水內(nèi)部含有的有機(jī)物質(zhì),同時,通過氧氣的氧化作用,可以將礦井水中含有的二價鐵離子氧化為三價鐵離子,通過沉積作用去除。另外在進(jìn)行煤礦井下開采工作的時候,由于需要使用到大量的機(jī)械設(shè)備,所以礦井水內(nèi)部也會存在一些機(jī)械設(shè)備滲漏的油類物質(zhì),而在預(yù)沉池曝氣環(huán)節(jié)能夠有效地清理礦井水內(nèi)部的油類物質(zhì),通過氣浮除油將礦井水內(nèi)部含有的油類物質(zhì)進(jìn)行清除,使礦井水達(dá)到進(jìn)入第二個環(huán)節(jié)的處理標(biāo)準(zhǔn)。第二個環(huán)節(jié)是通過添加藥劑使礦井內(nèi)廢水加速混凝沉淀,有效地去除礦井內(nèi)部廢水中含有的大量懸浮物質(zhì)顆粒,在進(jìn)行混凝沉淀的過程中需要使用一定的由鐵鹽和氯鹽組成的混凝處理劑,利用管道混合的方式有效地將礦井廢水與混凝劑進(jìn)行充分的混合反應(yīng),從而大幅降低廢水內(nèi)部的沉淀物,經(jīng)過混凝劑處理后的廢水進(jìn)行再沉淀,最終形成滿足第三環(huán)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)的處理水。第三個環(huán)節(jié)是砂濾凈化環(huán)節(jié),經(jīng)過預(yù)沉池曝氣環(huán)節(jié)和混凝沉淀環(huán)節(jié)之后產(chǎn)生的回收水依然含有細(xì)小的懸浮顆粒和一定量的膠體,因此為了能夠?qū)⑵渥鳛檎5纳a(chǎn)用水進(jìn)行使用就必須要經(jīng)過砂濾凈化處理,將混凝沉淀后水中的殘留膠體進(jìn)行過濾處理。相比于其他的凈化環(huán)境,砂濾凈化環(huán)節(jié)人力物力投入成本更低,處理的過程中是依靠水的自身重力不斷沖刷過濾材料,根據(jù)吸虹原理對水資源進(jìn)行有效的處理,從而提高水資源的利用回收。
5小結(jié)
在煤炭開采過程中往往會產(chǎn)生大量的礦井廢水,煤礦企業(yè)往往對水資源的保護(hù)和利用力度不足,造成大量水資源被污染和浪費,極大的影響了國內(nèi)淡水資源的保護(hù)和利用,因此需要通過有效的廢水處理過濾技術(shù)保護(hù)礦井內(nèi)水資源的質(zhì)量。
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作者:張潔 單位:大同煤礦集團(tuán)馬道頭煤業(yè)有限責(zé)任公司