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井水主要來源由伴隨礦井開采而產生的地表滲透水、岩石孔隙水、礦坑水、地下含水層的疏放水、以及井下生產中防塵、灌漿、充填和洗煤廠汙水。

 

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通常情況下,礦井水的酸堿度值在7到8之間,屬於弱堿性水。對於含硫的礦井水,其中二氧化硫一般含量會很多,所以屬酸性水。地下開采,特別是水力采煤和水沙充填采煤法排放的汙水更是不能忽視。

 

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據統計,如果不考慮這些廢水利用,每產1噸礦石,廢水排放量為1立方米左右;生產1噸原煤大概要從井下排出廢水0.5~10立方米,最高的情況下可以達到60立方米。

 

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特別值得一提的事,在一部分煤礦已經關閉後,同時還會存在大量的廢水繼續汙染礦區的環境。

 

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煤礦的水汙染大概可分為礦物質汙染,有機物質汙染以及細菌產生的汙染這幾類。在一部分礦區還存在放射性染汙和熱汙染。

 

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礦物質汙染分為砂塵、泥土、礦物質雜質、粉塵、被溶解的鹽、酸性和堿性汙染等等;有機物質汙染分為煤炭的顆粒、油汙、生物生命的代謝產物、木材還有其他物質等被氧化後的產物。

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細菌汙染主要來源於在開發,采運中過程中的岩石粉末、煤粉末等的汙染,使水出現灰色及黑色,渾濁以及水麵上懸浮著的油汙,同時散發出微量腥臭及活體生物腐爛的味道。

 

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對水質進行分析和檢驗的結果表明:采礦過程中,化學損耗氧量越大、細菌及大腸杆菌含量越大,對排放的水的汙染就越大。如果對排放水的汙染視而不見,任其外排。對環境的汙染是無法估計的。

 

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一、洗煤廢水的性質

 

洗煤廢水是由原生煤泥、次生煤泥和水混合組成的一種多項體係。洗煤廢水中包含有煤泥顆粒(粗煤泥顆粒0.5~1mm,細煤泥顆粒0~0.5mm),礦物質,粘土顆粒等。

 

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洗煤廢水一般具有SS、CODcr、BOD5濃度高的特點,因此,煤泥水不僅具有懸濁液的性質,還往往帶有膠體的性質;細煤泥顆粒、粘土顆粒等粒度非常小,不易靜沉,這些性質決定了該類廢水汙染重、處理難度大。

 

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二、洗煤廢水處理技術

 

在處理洗煤廢水的時候,必須要在廢水中加入一定量的混凝劑,這樣就可以降低其電位,破壞廢水中膠體顆粒的穩定性,進而使泥水分離。

 

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1、無機混凝劑的篩選。

 

按照洗煤廢水的性質,可以選擇出集中無機藥劑來進行實驗,實驗水樣的SS質量濃度、取樣的大小、攪拌速度、攪拌時間以及沉降時間都做出了相應的規定。

 

實驗結果可知:在選中的藥劑裏,電石渣和石灰對廢水的處理效果最明顯,但是其形成的顆粒直徑比較小,沉降的速度也很慢,並且其過濾性能也較差,給進一步脫水處理增加了一定的難度,還需要投入絮凝劑。

 

石灰與電石渣的化學成分基本一致,都是氧化鈣,但是電石渣屬於工業廢渣,其成本非常低廉,而且一般的煤礦本身都有這種工業廢渣,所以電石渣作為混凝劑最合適。

 

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2、確定治理方案

 

實驗結果顯示電石渣可以對洗煤廢水的穩定性造成破壞,可以使煤泥顆粒凝聚並沉降,但是由於其沉降的速度比較緩慢,需要投入絮凝劑來提高沉降的速度,這樣就可以改變沉澱性能。

 

在經濟因素的基礎上通過實驗,非離子型PAM作為絮凝劑作為合適,電石渣和PAM的加入量和攪拌的時間以及速度對沉降都有影響。

 

通過實驗得出,對沉降效果其顯著作用的是PAM的投入量,然後是電石渣的投入量以及投入PAM之後的攪拌時間,投放電石渣之後攪拌時間對沉降的效果基本沒有影響。

 

實驗的最佳構成是:在一百毫升洗煤廢水中投入零點六克的電石渣,攪拌時間為六十秒,之後在投入質量分數為百分之零點一的PAM兩毫升,攪拌時間為九十秒。

 

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3、沉降實驗

 

使用電石渣與PAM聯用的方法來處理洗煤廢水是行的通的,這種辦法不僅可以分離出百分之四十左右的清水,而且清水中的COD濃度以及SS濃度都比煤礦洗煤廢水排放標準和回用標準要低。

 

與此同時,絮凝體的過濾性能也可以得到很好的改善,這樣就為煤泥的進一步脫水創造了有利條件,但是因為上清液的酸堿值比較高,這樣就需要按照上清液與廢酸一千比一的比例來投加工業廢酸,把酸堿值降低到八左右的位置。

 

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4、經濟效益和回用研究

 

(一)藥劑費。按照每立方米洗煤廢水PAM投入二十克、電石渣六千克以及零點四升的工業廢酸,然後綜合一切消耗因素,可以及選出每立方米的洗煤廢水的運行成本大約為零點七元。

 

(二)處理之後的洗煤廢水,其中的清水循環可以同於洗煤,不會對周圍的水域造成汙染,分離出的煤泥可以出售,這樣既可以獲得經濟利益又可以獲得很好的社會效益。

 

分離出的清水重複用於洗煤,不但可以節約水資源,還可以為企業節約水費,而且企業每年可以回收煤泥,還可以獲得可觀的經濟效益,對洗煤廢水進行處理,還可以免除高額的排汙費,獲得的經濟效益不僅可以抵掉處理廢水的運行成本,還可以獲得額外的經濟效益,在短時間內就可以回收投資資金。

 

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三、煤炭行業雙膜法汙水回用技術

 

1、工藝流程

 

除油沉澱係統----殺菌係統----過濾係統----超濾係統----反滲透係統。

 

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2、各環節的功能

 

(一)除油沉澱係統

 

原水水質中懸浮物和油的含量高,波動大,可以加大後續處理係統的負荷。因此,選擇采用隔油及混凝沉澱處理,利用少量高分子絮凝劑的吸附架橋,靜電網捕,強化布朗運動,加大顆粒物和膠體碰撞的幾率,結成骨架龐大、結構結實的絮體,對絮凝泥水分離有利。

 

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(二)殺菌係統

 

原水水質中微生物含量較高,微生物的大量滋生可能對膜係統的運行產生影響,因此,選擇采用加藥殺菌抑製微生物的滋生。而殺菌池也作為後續係統供水的緩衝池。

 

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(三)過濾係統

 

在混凝沉澱後,水中還有殘餘部分油及懸浮物,為去除水中的懸浮物、顆粒物,工藝可選擇砂濾或一體化淨化器。

 

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(四)超濾係統

 

超濾是一種新型的膜處理技術,製成中空纖維式的超濾膜,去除的水中顆粒的有效直徑為0.005-0.1mm,可脫除分子量在5000-100000範圍內的雜質。

 

它的工作原理為:被分離液體在外力作用下以一定的流速沿超濾膜表麵流動,溶液中溶解性物質和比膜孔徑小的物質能作為滲透液從高壓側透過濾膜進入到低壓側,不可透過濾膜的物質逐漸濃縮於排放液中。

 

用來截留分子量較大的溶質和膠體物質,允許低分子的溶質和溶劑通過。超濾可有效降低反滲透膜汙染的速度,減少反滲透膜的化學清洗頻度,提高膜的使用壽命。

 

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5、反滲透係統

 

反滲透脫鹽技術是世界上領先的高新科技水處理技術,具有先進、高效、節能的特性。

 

反滲透技術具有常規分離方法不具備的突出優點,而廣泛應用於水處理、煤炭、鋼鐵、電力、環保等領域,並迅速發展。

 

隨著水資源的短缺,汙水回用得到了廣泛應用。反滲透的係統脫鹽率能實現96%以上,其出水水質經離子交換處理後能作脫鹽水使用。


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