最近在做一个煤矿废水的方案,希望能展开这个话题的讨论,热忱希望大家的参与.
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自己先上传点资料吧
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怎么上传不了啊,说是非法文件.
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煤矿废水的性质:选矿(即尾矿水)或洗煤的废水,除含有大量的悬浮矿物粉末或金属离子外,还含有各类浮选剂。悬浮颗粒物含量每升可达数万以至十余万毫克。洗煤废水是由原生煤泥、次生煤泥和水混合组成的一种多项体系。洗煤废水中包含有煤泥颗粒(粗煤泥颗粒0.5~1mm,细煤泥颗粒0~0.5mm),矿物质,粘土颗粒等。洗煤废水一般具有SS、CODcr、BOD5浓度高、ζ电位极负的特点(见表1),因此,煤泥水不仅具有悬浊液的性质,还往往带有胶体的性质;细煤泥颗粒、粘土颗粒等粒度非常小,不易静沉,这些性质决定了该类废水污染重、处理难度大。以下是目前国内对这两种废水的处理技术介绍:
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一. 矿井废水
(1).矿井废水的产生及特点。
煤矿矿井废水包括:煤炭开采过程中地下地质性涌渗水到巷道为安全生产而排出的自然地下水,井下采煤生产过程中洒水、降尘、灭火灌浆、消防及液压设备产生的含煤尘废水。因此,它既具有地下水特征,但又受到人为污染。矿井废水的特性取决于成煤的地质环境和煤系低层的矿物化学成分,其中井田水文地质条件及充水因素对于矿井开采过程矿井废水的水质、水量有决定性的影响。因此,对矿井废水处理要考虑开采过程中水质、水量的变化。
(2)、主要处理技术
我国煤矿矿井水处理技术起始于上世纪70年代末,大多污水治理工作都只停留在为排放而治理。然而回用才是当今污水治理发展的必然趋势,将防治污染和回用结合起来,既可缓解水源供需矛盾,又可减轻地表水体受到污染。现国内使用的处理技术主要有:沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀过滤等。处理后直接排放的矿井水,通常采用沉淀或混凝沉淀处理技术;处理后作为生产用水或其它用水的,通常采用混凝沉淀过滤处理技术;处理后作为生活用水,过滤后必须再经过除酚等对人体有害物质及消毒处理;有些含悬浮物的矿井水含盐量较高 ,处理后作
为生活饮用水还必须在净化后再经过淡化处理。矿井的废水处理回用技术是非常重要的,也是非常常用的。
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(3)、矿井废水回用技术的比较
①技术比较:
②、经济分析比较
序号 项目 方案1
(元/吨) 方案2
(元/吨) 方案3
(元/吨)
1 反渗透膜组件的更换费用 0.38 0.19 0.38
2 超滤膜组件的更换费用 0.13
3 耗电量 0.63 0.63 0.63
4 混凝剂的费用 0.12 0.12 0.12
5 次氯酸钠的费用 0.07 0.07 0.07
6 还原剂的费用 0.10 0.10 0.10
7 加酸的费用 0.02 0.02 0.02
8 阻垢剂的费用 0.375 0.375 0.375
9 膜杀菌剂的费用 0.1 0.1
10 反渗透膜清洗酸碱费用 0.01 0.01 0.01
11 超滤膜清洗酸碱费用 0.01
12 设备折旧费用 0.37 0.3 0.31
13 设备维修保养费用 0.04 0.05 0.04
14 预处理费用 0.1 0.05 0.10
15 系统操作人工费 0.1 0.1 0.1
16 滤芯的更换费用 0.05 0.05 0.05
17 系统总投资 116.2万元 111万元 101万元
18 综合运行费用 2.465 2.185 2.405
(4)、结论
(1) 煤矿矿井废水处理回用的综合运行费用为:2.185-2.465元/吨。其中膜法的处理费用最低为:2.185元/吨。这样的价格对干旱缺水的西北地区是很有吸引力的。
(2)用膜法处理煤矿矿井废水并回用在技术上是完全可靠的,国内外都有成功经验。
(3)随着工业的快速发展,水资源的污染日益严重,缺水现象会越来越严重,工业废水的回收利用将会提到议事日程。
(4)从环境保护方面讲,对矿井废水进行回收再利用具有非常重要的环境意义。
(5)对矿井废水进行回收再利用,不但可以减少废水排放量,又可以使废水资源化,应该说,它是一种水资源再生的希望方法,也是我国实现水资源可持续利用的有效途径之一。
(6)膜法处理煤矿矿井废水并回用,不但在技术上和经济上都是可行的,经济和环境效益都非常显著。
三种工艺方案处理煤矿矿井废水的系统投资和运行成本,并探讨了反渗透水处理技术在煤矿矿井废水处理中应用的技术经济可行性.煤矿矿井废水处理回用的综合运行费用为:2.185-2.465元/吨。其中膜法的处理费用最低为:2.185元/吨。这样的价格对干旱缺水的西北地区是很有吸引力的。对矿井废水进行回收再利用,不但可以减少废水排放量,又可以使废水资源化,应该说,它是一种水资源再生的希望方法,也是我国实现水资源可持续利用的有效途径之一。
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二、洗煤废水(资料一)
(1)煤炭洗选废水的特性
煤炭作为主要能源,在其使用前需要对原煤破碎和筛选,这一过程需要用水对经过粉碎的煤炭进行洗涤,因此就会产生大量的煤炭洗选废水,通常把它称之为洗煤水或者洗煤废水。
洗煤废水中含有大量的悬浮物、煤泥和泥砂,故又称煤泥水,未经处理的煤泥水其悬浮物浓度可以达到5000mg/L以上。由于煤炭本身具有疏水性,洗煤废水中的一些微小煤粉在水中特别稳定,一些超细煤粉悬浮于水中,静置几个月也不会自然沉降。若将此类废水直接排放进入地表水系,不仅会造成矿区、厂区内的环境污染,还会形成河道淤塞,影响农田灌溉、工业用水和生活饮用水水质,使水环境严重恶化。
此外,选煤厂作为矿区用水大户,大量煤泥水直接外排,除污染环境外,也严重地浪费了宝贵的水资源。因此,对于该类废水不仅需要采用成熟的工艺技术进行有效治理,还应该回收其中的煤泥,并且将净化了废水回用于洗煤过程,实现废水的循环利用,实现废水的资源化。
选煤废水主要污染物包括:
1)悬浮物。作为选煤废水中的主要污染物,悬浮物主要由煤粉和泥化了的矸石和高岭土等矿物的微细颗粒组成。煤中有机物碳本身呈黑色,具有特殊的变色性,这些极细的颗粒分散于水中时,减少了水的透光率,整个水质呈灰黑色。
2)油类物质。选煤厂普遍采用煤油、轻柴油等作为浮选药剂,加上设备检修清洗和漏油,因而,废水多含有数量不同的油类物质。
3)有机药剂。在煤泥水闭路循环处理过程中,浓缩、浮选、脱水、过滤等作业需添加起泡剂、捕集剂、抑制剂、助滤剂以及絮凝剂等不同的药剂。
因此,选取pH、悬浮物、CODcr、石油类作为主要污染物处理和控制指标。由于所洗选的煤炭中可能也含有铁和锰,故我国在煤炭洗选废水排放标准中,同时也将这两种污染物的纳入限值指标中。
(2)现有煤炭洗选废水处理工艺
由于煤炭加工废水中的污染物主要是悬浮物,目前煤泥水处理工艺流程主要有三种:预浓缩煤泥水处理流程、无预浓缩煤泥水处理流程和部分预浓缩煤泥水处理流程。
三种工艺为:
1)预浓缩→管道反应→沉淀→清水回用或排放;
2)预调节→机械加速澄清→清水回用或排放;
3)预浓缩→气浮→清水回用或排放。
但这几种工艺都有如下缺点:废水必须经过多次提升;必须采用大型的刮泥排泥机械;必须采用大容积的调节池、中间水池;占地面积庞大,建设周期长,投资大;由于无法实现自动化运行,需要全天候人工操作管理、人工反洗,且必须配置反洗动力和大流量水泵,势必造成随意性随机性极大,不仅影响处理效果和出水水质,系统故障率也极高,对企业及环境水体都造成了不利影响。
(3)处理工艺和设备的选型
为了避免上述工艺的种种缺陷,可以采用KJY高浊度废水一体化净化器作为洗煤废水主体处理设备。该设备将混凝、沉淀、过滤等分散体系集中为一体,实现了全自动运行,处理效果好,水质稳定,且便于操作管理。
该设备本身就具备:反应、聚凝、沉淀、集泥、排泥、集水、配水、过滤、反冲、排泥等一系列运行程序。一台设备就是一组完整的废水处理系统,一台设备就是一组完整的工艺流程,并且达到了自动运行。这种自动化仅仅是由水力来完成的,而非依靠电气或者机械来实现,操作人员只要定时作水质监测工作外,无需对处理装置做任何操作管理。
该设备在原废水浊度3000~≤30000mg/l时,处理出水浊度可保持在10mg/l以下;当进水平均浊度≤3000mg/L瞬时浊度达10000mg/l时,出水浊度可≤3mg/L。完全可以胜任和满足煤泥水的处理和煤炭洗选过程的用水要求,且能自动完成反冲洗,无需另设反冲洗水泵或空压机等机电设备,可节省大量基建投资和日常运行费用。处理效果好、出水水质优。
(4)处理过程
洗煤产生的煤泥水进入厂内集水预浓缩池,预浓缩后的上清液在污泥泵的提升作用下输送到KJY高浊度废水一体化净化器,泵前加入混凝剂,在进入KJY高浊度废水一体化净化器前再加入絮凝剂,经过KJY高浊度废水一体化净化器内的混凝、絮凝多级反应后形成大量的絮状矾花,随后进入KJY高浊度废水一体化净化器的斜管沉淀池内进行重力沉降,在胶体脱稳、吸附、架桥及网捕等作用下,当煤泥废水穿过KJY高浊度废水一体化净化器内污泥层经过污泥层的过滤作用实现泥水分离;煤粉经重力沉降后进入池底,分离后的上清液,再经过KJY高浊度废水一体化净化器内的水力全自动反冲洗过滤器进行过滤,在经过这样一系列处理后的废水,已经非常的澄清,此时在出水中加酸将PH值调节到8左右后,进入回用水池以备回用。
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洗煤废水(资料二)
1、 洗煤废水的性质
洗煤废水是由原生煤泥、次生煤泥和水混合组成的一种多项体系。洗煤废水中包含有煤泥颗粒(粗煤泥颗粒0.5~1mm,细煤泥颗粒0~0.5mm),矿物质,粘土颗粒等。洗煤废水一般具有SS、CODcr、BOD5浓度高、ζ电位极负的特点(见表1),因此,煤泥水不仅具有悬浊液的性质,还往往带有胶体的性质;细煤泥颗粒、粘土颗粒等粒度非常小,不易静沉,这些性质决定了该类废水污染重、处理难度大。
表1 部分煤矿洗煤废水水质[2-4]
洗煤废水来源 pH SS/(mg•L-1) CODcr/(mg•L-1) BOD5/(mg•L-1) ζ电位/mV
铁法矿洗煤水 9.16 36410 3378 1120 -11.5~-90
晓明矿洗煤水 8.14~8.46 70000~100000 25000~43000 -72~-75
小青矿洗煤水 8.63~9.17 75000~150000 28000~48000 -37~-55
灵石洗煤外排水 6.7 5151 1279 32
2 洗煤废水常规处理工艺
过去选煤厂采用煤泥水直接排入煤泥沉淀池中进行沉淀处理,澄清水循环使用或外排。由于洗煤废水中的细煤泥颗粒、粘土颗粒很难静沉,煤泥颗粒在循环过程中不断细化,造成循环水ss浓度提高,影响甚至破坏选煤工艺。这时就不得不外排一部分高浓度洗煤废水或加入大量的清水进行稀释,从而造成洗水不平衡,无法实现清洗水的闭路循环,既造成环境污染又导致煤泥流失、资源浪费。
2.1 重力浓缩沉淀法
重力浓缩沉淀法中,常选用沉淀池、浓缩机等工艺。长治煤气化总公司选煤车间煤泥水处理工艺中,煤泥水通过捞坑进入浓缩机后,其溢流固体含量不超过10g/l[5]。南票矿务局水凌矿水采系统使用斜管沉淀池,处理煤泥水流量为350m3/h,使用了3个29m2的方形池,表面负荷4m3/(m2•h),洗煤废水ss浓度26.67g/l。日本的赤平选煤厂,采用了2台深锥浓缩机,溢流水再由沉淀池进一步处理。日本北海道的歌士内选煤厂,在耙式浓缩机中加入斜板,使溢流水中ss浓度从150g/l降至50g/l。由此可见,采用自然沉淀法处理洗煤废水,表面负荷低、占地面积大,废水处理后悬浮物浓度依然较高,不能达到废水排放标准。
2.2 混凝沉淀法
混凝沉淀法是目前洗煤废水处理中广泛使用的方法。针对不同的洗煤废水性质,采用不同的絮凝剂进行处理[3,6]。表2给出了部分煤泥水混凝沉淀处理的情况。
表2 煤泥水的混凝沉淀处理效果
洗煤废水来源 进水ss浓度/(g•l-1) 投加絮凝剂种类 出水ss浓度/(g•l-1)
小青矿 75~150 pam+石灰 0.087
鸡西城子河选煤厂 40 php 4~6
庞庄选煤厂 80~90 pam(60~70mg/l)+硫酸铝(100~150mg/l) <0.35
大屯选煤厂 8~10 pam(<5mg/l) 0.035
与重力浓缩沉淀法相比,混凝沉淀法处理洗煤废水具有处理效果好、ss去除率高的特点,可以有效保证洗水的闭路循环,即使废水外排也基本能达到排放标准。但是,一般来说,混凝沉淀法的絮凝剂用量较大,药剂费用较高,对设备有一定的腐蚀性,而且形成的絮体密实度不高,含水率较大,不利于过滤和压滤脱水。
以上两种沉淀法存在一定的缺陷。因此,有效的沉淀浓缩技术是洗煤废水处理和实现废水闭路循环的关键。
3 结团凝聚处理技术
3.1 结团凝聚机理及原水水质
结团絮凝作为一种新型水处理技术,主要是通过提高絮凝体的密度实现固液的高速分离。结团凝聚工艺是以絮凝动力学为原理的一种水处理技术,此工艺通过控制物理化学条件、动力平衡条件使洗煤废水中的煤泥颗粒在实验装置中或在实际工艺的设备中形成结构紧密的结团絮体(pellet floc),从而达到高效去除悬浮物的目的。此工艺可省去预处理构筑物,处理后的水质可达到澄清要求,水力停留时间短,表面负荷高,处理效果好[7-9]。
实验水样采用西安霸桥电厂从燃煤输送带飞落在通道地面的煤粉,经筛分,取400μm以下的细煤粒,用自来水充分浸泡,配制的浓度为10g/l,洗煤废水的ph值为8.86,ζ电位为-32.8mv,且煤泥颗粒粒度细小(30μm以下的煤粉占52%),无机碳含量大(占总碳量的90%)[10]。
3.2 实验结果及分析
结团工艺有两个控制过程,一是理想的初始粒子的形成阶段,二是结团体的形成阶段,每一个阶段又由物理化学条件和动力学条件来控制。实验中通过控制pac、pam的投量,以及水流上升速度uw和搅拌转速n,得出结团凝聚发生的最佳条件。
①pac的作用是通过压缩双电层使水中颗粒脱稳后发生凝聚,pac投量要以满足形成理想的初始粒子的要求为前提,在实验条件为ρ(pam)=1.1mg/l,ω=38r/min,uw=18.6cm/min的情况下,改变pac投量、结团体的有效密度ρe、粒径dp、出水浊度ss的实验结果见表3。实验中得出pac的适宜投量范围为1.78~3.00mg/l。
4 新技术应用前景
结团凝聚工艺能高效处理洗煤废水,对实现废水的再生回用充分利用水资源具有重要的意义,将产生显著的环境效益和社会效益。随装置结构和实验条件的不断改进与完善,水力负荷会进一步提高,实现该工艺的小型化、设备化。结团凝聚技术在洗煤废水处理及其它水处理的应用方面都具有十分广阔的前景。
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9楼
我看过好多资料,有不少提到废水处理后回用的,可是不知道煤矿废水回用标准是什么啊?望赐教.
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10楼
此类渗出冲砂废水成分复杂,预处理要求高,不必吹嘘效果回用有多好。实际应用有实例了才最具说服力。最近有接触类似废水,有工程应用经验的大牛请冒个泡~
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11楼
关键看回用后的水做什么用,不同用途有相应的水质标准。
现在一般用絮凝沉淀(侧向流斜板或迷宫斜板,效率较高些)+过滤+消毒,其实尾矿水和洗煤水的COD含量并不高,主要是胶体含量高点。
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