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高矿化度矿井水处理及资源化利用途径
来源:济南乾来环保技术有限公司 发布时间:2022-06-18 16:11:24 浏览次数:
                 摘 要:在目前形势下,高矿化度矿井水是煤炭废水污染的重要问题。 同时在工矿企业中,高矿化度矿井水成为关注的 热点问题。 文章介绍了高矿化度矿井水处理技术,并指出了脱盐处理净水利用途径,最后提出了高浓盐水回用方式。
                  关键词:高矿化度矿井水;资源利用
                  对于矿井水来讲,主要是以地下水为主。 具体而言,是 煤炭在开采中,垮落带和水裂隙带导通含水层,导致含水层 地下水融入到井下,最终成为矿井涌水。 在一定程度上讲, 水文地质以及气候等对水质具有严重影响。 在矿井水当中 的盐质量来讲,一般来说其浓度如果高于 1000mg / L,则是高 矿化度矿井水。 在当前形势下,我国煤矿排放矿井水主要是 以悬浮物为主,其中包含了常规矿井水以及含铁锰的酸性矿 井水。
               1 高矿化度矿井水处理技术
                对于高矿化度矿井水来讲,主要是以水资源十分贫乏地 区为主。 针对这部分地区,如果对高矿化度矿井水进行有效 利用,能够防止矿井水排放,进而减少对环境造成污染,并且 对矿区用水问题还能得到有效的解决。 以一般矿井水水质 进行比较,煤矿排放高矿化度矿井水具有一定的含盐量特 点,同时还包含悬浮物等相关污染物。 对于这些悬浮物来 讲,利用常规混凝沉淀以及过滤等,能够有效去除。 其中的 离子,应利用相关途径进行脱除。 在高矿化度矿井水工序 中,脱盐是十分重要的工序,同时也被称之为深度处理。
                 1. 1 离子交换法
                  对于离子交换法来讲,主要是将离子交换剂进行有效利 用,确保交换剂以及水溶液交换离子中出现物质可逆性交 换,造成水质改善而离子交换剂结构没有发生变化的一种水 处理形式。 另外,在离子交换法当中,面临的最为主要的问 题是,应对离子交换剂进行再生,而其再生过程控制是十分 麻烦的。 在目前形势下,离子交换主要是以锅炉软水末端处 理进行有效利用。 在高矿化度矿井水脱盐处理工程中,没有 将这种方法大规模进行利用。
                    1. 2 蒸馏法
                  在海水淡化工业当中,蒸馏法具有较好的利用,是一种 十分成熟的技术。 对于蒸馏法来讲,主要是以消耗热能为基 准,对热力脱盐淡化处理的一种方式。 在一些技术文献当中 指出,从热源价格为主要出发点,蒸馏法在高矿化度矿井水 中,其含盐量应超过一定的标准。 要想减少成本蒸馏法,可 以将煤矸石为燃料,对高矿化度井水进行淡化。 但从当前情 况看,煤矸石具有很高的含硫量,并且热值较低。 使其作为 燃料,和大气防治控制政策相违背,同时获得的热量也较低。 以煤矸石为燃料的煤矿基本不存在,要想在真正意义上得到 热源,应以用电以及燃煤这样的方式进行解决,但需要付出 一定的经济代价。 受一些现实因素影响,在高矿化度矿井水 脱盐深度处理中,利用蒸馏法几乎不存在。 基于这样的情 况,未来高矿化度矿井水处理,其方法应用将很少。 只有煤 矿保持低价,并能获取一定的热源,这样才能得到有效利用。
                  1. 3 电渗析法
                   在高矿化度矿井水处理当中,电渗析法是一种传统处理 工艺。 以往我国利用电渗析法,主要是对高矿化度矿井水进 行处理,同时相关煤矿对电渗析设备进行有效利用,进而能 够对含盐矿井水进行淡化,最终能够对矿区生活饮用水问题 进行及时处理。 对于电渗析除盐法来讲,具备着较多的优 势,其中可以连续出水,并且系统简单,设备少等都是其中的 优点特征。 但也具备着明显的缺点,具体体现在运行不是十 分稳定以及结垢严重等,同时设备庞杂也是其中的缺点。 一 般只能在原水含盐量较小的矿井水脱盐中适用。 在目前形 势下,从矿井水深度处理角度讲,面临着较多的问题。 之所 以造成这样问题的出现,是因为工艺流程存在单一化特征, 同时工程设计缺乏一定的依据,不能对矿井水水质进行全面 性分析,同时不能有效分析水型等等。 另外,电渗析淡化工 程设计没有和矿井水特点进行有效结合。 主要对浓度不循 环水进行排放,积水则利用清水这样的方式,导致出现水资 源浪费现象严重,水回收率较低。 在一些矿井水深度工程处 理中,没有将防垢技术对策利用其中,造成电渗析电极以及 离子交换膜出现压力升高,并且堵塞膜道等情况。 不仅电流 效率低,并且脱盐率也较低,操作十分恶化,最终淡化成本逐 渐上升,导致工程不能进行全面生产。 一些电渗析工程只能 面临着停用,或者是久停报废这样的状态。 在目前形势下, 伴随反渗透膜技术的发展,电渗析法其问题劣势十分明显, 不能满足矿井水发展实际需求,并且在高矿化处理工程当 中,电渗析具有一定的限制性。 近些年来,在高矿化度矿井 水工程中,利用电渗析法,对脱盐进行处理这样的方式也并 不多见。
                  1. 4 反渗透技术
                   对于反渗透来讲,主要是以膜的原水一侧为主,将外界 压力施加其中,这种外界压力比溶液渗透压要高的多。 当原水透过半透膜过程中,只能水透过,相关物质是不能透过的, 或者是被截留,截留在表面上的一种过程。 在目前形势下, 反渗透是十分精密的一种膜法液体分离技术。 能够将溶剂 以及离子范畴溶质进行分开,不仅对溶解性盐具有阻挡性作 用,确保水溶剂通过,还能脱除水中一些悬浮物以及胶体等。 在反渗透分离中,具体特征主要体现在以下几方面内容之 中。 第一,介质在处理过程中,不会出现相变这样的情况,同 时和热法蒸馏相比较,能耗较低。 第二,装置操作十分简单 化,能够有效的自控以及维修。 第三,进行脱盐时,不会消耗 过多的酸碱,浓水中具备着较高的盐分,不会生成相关污染 物质。 和离子交换比较,和环保要求相吻合。 第四,装置呈 模块化设计,规模大小具备灵活性特征,可以作为家庭纯水 设备。 第五,和以往脱盐工艺相比,系统占地面积较低。 第 六,拥有着较高的自动化水平,并且劳动强度较低。 第七,在 目前工业领域中,脱盐技术具有较好的发展前景。 在当前海 水以及苦咸水淡化中,反渗透技术占有一定地位,并发挥着 重要性作用。 在纯水制备的一种重要技术,并且在医药浓缩 以及净化当中等方面具有有效利用。 在高矿化度矿井处理 当中,反渗透利用自身优势,例如占地面积少以及结构合理 等特点,具有良好的发展前景。
                2 脱盐处理净水利用途径
               对于脱盐处理以后的净水而言,和饮用水水质相吻合, 具有多种用途,应和煤矿生活用水以及环境特征等结合 开来。
                 2. 1 煤矿生产用水
                 对于脱盐以后的净水来讲,可以在井下消防洒水当中具 有有效利用,其中包含了较多内容,例如支架以及风流净化 水幕和冲洗巷道用水等。 同时在也可以生活用水,其中也包 含了多种用途,例如食堂用水以及洗衣用水等等。 另外,在 锅炉当中补充用水,在厂园当中进行绿化用水等等。
                  2. 2 矿区生态用水
                    对于矿井而言,如果拥有较大的涌水量,煤矿不能对矿 井水进行消化,应和矿区环境特点结合开来,可以将之用于 矿区生态用水以及农业用水当中,矿井水涌水经过处理站进 行处理以后,可以在电厂以及绿化当中进行利用。 灌溉季节 剩余的,可以在场地绿化中进行恢复用水,如果不是灌溉季 节,则应作为一种景观用水。
                   2. 3 煤炭企业生产用水
                    如果煤矿不能将矿井水进行全部回用,应对矿井水进行 深度处理,这样可以作为企业生活用水。 一般来讲,煤炭周 边产业项目主要是以坑口电厂以及矸石电厂等为主,还包括 天然气以及煤质石油等相关煤化工项目。
                  2. 4 其他用水
                  对于矿区而言,如果和城市以及工业园区距离较近,当 处理矿井水以后,可以作为城市以及企业生产用水,例如道 路洒水以及绿化用水等等。 比如榆林矿区,拥有着较大的矿 井水,浪费情况较为严重。 基于这样的情况,进行了统一规 划,将矿井水进行有效收集,集中在新区以及相关工业区用 水中。
                3 高浓盐水回用方式
                3. 1 黄泥灌浆用水
                  对于黄泥灌浆来讲,从用水角度讲,对水质矿化没有特 殊要求。 因而高浓盐水,在黄泥灌浆用水当中具有有效利 用,但黄泥灌浆泵和管道应利用相关防腐对策。
                3. 2 井下回灌
                对于矿井水回灌来讲,能够减少采矿在地下水中的影 响,同时还能降低地表沉陷度地表影响。 井下回灌在回灌含 水层十分独立以及水文地质较为封闭的单元中十分适用。 当含水层为停滞情况时,可以进行回灌。 并且回灌应得到环 保行政部门的允许,避免导致地下水水质遭受到污染。 例如 某煤矿矿井水,其矿化度较高。 基于这样的情况,该矿和相 关机构进行深入性研究,实施了回灌工程。 这项工程能够确 保矿井水零排放,还能减少环境污染,进而对地下水资源具 有保护性作用。
                 3. 3 蒸发结晶
                 针对不能利用的高浓度盐水,这部分盐水也不能进行回 灌。 基于这种情况,应进行蒸发结晶。 在一定程度上讲,蒸 发结晶可以和区域气候特征结合开来,进行自然蒸发。 或者 是和区域余热分布情况,进行加热蒸发。 自然蒸发,在区域 蒸发量高于降雨量这种地区当中十分适用,这部分地区土地 资源较为丰富,同时自然蒸发应将防渗处理落到实处,避免 导致地下水水质遭受到污染,但现阶段自然蒸发的应用正在 被逐步限制。 而加热蒸发则应和煤矿矿井水等相关余热资 源进行有效利用,进而加热蒸发结晶。 当完成蒸发结晶以 后,结晶盐应依据成分,进行有效利用,或者是可以具备处置 能力的单位进行有效处置。
                4 结语
                综上所述,对于高矿化度矿井水来讲,其水质具备着复 杂性特征,对生态环境具有一定的危害。 在高矿化度矿井水 处理当中,最为关键的是脱盐,其中包含了较多的内容,例如 反渗透法等。 另外,当完成脱盐深度处理后,其净水具有多 种用处,例如生产用水等。 同时浓盐水还可以在黄泥灌浆用 水当中利用,也可以进行蒸发结晶分盐应用。
      原标题:高矿化度矿井水处理及资源化利用途径
              原作者:
姚 卿