矿井水处理一体化设备详解
矿井水处理一体化设备详解 标签： 添加时间：2023-01-10 浏览次数:2788
矿井水的水处处理技术
目前我国按照对环境影响以及作为生活饮用水水源的可行性，习惯上将矿井水按水质类型特征分为洁净矿井水、理体含悬浮物矿井水、化设高矿化度矿井水、备详酸性矿井水和含有毒有害元素或放射性元素矿井水五类。矿井不同的水处矿井水采取不同的处理方法。
1.洁净矿井水
多指矿区煤系地层中的理体奥灰水、砂岩裂隙水、化设第四纪冲积层水及老空积水。备详这种水质中性，低浊度，低矿化度，有毒有害元素含量很低，基本符合生活饮用水标准，可设专用输水管道给予利用，作生活饮用水时需进行消毒处理。太原市古交矿井在开采过程中穿过第四纪河谷冲积层，就遇到这种水，古交矿直接供全矿生产和生活使用。
2.含悬浮物矿井水
这种水中含有较多煤粒、岩、粉、等悬浮物，一般呈黑色，但其总硬度和矿化度并不高。悬浮物的主要特性是在动水中呈悬浮状态，但在静水中可以分离出来，轻的上浮，重的下沉。根据悬浮物的特性，对工业用水净化处理常用的主要方法有混凝、沉淀。混凝是水处理工艺中十分重要的环节。选用混凝剂的原则是产生大、重、强的矾花，净水效果好，对水质没有不良影响，价格便宜，货源充足。常用的混凝剂为铝盐和铁盐混凝剂。混合过程是让药剂迅速而均匀地分散到水中，应在尽量短的时间内与原水均匀混合，使水中的全部胶体杂质都能和药剂发生作用。原水加混凝剂后，经过混合作用，水中胶体杂质凝聚成较大的矾花颗粒，在沉淀池中去除。在经过快滤和消毒处理后也可达到饮用水标准。山西很多煤矿的井下排水属这类矿井水。
3．高矿化度矿井水
矿化度无机盐总含量大于1000mg／L的矿井水。主要含有S0i2-、CI-1、Ca2+、K+、Na+等离子。硬度相应较高，水质多数呈中性或偏碱，带苦涩味，少数有酸性。高矿化度矿井水不利于作物生长，会使土壤盐渍化。用作锅炉用水，容易结垢。作建筑用水，会影响混凝土质量。人们长期饮用，将引起腹泻和消化不良，尤其对心脏和肾脏病患者影响更严重。我国北方缺水矿区的矿井水往往属于高矿度矿井水，有必要通过净化和淡化工艺处理成为饮用水和生产用水。当前高矿化度矿井水采用以下处理方法。
4.化学方法
离子交换法是化学脱盐的主要方法，这是一种比较简单的方法，就是利用阴阳离子交换剂去除水中的离子，以降低水的含盐量。
5.膜分离法
反渗透和电渗析脱盐技术均属于膜分离技术，是我国目前苦咸水脱盐淡化处理的主要方法。
(1)反渗透法。反渗透法是借助于半透膜在压力作用下进行物质分离的方法。可有效地去除无机盐类、低分子有机物、病毒和细菌等，适用于含盐量大于4000mg／L的水的脱盐处理。
(2)电渗析法。在直流电场作用下，利用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子的选择透过性，而使溶液中的溶质与水分离的一种物理化学过程。
酸性矿井水
水质特征为pH值小于5．5的矿井水，一般为3～3．5，个别小于3，总酸度高。当开采含硫煤层时，硫受到氧化与生化作用产生硫酸，酸性水易溶解煤及其围岩中的金属元素，故铁、锰重金属以及无机盐类增加，使矿化度、硬度升高。酸性水在我国南方高硫矿区比较常见。酸性水容易腐蚀矿井设备与排水管路，并且危害工人健康。如果抽排至地面，会影响土壤酸碱度，导致土壤板结和作物枯萎，而且使地表水酸度上升，间接的影响了水生生物的生存。对环境与生态会造成重大的损害，因此必须进行治理达标后外排，其处理的方法有以下几种。
1.物理化学法(中和法)
(1)石灰石中和法。采用石灰石作中和剂与酸性水中硫酸中和反应，产生微溶硫酸钙和易分解的碳酸，从而降低酸度。
(2)石灰中和法。石灰的主要化学成分是CaO，当用水调配成石灰乳，则形成熟石灰Ca(OH)2，熟石灰与酸性水中的H2SO4反应。
(3)石灰石．石灰联合中和法。该工艺第一阶段选用石灰石滚筒法中和，消耗酸性矿井水中绝大部分游离H2SO4，使酸性水的pH值接近于6；然后在第二阶段再投加石灰中和处理，使水的pH值进一步提高，达到8左右，这时Fe2水解产生沉淀，形成絮状物，起到混凝作用，有利于悬浮固体去除。
2.生物化学方法(微生物法)
该方法是目前国内外研究比较多的处理方法，在美国、日本等国家已进行了实际应用。其原理是利用氧化亚铁硫杆菌在酸性条件下将水中的Fe2+氧化成Fe3+，以实现酸性矿井水的除铁。氧化亚铁硫杆菌能从Fe2+的氧化反应中获取自身生存和繁殖所需的能量，无须加任何营养液。
中国是一个矿产资源大国，矿产开采和利用对水资源的破坏相当严重，酸性矿井水的处理是众多矿山企业面临的主要环境和生态问题。人工湿地作为一种有效的酸性矿井水处理方法，在中国的应用将越来越广泛，其作用将越来越大。
矿床开采破坏了地下水原始赋存状态并产生了裂隙，矿井密切了大气降水、水处地表水、理体地下水和生活用水，化设各含水层之间的备详水力联系，使各种水沿着原有的矿井和新裂隙渗入井下采掘空间形成矿井水。
矿井水的水处处理技术
目前我国按照对环境影响以及作为生活饮用水水源的可行性，习惯上将矿井水按水质类型特征分为洁净矿井水、理体含悬浮物矿井水、化设高矿化度矿井水、备详酸性矿井水和含有毒有害元素或放射性元素矿井水五类。矿井不同的水处矿井水采取不同的处理方法。
1.洁净矿井水
多指矿区煤系地层中的理体奥灰水、砂岩裂隙水、化设第四纪冲积层水及老空积水。备详这种水质中性，低浊度，低矿化度，有毒有害元素含量很低，基本符合生活饮用水标准，可设专用输水管道给予利用，作生活饮用水时需进行消毒处理。太原市古交矿井在开采过程中穿过第四纪河谷冲积层，就遇到这种水，古交矿直接供全矿生产和生活使用。
2.含悬浮物矿井水
这种水中含有较多煤粒、岩、粉、等悬浮物，一般呈黑色，但其总硬度和矿化度并不高。悬浮物的主要特性是在动水中呈悬浮状态，但在静水中可以分离出来，轻的上浮，重的下沉。根据悬浮物的特性，对工业用水净化处理常用的主要方法有混凝、沉淀。混凝是水处理工艺中十分重要的环节。选用混凝剂的原则是产生大、重、强的矾花，净水效果好，对水质没有不良影响，价格便宜，货源充足。常用的混凝剂为铝盐和铁盐混凝剂。混合过程是让药剂迅速而均匀地分散到水中，应在尽量短的时间内与原水均匀混合，使水中的全部胶体杂质都能和药剂发生作用。原水加混凝剂后，经过混合作用，水中胶体杂质凝聚成较大的矾花颗粒，在沉淀池中去除。在经过快滤和消毒处理后也可达到饮用水标准。山西很多煤矿的井下排水属这类矿井水。
3．高矿化度矿井水
矿化度无机盐总含量大于1000mg／L的矿井水。主要含有S0i2-、CI-1、Ca2+、K+、Na+等离子。硬度相应较高，水质多数呈中性或偏碱，带苦涩味，少数有酸性。高矿化度矿井水不利于作物生长，会使土壤盐渍化。用作锅炉用水，容易结垢。作建筑用水，会影响混凝土质量。人们长期饮用，将引起腹泻和消化不良，尤其对心脏和肾脏病患者影响更严重。我国北方缺水矿区的矿井水往往属于高矿度矿井水，有必要通过净化和淡化工艺处理成为饮用水和生产用水。当前高矿化度矿井水采用以下处理方法。
4.化学方法
离子交换法是化学脱盐的主要方法，这是一种比较简单的方法，就是利用阴阳离子交换剂去除水中的离子，以降低水的含盐量。
5.膜分离法
反渗透和电渗析脱盐技术均属于膜分离技术，是我国目前苦咸水脱盐淡化处理的主要方法。
(1)反渗透法。反渗透法是借助于半透膜在压力作用下进行物质分离的方法。可有效地去除无机盐类、低分子有机物、病毒和细菌等，适用于含盐量大于4000mg／L的水的脱盐处理。
(2)电渗析法。在直流电场作用下，利用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子的选择透过性，而使溶液中的溶质与水分离的一种物理化学过程。
酸性矿井水
水质特征为pH值小于5．5的矿井水，一般为3～3．5，个别小于3，总酸度高。当开采含硫煤层时，硫受到氧化与生化作用产生硫酸，酸性水易溶解煤及其围岩中的金属元素，故铁、锰重金属以及无机盐类增加，使矿化度、硬度升高。酸性水在我国南方高硫矿区比较常见。酸性水容易腐蚀矿井设备与排水管路，并且危害工人健康。如果抽排至地面，会影响土壤酸碱度，导致土壤板结和作物枯萎，而且使地表水酸度上升，间接的影响了水生生物的生存。对环境与生态会造成重大的损害，因此必须进行治理达标后外排，其处理的方法有以下几种。
1.物理化学法(中和法)
(1)石灰石中和法。采用石灰石作中和剂与酸性水中硫酸中和反应，产生微溶硫酸钙和易分解的碳酸，从而降低酸度。
(2)石灰中和法。石灰的主要化学成分是CaO，当用水调配成石灰乳，则形成熟石灰Ca(OH)2，熟石灰与酸性水中的H2SO4反应。
(3)石灰石．石灰联合中和法。该工艺第一阶段选用石灰石滚筒法中和，消耗酸性矿井水中绝大部分游离H2SO4，使酸性水的pH值接近于6；然后在第二阶段再投加石灰中和处理，使水的pH值进一步提高，达到8左右，这时Fe2水解产生沉淀，形成絮状物，起到混凝作用，有利于悬浮固体去除。
2.生物化学方法(微生物法)
该方法是目前国内外研究比较多的处理方法，在美国、日本等国家已进行了实际应用。其原理是利用氧化亚铁硫杆菌在酸性条件下将水中的Fe2+氧化成Fe3+，以实现酸性矿井水的除铁。氧化亚铁硫杆菌能从Fe2+的氧化反应中获取自身生存和繁殖所需的能量，无须加任何营养液。
中国是一个矿产资源大国，矿产开采和利用对水资源的破坏相当严重，酸性矿井水的处理是众多矿山企业面临的主要环境和生态问题。人工湿地作为一种有效的酸性矿井水处理方法，在中国的应用将越来越广泛，其作用将越来越大。
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