礦井廢水處理混凝沉淀過(guò)濾技術(shù)研究

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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(diǎn)研究了混凝沉淀過(guò)濾技術(shù)的應(yīng)用，伴隨著開(kāi)采技術(shù)的快速發(fā)展，煤礦開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的大量水資源不可避免的會(huì)被污染，這會(huì)極大地影響淡水資源的可持續(xù)發(fā)展。因此需要對(duì)礦井內(nèi)部的水資源進(jìn)行凈化處理，通過(guò)混凝沉淀過(guò)濾技術(shù)能夠有效地解決水資源的污染問(wèn)題，具有極高的研究和應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：礦井廢水；混凝；沉淀；過(guò)濾

1礦井廢水的主要處理技術(shù)

隨著國(guó)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(kāi)發(fā)與利用都有著密切的聯(lián)系，因此幾乎每個(gè)省份都有著一定數(shù)量的煤炭開(kāi)采企業(yè)。在開(kāi)發(fā)礦井的過(guò)程中，受復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境影響往往會(huì)遇到地下含水層，另外煤礦的生產(chǎn)過(guò)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(duì)這些廢水加以處理利用，就會(huì)造成水資源的極大浪費(fèi)。同時(shí)，在煤礦開(kāi)發(fā)過(guò)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(duì)周邊環(huán)境造成嚴(yán)重影響，因此對(duì)礦井水進(jìn)行有效的過(guò)濾處理是非常重要的。事實(shí)上國(guó)內(nèi)的環(huán)保部門(mén)對(duì)煤礦開(kāi)采過(guò)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(guó)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(guò)程當(dāng)中，如果產(chǎn)生了礦井水，大部分企業(yè)也只會(huì)重點(diǎn)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(guó)內(nèi)對(duì)水資源的巨大需求，煤礦開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的廢水不經(jīng)處理就直接排放，首先會(huì)對(duì)水資源造成極大的浪費(fèi)，其次在煤礦開(kāi)采的過(guò)程中往往會(huì)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(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成難以承擔(dān)的環(huán)境影響。當(dāng)前國(guó)內(nèi)較為常見(jiàn)的礦井廢水處理技術(shù)中，沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀過(guò)濾、沉淀與混凝沉淀在不同的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下具有不同的應(yīng)用場(chǎng)景，也是當(dāng)前礦井水排放治理過(guò)程中主要處理技術(shù)；這四項(xiàng)技術(shù)都具有各自的使用場(chǎng)景，其中混凝沉淀過(guò)濾技術(shù)主要是針對(duì)煤礦開(kāi)采過(guò)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(guó)內(nèi)礦井廢水處理中，在應(yīng)用混凝沉淀過(guò)濾技術(shù)時(shí)，首先需要對(duì)處理的礦井水進(jìn)行分析，通過(guò)了解礦井廢水的來(lái)源及特點(diǎn)后，針對(duì)性地對(duì)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(diǎn)。當(dāng)前國(guó)內(nèi)在進(jìn)行煤炭資源開(kāi)采的過(guò)程中往往會(huì)產(chǎn)生大量的礦井水，這些礦井水的主要來(lái)源有三個(gè)方面：第一是由于煤礦開(kāi)采過(guò)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(huì)影響生產(chǎn)進(jìn)度，還會(huì)帶來(lái)較大的安全隱患。第二部分是來(lái)自于煤礦資源開(kāi)采過(guò)程中生產(chǎn)用水的需要，在煤礦資源進(jìn)行開(kāi)采作業(yè)的時(shí)候往往需要通過(guò)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(lái)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(lái)源都會(huì)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(duì)癥下藥地選用水處理工藝，根據(jù)實(shí)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(huì)含有大量的懸浮物質(zhì)顆粒，會(huì)對(duì)周邊環(huán)境和周邊水資源帶來(lái)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(duì)礦井內(nèi)部的廢水進(jìn)行無(wú)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(kāi)采過(guò)程中對(duì)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(kāi)采過(guò)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(kāi)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(guò)后達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)后，也可以作為煤礦開(kāi)采過(guò)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(kāi)采過(guò)程中礦井內(nèi)部產(chǎn)生的廢水時(shí)，首先需要將礦井水進(jìn)行引流，從礦井內(nèi)部引流到專(zhuān)業(yè)廢水處理曝氣池內(nèi)，對(duì)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(jí)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(guò)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(guò)砂濾技術(shù)之后將水資源引入清水池，最后對(duì)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(guò)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(guò)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(guò)濾技術(shù)主要處理方式及原理

在煤礦開(kāi)采過(guò)程中礦井內(nèi)廢水的處理時(shí)，應(yīng)用混凝沉淀過(guò)濾技術(shù)主要包含幾個(gè)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(gè)主要環(huán)節(jié)。在進(jìn)行礦井內(nèi)廢水的處理時(shí)，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(guò)曝氣池能夠有效地對(duì)礦井水進(jìn)行氧化，通過(guò)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(shí)，通過(guò)氧氣的氧化作用，可以將礦井水中含有的二價(jià)鐵離子氧化為三價(jià)鐵離子，通過(guò)沉積作用去除。另外在進(jìn)行煤礦井下開(kāi)采工作的時(shí)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(huì)存在一些機(jī)械設(shè)備滲漏的油類(lèi)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(lèi)物質(zhì)，通過(guò)氣浮除油將礦井水內(nèi)部含有的油類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行清除，使礦井水達(dá)到進(jìn)入第二個(gè)環(huán)節(jié)的處理標(biāo)準(zhǔn)。第二個(gè)環(huán)節(jié)是通過(guò)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(guò)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(guò)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(gè)環(huán)節(jié)是砂濾凈化環(huán)節(jié)，經(jīng)過(guò)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(guò)砂濾凈化處理，將混凝沉淀后水中的殘留膠體進(jìn)行過(guò)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(guò)程中是依靠水的自身重力不斷沖刷過(guò)濾材料，根據(jù)吸虹原理對(duì)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(kāi)采過(guò)程中往往會(huì)產(chǎn)生大量的礦井廢水，煤礦企業(yè)往往對(duì)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(fèi)，極大的影響了國(guó)內(nèi)淡水資源的保護(hù)和利用，因此需要通過(guò)有效的廢水處理過(guò)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