一、概述
煤炭在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中占70%以上,煤炭開采過程中排放大量廢水,若不經(jīng)處理直接排放,勢(shì)必對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重
污染,同時(shí)造成水資源的大量浪費(fèi),無法實(shí)現(xiàn)
循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)40%的礦區(qū)嚴(yán)重缺水,已制約了煤炭生產(chǎn)的發(fā)展。西北礦區(qū)多處于山區(qū),水資源更為缺乏,地表水又多為間歇性河流,枯洪水季節(jié)流量相當(dāng)懸殊,常年流量稀釋能力差,排入河流的污水造成嚴(yán)重污染。甘肅華亭礦區(qū)是我國(guó)十三個(gè)重要能源基地之一,上世紀(jì)八十年代,擁有很好的水
生態(tài)環(huán)境,水資源較充沛,地表水系水質(zhì)也較好,基本上保證了當(dāng)?shù)鼐用竦恼I詈凸まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水。但隨著華亭礦區(qū)對(duì)煤炭資源大規(guī)模的開發(fā),地下水嚴(yán)重超采,地下水為大幅下降,地表水系全面污染,五大河流(黃河二級(jí)支流涇河)的中下游河段幾乎全年都是濁流、黑水。因此,開發(fā)、管理、利用好煤礦水資源,對(duì)煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。礦井廢水經(jīng)治理后綜合利用,對(duì)礦區(qū)與華亭地區(qū)乃至甘肅省經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。
二、礦井廢水主要處理技術(shù)
我國(guó)煤礦
礦井水處理技術(shù)起始于上世紀(jì)70年代末,大多污水治理工作都只停留在為排放而治理。然而回用才是當(dāng)今污水治理發(fā)展的必然趨勢(shì),將防治污染和回用結(jié)合起來,既可緩解水源供需矛盾,又可減輕地表水體受到污染。現(xiàn)國(guó)內(nèi)使用的處理技術(shù)主要有:沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀過濾等。處理后直接排放的礦井水,通常采用沉淀或混凝沉淀處理技術(shù);處理后作為生產(chǎn)用水或其它用水的,通常采用混凝沉淀過濾處理技術(shù);處理后作為生活用水,過濾后必須再經(jīng)過除酚等對(duì)人體有害物質(zhì)及消毒處理;有些含懸浮物的礦井水含鹽量較高,處理后作為生活飲用水還必須在凈化后再經(jīng)過淡化處理。
本文主要介紹混凝沉淀過濾法處理煤礦礦井廢水。由甘肅經(jīng)緯環(huán)境工程技術(shù)有限公司負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、加工的設(shè)備為GJW-WS型,華亭煤業(yè)集團(tuán)新柏煤礦等三對(duì)大型礦井
廢水處理站,都成功的應(yīng)用了該項(xiàng)處理技術(shù),并取得了良好的處理效果。
1、礦井廢水的產(chǎn)生及特點(diǎn)
煤礦礦井廢水包括:煤炭開采過程中地下地質(zhì)性涌滲水到巷道為安全生產(chǎn)而排出的自然地下水,井下采煤生產(chǎn)過程中灑水、降塵、滅火灌漿、消防及液壓設(shè)備產(chǎn)生的含煤塵廢水。因此,它既具有地下水特征,但又受到人為污染。礦井廢水的特性取決于成煤的地質(zhì)環(huán)境和煤系低層的礦物化學(xué)成分,其中井田水文地質(zhì)條件及充水因素對(duì)于礦井開采過程礦井廢水的水質(zhì)、水量有決定性的影響。因此,對(duì)礦井廢水處理要考慮開采過程中水質(zhì)、水量的變化。華亭礦區(qū)新柏煤礦礦井廢水水質(zhì)取礦井正常排水時(shí)井口水樣,結(jié)果見表1。
新柏煤礦礦井廢水污染物監(jiān)測(cè)表
表1 單位:mg/L
通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和資料查找,收集了多年來華亭礦區(qū)有關(guān)礦井水和地下水的化驗(yàn)數(shù)據(jù)資料,以及平?jīng)鍪协h(huán)境監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(表1)綜合分析,該煤礦礦井廢水含煤泥為主要懸浮物,有機(jī)物略有超標(biāo),糞大腸菌群超標(biāo),揮發(fā)酚超標(biāo)。
2、礦井廢水回用途徑
煤礦礦井水處理后可作生產(chǎn)用水或生活用水,礦井生產(chǎn)用水主要是井下采掘設(shè)備液壓用水、消防降塵灑水,生活用水主要是沖廁、洗浴水以及深度處理后用于飲用水。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)分別為:
1、防塵灑水《煤礦工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50215-94)
SS≤150mg/L,粒徑d<0.3mm;PH值為6~9;大腸菌群≤3個(gè)/L。
2、空壓機(jī)、液壓支柱用水水質(zhì)
SS≤10~200mg/L,粒徑d <0.15mm;硬度(碳酸鹽)2~7mg/L;pH值為6.5~9;濁度<20。
3、礦井洗浴水水質(zhì)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)的Ⅲ類水體標(biāo)準(zhǔn)。
4、中水水質(zhì)達(dá)到《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ/T 48-1999)。
5、生活飲用水達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-85)。
四、處理工藝
新柏煤礦礦井廢
水處理工程的設(shè)計(jì)處理能力為800~1000m
3/d,處理后作為生產(chǎn)和生活用水,采用混凝反應(yīng)、過濾、活性炭吸附及消毒工藝,流程見圖1。
圖1 礦井廢水處理工藝流程
礦井廢水由井下排水泵提升至灌漿水池,部分用于黃泥灌漿,其余廢水自流進(jìn)入曝氣池,氣浮除油后進(jìn)入斜板沉淀池進(jìn)行初步沉淀,由提升泵提升進(jìn)入混凝沉淀設(shè)備,同時(shí)加入混凝劑,經(jīng)過斜管沉淀后,將絮狀物沉淀到底部而被去除,清水從上部溢流出水自流進(jìn)入砂濾罐,出水自流進(jìn)入清水池,清水池前投加二氧化氯進(jìn)行殺菌消毒。砂濾罐的反沖冼水自流進(jìn)入
污泥池,上清液自流進(jìn)入曝氣池,以提高礦井廢水資源的利用率。出水若用作生活用水,則砂濾罐出水進(jìn)入活性炭吸附裝置處理后流入清水池用作生活用水。