礦山廢水的處理與利用

（優(yōu)選）礦山廢水的處理與利用當(dāng)前第1頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)第一節(jié)礦山廢水污染一礦山廢水的概念

在礦山范圍內(nèi)，從采掘生產(chǎn)地點(diǎn)、選礦廠、尾礦庫(kù)、廢石場(chǎng)、排土場(chǎng)等地點(diǎn)排出來(lái)的廢水。全國(guó)煤礦外排礦井水每年約為22億m3以上，大部分礦區(qū)的噸煤排水量約為2~4m3當(dāng)前第2頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)二礦山廢水來(lái)源（一）礦井水在礦井開(kāi)拓、采掘過(guò)程中滲入、流入、涌入和潰入井巷或工作面的水，統(tǒng)稱為礦井水。斷層破碎帶是地下水的通道和匯集帶，沿?cái)鄬悠茡p帶可溝通各個(gè)含水層，并與地表水發(fā)生水力聯(lián)系，形成斷層水前期生產(chǎn)形成的采空區(qū)及廢棄巷道，由于長(zhǎng)期停止排水而匯積的地下水。來(lái)源：當(dāng)前第3頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)鎘與含羥基、氨基、巰基的蛋白質(zhì)分子結(jié)合，能使許多酶系統(tǒng)受到抑制，從而影響肝、腎器官中酶系統(tǒng)的正常功能。二礦山廢水來(lái)源（二）廢石場(chǎng)淋濾水

據(jù)2005年統(tǒng)計(jì)，

我國(guó)煤矸石年排放量可達(dá)1.5億噸，利用率為43%，歷年積存的煤矸石20億噸，大量的煤矸石堆積成煤矸石山。煤矸石中的黃鐵礦經(jīng)過(guò)風(fēng)化及大氣降水的長(zhǎng)期淋溶作用，形成的硫酸或酸性水離解處有毒有害元素，如鎘、汞、鉛、砷等滲入地下。

鈾礦石的開(kāi)采和冶煉加工中產(chǎn)生帶有天然放射性元素，如鈾、鐳等的廢渣和尾礦等固體廢物。當(dāng)前第4頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)二礦山廢水來(lái)源（三）選礦廢水1、來(lái)源：（1）碎礦過(guò)程中濕法除塵的排水,碎礦及篩分車間、膠帶走廊和礦石轉(zhuǎn)運(yùn)站的地面沖洗水。（2）選礦廢水。含大量懸浮物的選礦廢水,通常經(jīng)沉淀后澄清水回用于選礦，沉淀物根據(jù)其成分進(jìn)入選礦系統(tǒng)后排入尾礦系統(tǒng)。（3）冷卻水。碎、磨礦設(shè)備冷卻器的冷卻水和真空泵排水。這類廢水只是水溫較高,往往被直接外排或冷卻后回用于選礦。（4）石灰乳及藥劑制備車間沖洗地面和設(shè)備的廢水當(dāng)前第5頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)2、特點(diǎn)

水量大，懸浮物含量高，有害物種類多等特點(diǎn)，主要有害物質(zhì)有重金屬和選礦藥劑3、對(duì)環(huán)境影響

懸浮固體淤塞河道有毒藥劑使水體氣味變臭魚(yú)蝦減少異味變形，有毒金屬造成水體污染，在魚(yú)和農(nóng)作物中富集對(duì)人體危害。當(dāng)前第6頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)三礦山廢水的特點(diǎn)礦井廢水的特點(diǎn)全國(guó)煤礦年排礦井水約45億噸，一般噸煤排放2.5m3礦井水。選礦方法處理1t礦石（原礦石）廢水排放量浮選法3.5~4.5t浮選-磁選6-9t全國(guó)外排礦井水的利用率不足23%，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家的80%利用率。當(dāng)前第7頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)三礦山廢水的特點(diǎn)主要污染物碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、木質(zhì)素等。

Hg、Cd、Pb、Cr、Cu的化合物，放射性元素及砷、氟、氰化物等。當(dāng)前第8頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)（一）危及人體健康及動(dòng)植物的生存水中含有的微生物和病毒，會(huì)引起各種傳染病的蔓延飲用水中含有氰化物、砷、汞、有機(jī)磷等有害物質(zhì)時(shí)，會(huì)引起中毒事故。礦山水體污染嚴(yán)重時(shí)排入河流、湖泊，還會(huì)影響水生植物的生長(zhǎng)，甚至造成魚(yú)蝦絕跡。四礦山廢水污染的危害我國(guó)江西某銅礦，由于礦區(qū)的酸性水大量排入附近的交集河，致使排放口以下5km河段內(nèi)，河水呈酸性，河中魚(yú)蝦絕跡，水草不生，稱為一條典型的“死河”。當(dāng)前第9頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)當(dāng)前第10頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)四礦山廢水污染的危害（二）危害工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)礦井廢水對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害相當(dāng)嚴(yán)重，酸性水侵入農(nóng)田或用于灌溉會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物不能正常生長(zhǎng)，甚至枯萎死亡礦山廢水對(duì)工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重危害。地面和地下水受到污染后，若使用污染水進(jìn)行生產(chǎn)，往往會(huì)引起產(chǎn)品質(zhì)量下降或造成設(shè)備腐蝕。廣東某鉛鋅礦，過(guò)去層采用氰化鈉作為鉛鋅分選的抑制劑，致使廢水中含氰濃度大大超過(guò)排放標(biāo)準(zhǔn)，先后污染農(nóng)田千余畝，并使數(shù)以萬(wàn)計(jì)的牲畜死亡。當(dāng)前第11頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)贛州開(kāi)采稀土污染嚴(yán)重，破壞70%以上的耕地當(dāng)前第12頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)第二節(jié)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)是為維護(hù)環(huán)境質(zhì)量、控制污染而制定的各種技術(shù)指標(biāo)和準(zhǔn)則的總稱。環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前第13頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)我國(guó)水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2001），該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)地表水域環(huán)境功能和保護(hù)目標(biāo)，按功能高低依次劃分為五類。一地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前第14頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)類別適用范圍Ⅰ類源頭水、國(guó)家自然保護(hù)區(qū)Ⅱ類集中式生活飲用水地表水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)、珍稀水生生物棲息地、魚(yú)蝦類產(chǎn)卵場(chǎng)、仔稚幼魚(yú)的索餌場(chǎng)等。Ⅲ類集中式生活飲用水地表水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)、魚(yú)蝦類越冬場(chǎng)、迂回通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū)。Ⅳ類一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂(lè)用水區(qū)Ⅴ類農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域五類地表水水域功能當(dāng)前第15頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)自2007年10月1日起，煤炭工業(yè)水污染物排放按《煤炭工業(yè)污染排放物標(biāo)準(zhǔn)》（GB20426-2006）執(zhí)行。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了原煤開(kāi)采、選煤水污染物排放限值。二煤炭工業(yè)污水排放標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前第16頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)選礦廢水污染物排放限值序號(hào)污染物日最高允許排放質(zhì)量濃度/（mg/L）（PH值除外）現(xiàn)有生產(chǎn)線新（擴(kuò)、改）建生產(chǎn)線1pH值6~96~92懸浮物100703化學(xué)需氧量（CODCr）100704石油類1055總鐵766總錳44以化學(xué)方法測(cè)量水樣中需要被氧化的還原性物質(zhì)的量。當(dāng)前第17頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)三非煤礦礦井水的處理與利用（P36）（一）來(lái)源：廢石堆場(chǎng)、礦坑、選礦、尾礦廢水（二）特點(diǎn)：PH值低，硫酸鹽含量高，重金屬離子，有機(jī)和油類污染物。

（三）治理技術(shù)：中和沉淀法、硫化沉淀浮選法、人工濕地法、微生物法、離子交換法、萃取法等。

當(dāng)前第18頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)采用石灰石或石灰作為中和劑進(jìn)行中和處理，利用酸堿中和反應(yīng)生成難溶于水的氫氧化物沉淀，凈化污水，提高廢水的PH值的治理技術(shù)。其他中和劑：苛性鈉、純堿中和沉淀法當(dāng)前第19頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)硫化沉淀浮選法利用硫化劑將水溶液中的金屬離子轉(zhuǎn)化為不溶性或難溶性沉淀，然后加入表面活性劑改變沉淀物的疏水性，疏水性沉淀物與起泡劑發(fā)生黏附上浮，從而達(dá)到去除或回收重金屬離子的目的。

反應(yīng)方程式：常用的硫化物：Na2S、H2S、NaHS、FeS等當(dāng)前第20頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)當(dāng)前第21頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)人工濕地法利用自然濕地生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)、生物的協(xié)同作用，通過(guò)沉淀、阻隔、微生物同化分解、硝化、反硝化以及植物吸收等途徑去除懸浮物。

當(dāng)前第22頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)凈化機(jī)理濕地植物：根系富集吸收。濕地基質(zhì)：植物生長(zhǎng)著床，循環(huán)過(guò)濾截留、生化降解。濕地集水管：循環(huán)過(guò)濾出水。當(dāng)前第23頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)工藝流程特點(diǎn)一高三低：高效率、低投資、低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)、低維持技術(shù)當(dāng)前第24頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)作業(yè)1、簡(jiǎn)述選礦廢水的來(lái)源、特點(diǎn)，以及對(duì)水環(huán)境的影響。2、請(qǐng)寫(xiě)出三種非煤礦礦井水的處理方法，并簡(jiǎn)述其概念。當(dāng)前第25頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)第三節(jié)煤礦礦井水處理與利用一煤礦礦井水分類當(dāng)前第26頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)相對(duì)于其他被污染的水而言，一般直接在井下涌水口通過(guò)管道抽出地表。

礦化度低，總硬度低，PH值接近中性，有害離子含量低微或者未檢出。潔凈礦井水當(dāng)前第27頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)含有煤粉、巖粉。

特點(diǎn)：懸浮物顆粒密度小、沉降速度慢；

懸浮物含量高，每升達(dá)數(shù)千或數(shù)萬(wàn)毫克；往往含有大腸菌數(shù)和細(xì)菌數(shù)也較高。高懸浮物礦井水當(dāng)前第28頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)也稱苦咸水，含有較高的可溶性鹽類及懸浮物質(zhì)，含鹽量達(dá)到1000mg/L，甚至達(dá)到10000mg/L。特點(diǎn)：（1）含有SO42-、Cl-、Ca2+、K+、Na+等離子

（2）呈中性或偏堿，帶苦澀味，少數(shù)為酸性。

微咸水1000~10000

mg/L分類：

咸水10000~50000

mg/L高礦化度礦井水當(dāng)前第29頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)導(dǎo)致礦化度高的因素：（1）被采煤層中含有大量碳酸鹽礦物及硫酸鹽類礦物；（2）地區(qū)干旱，降水量少，蒸發(fā)量大，地下水補(bǔ)給不足，使得礦井水鹽分濃縮；（3）開(kāi)采高硫煤層，因硫化物被氧化產(chǎn)生游離酸，與碳酸鹽發(fā)生各種酸堿反應(yīng)；（4）礦區(qū)處于沿海地帶，地下咸水侵入煤田。當(dāng)前第30頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)PH<6.5酸性礦井水含特殊污染物的礦井水含有毒、有害元素（氟或鉛）或放射性元素（鐳和鈾）等當(dāng)?shù)孛旱V特征污染物的礦井水。當(dāng)前第31頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)特點(diǎn)：中性或弱堿性，低礦化度，無(wú)有毒有害元素或者其含量很低，基本符合生活飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。注意：設(shè)專用輸水管給予利用二潔凈礦井水的處理與利用當(dāng)前第32頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)中性，含鹽量<1000mg/L，金屬元素微量或未檢出，不含有毒離子灰黑色，渾濁，細(xì)菌含量較多，懸浮含量100-400mg/L，粒徑50μm以下85%，平均密度3三含懸浮物礦井水的處理與利用水質(zhì)特征名稱粘土砂石石英濕細(xì)沙三合土無(wú)煙煤焦煤密度1.912.202.651.90-2.102.411.601.30有關(guān)物料的比重（單位：g/cm3）當(dāng)前第33頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)處理工藝井下水倉(cāng)調(diào)節(jié)池過(guò)濾池澄清池清水池濃縮池提升泵站壓濾機(jī)水塔生活飲用水外運(yùn)流程一礦井水消毒加藥處理工藝包括水和藥劑的混合、反應(yīng)及絮凝體與水的分離三個(gè)階段。澄清池就是完成上述三個(gè)過(guò)程與一體的專門(mén)設(shè)備。當(dāng)前第34頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)井下水倉(cāng)調(diào)節(jié)池沉淀池反應(yīng)池過(guò)濾池濃縮池提升泵壓濾機(jī)清水池生活飲用水外運(yùn)流程二消毒加藥當(dāng)前第35頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)含鹽量大于1000mg/L主要來(lái)源于SO42-、Cl-、Ca2+、K+、Mg2+、HCO3-、Na+等離子四高礦化度礦井水的處理與利用水質(zhì)特征當(dāng)前第36頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)混凝、沉淀、脫鹽兩種脫鹽方法：電滲析脫鹽技術(shù)、反滲透脫鹽技術(shù)脫鹽方案電滲析，是一種以電位差為推動(dòng)力，利用離子交換膜的選擇透過(guò)性，從溶液中脫除或富集電解質(zhì)的膜分離操作。原理是在高于溶液滲透壓的作用下，依據(jù)其他物質(zhì)不能透過(guò)半透膜而將這些物質(zhì)和水分離開(kāi)來(lái)。當(dāng)前第37頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)原液當(dāng)前第38頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)工藝流程高礦化度礦井水地面蓄水池砂濾池沉淀池活性炭過(guò)濾池反應(yīng)池電滲析投藥清水池用戶消毒劑除去水中有機(jī)物，降低色度當(dāng)前第39頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)當(dāng)前第40頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)反滲透膜：一種只允許水（溶劑）通過(guò)而不允許溶質(zhì)通過(guò)的半透膜，反滲透的孔徑大多≤10×104m。反滲透膜的基本要求：（1）單位面積膜的透水速度快，除鹽效率高；（2）膜的機(jī)械強(qiáng)度答，耐壓密；（3）膜的化學(xué)穩(wěn)定性好，耐酸堿能力強(qiáng)，不易受微生物污染；（4）性能衰減慢，使用壽命長(zhǎng)。當(dāng)前第41頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)當(dāng)前第42頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)當(dāng)前第43頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)

姚橋煤礦高礦化度礦井水反滲透處理技術(shù)

概況：井田中，構(gòu)造斷層較多，含水性、導(dǎo)水性不強(qiáng)，斷層帶較寬且存在局部突水的可能。

1994年，涌水量為0.8×104~1.0×104m3/d。二期改、擴(kuò)建工程投產(chǎn)后，將達(dá)到2.2×104m3/d。生活、生產(chǎn)綜合用水量為6.6×103m3/d，其中工業(yè)用水量3.8×103m3/d，生活用水量2.8×103m3/d，硫酸鹽含量2252.7mg/L案例當(dāng)前第44頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)工藝流程過(guò)濾器反滲透器貯水箱淡水