高礦化度礦井水處理技術(shù)的應(yīng)用

高礦化度礦井水處理技術(shù)的應(yīng)用

對于井水，主要是地下水。具體而言，是煤炭在開采中，垮落帶和水裂隙帶導(dǎo)通含水層，導(dǎo)致含水層地下水融入到井下，最終成為礦井涌水。在一定程度上講，水文地質(zhì)以及氣候等對水質(zhì)具有嚴重影響。在礦井水當(dāng)中的鹽質(zhì)量來講，一般來說其濃度如果高于1000mg/L,則是高礦化度礦井水。在當(dāng)前形勢下，我國煤礦排放礦井水主要是以懸浮物為主，其中包含了常規(guī)礦井水以及含鐵錳的酸性礦井水。礦井水排放特性對于高礦化度礦井水來講，主要是以水資源十分貧乏地區(qū)為主。針對這部分地區(qū)，如果對高礦化度礦井水進行有效利用，能夠防止礦井水排放，進而減少對環(huán)境造成污染，并且對礦區(qū)用水問題還能得到有效的解決。以一般礦井水水質(zhì)進行比較，煤礦排放高礦化度礦井水具有一定的含鹽量特點，同時還包含懸浮物等相關(guān)污染物。對于這些懸浮物來講，利用常規(guī)混凝沉淀以及過濾等，能夠有效去除。其中的離子，應(yīng)利用相關(guān)途徑進行脫除。在高礦化度礦井水工序中，脫鹽是十分重要的工序，同時也被稱之為深度處理。1.1離子交換系統(tǒng)水處理分類對于離子交換法來講，主要是將離子交換劑進行有效利用，確保交換劑以及水溶液交換離子中出現(xiàn)物質(zhì)可逆性交換，造成水質(zhì)改善而離子交換劑結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化的一種水處理形式。另外，在離子交換法當(dāng)中，面臨的最為主要的問題是，應(yīng)對離子交換劑進行再生，而其再生過程控制是十分麻煩的。在目前形勢下，離子交換主要是以鍋爐軟水末端處理進行有效利用。在高礦化度礦井水脫鹽處理工程中，沒有將這種方法大規(guī)模進行利用。1.2煤石的含鹽量在海水淡化工業(yè)當(dāng)中，蒸餾法具有較好的利用，是一種十分成熟的技術(shù)。對于蒸餾法來講，主要是以消耗熱能為基準，對熱力脫鹽淡化處理的一種方式。在一些技術(shù)文獻當(dāng)中指出，從熱源價格為主要出發(fā)點，蒸餾法在高礦化度礦井水中，其含鹽量應(yīng)超過一定的標準。要想減少成本蒸餾法，可以將煤矸石為燃料，對高礦化度井水進行淡化。但從當(dāng)前情況看，煤矸石具有很高的含硫量，并且熱值較低。使其作為燃料，和大氣防治控制政策相違背，同時獲得的熱量也較低。以煤矸石為燃料的煤礦基本不存在，要想在真正意義上得到熱源，應(yīng)以用電以及燃煤這樣的方式進行解決，但需要付出一定的經(jīng)濟代價。受一些現(xiàn)實因素影響，在高礦化度礦井水脫鹽深度處理中，利用蒸餾法幾乎不存在?；谶@樣的情況，未來高礦化度礦井水處理，其方法應(yīng)用將很少。只有煤礦保持低價，并能獲取一定的熱源，這樣才能得到有效利用。1.3礦井水處理在井水深度處理中存在的問題在高礦化度礦井水處理當(dāng)中，電滲析法是一種傳統(tǒng)處理工藝。以往我國利用電滲析法，主要是對高礦化度礦井水進行處理，同時相關(guān)煤礦對電滲析設(shè)備進行有效利用，進而能夠?qū)}礦井水進行淡化，最終能夠?qū)ΦV區(qū)生活飲用水問題進行及時處理。對于電滲析除鹽法來講，具備著較多的優(yōu)勢，其中可以連續(xù)出水，并且系統(tǒng)簡單，設(shè)備少等都是其中的優(yōu)點特征。但也具備著明顯的缺點，具體體現(xiàn)在運行不是十分穩(wěn)定以及結(jié)垢嚴重等，同時設(shè)備龐雜也是其中的缺點。一般只能在原水含鹽量較小的礦井水脫鹽中適用。在目前形勢下，從礦井水深度處理角度講，面臨著較多的問題。之所以造成這樣問題的出現(xiàn)，是因為工藝流程存在單一化特征，同時工程設(shè)計缺乏一定的依據(jù)，不能對礦井水水質(zhì)進行全面性分析，同時不能有效分析水型等等。另外，電滲析淡化工程設(shè)計沒有和礦井水特點進行有效結(jié)合。主要對濃度不循環(huán)水進行排放，積水則利用清水這樣的方式，導(dǎo)致出現(xiàn)水資源浪費現(xiàn)象嚴重，水回收率較低。在一些礦井水深度工程處理中，沒有將防垢技術(shù)對策利用其中，造成電滲析電極以及離子交換膜出現(xiàn)壓力升高，并且堵塞膜道等情況。不僅電流效率低，并且脫鹽率也較低，操作十分惡化，最終淡化成本逐漸上升，導(dǎo)致工程不能進行全面生產(chǎn)。一些電滲析工程只能面臨著停用，或者是久停報廢這樣的狀態(tài)。在目前形勢下，伴隨反滲透膜技術(shù)的發(fā)展，電滲析法其問題劣勢十分明顯，不能滿足礦井水發(fā)展實際需求，并且在高礦化處理工程當(dāng)中，電滲析具有一定的限制性。近些年來，在高礦化度礦井水工程中，利用電滲析法，對脫鹽進行處理這樣的方式也并不多見。1.4反滲透分離的基本特征對于反滲透來講，主要是以膜的原水一側(cè)為主，將外界壓力施加其中，這種外界壓力比溶液滲透壓要高的多。當(dāng)原水透過半透膜過程中，只能水透過，相關(guān)物質(zhì)是不能透過的，或者是被截留，截留在表面上的一種過程。在目前形勢下，反滲透是十分精密的一種膜法液體分離技術(shù)。能夠?qū)⑷軇┮约半x子范疇溶質(zhì)進行分開，不僅對溶解性鹽具有阻擋性作用，確保水溶劑通過，還能脫除水中一些懸浮物以及膠體等。在反滲透分離中，具體特征主要體現(xiàn)在以下幾方面內(nèi)容之中。第一，介質(zhì)在處理過程中，不會出現(xiàn)相變這樣的情況，同時和熱法蒸餾相比較，能耗較低。第二，裝置操作十分簡單化，能夠有效的自控以及維修。第三，進行脫鹽時，不會消耗過多的酸堿，濃水中具備著較高的鹽分，不會生成相關(guān)污染物質(zhì)。和離子交換比較，和環(huán)保要求相吻合。第四，裝置呈模塊化設(shè)計，規(guī)模大小具備靈活性特征，可以作為家庭純水設(shè)備。第五，和以往脫鹽工藝相比，系統(tǒng)占地面積較低。第六，擁有著較高的自動化水平，并且勞動強度較低。第七，在目前工業(yè)領(lǐng)域中，脫鹽技術(shù)具有較好的發(fā)展前景。在當(dāng)前海水以及苦咸水淡化中，反滲透技術(shù)占有一定地位，并發(fā)揮著重要性作用。在純水制備的一種重要技術(shù)，并且在醫(yī)藥濃縮以及凈化當(dāng)中等方面具有有效利用。在高礦化度礦井處理當(dāng)中，反滲透利用自身優(yōu)勢，例如占地面積少以及結(jié)構(gòu)合理等特點，具有良好的發(fā)展前景。脫鹽處理水處理對于脫鹽處理以后的凈水而言，和飲用水水質(zhì)相吻合，具有多種用途，應(yīng)和煤礦生活用水以及環(huán)境特征等結(jié)合開來。2.1生活用水與網(wǎng)絡(luò)用水對于脫鹽以后的凈水來講，可以在井下消防灑水當(dāng)中具有有效利用，其中包含了較多內(nèi)容，例如支架以及風(fēng)流凈化水幕和沖洗巷道用水等。同時在也可以生活用水，其中也包含了多種用途，例如食堂用水以及洗衣用水等等。另外，在鍋爐當(dāng)中補充用水，在廠園當(dāng)中進行綠化用水等等。2.2礦區(qū)水涌水處理對于礦井而言，如果擁有較大的涌水量，煤礦不能對礦井水進行消化，應(yīng)和礦區(qū)環(huán)境特點結(jié)合開來，可以將之用于礦區(qū)生態(tài)用水以及農(nóng)業(yè)用水當(dāng)中，礦井水涌水經(jīng)過處理站進行處理以后，可以在電廠以及綠化當(dāng)中進行利用。灌溉季節(jié)剩余的，可以在場地綠化中進行恢復(fù)用水，如果不是灌溉季節(jié)，則應(yīng)作為一種景觀用水。2.3生活用水處理如果煤礦不能將礦井水進行全部回用，應(yīng)對礦井水進行深度處理，這樣可以作為企業(yè)生活用水。一般來講，煤炭周邊產(chǎn)業(yè)項目主要是以坑口電廠以及矸石電廠等為主，還包括天然氣以及煤質(zhì)石油等相關(guān)煤化工項目。2.4城市以及企業(yè)生產(chǎn)用水對于礦區(qū)而言，如果和城市以及工業(yè)園區(qū)距離較近，當(dāng)處理礦井水以后，可以作為城市以及企業(yè)生產(chǎn)用水，例如道路灑水以及綠化用水等等。比如榆林礦區(qū)，擁有著較大的礦井水，浪費情況較為嚴重。基于這樣的情況，進行了統(tǒng)一規(guī)劃，將礦井水進行有效收集，集中在新區(qū)以及相關(guān)工業(yè)區(qū)用水中。高鹽處理3.1水質(zhì)礦化的要求對于黃泥灌漿來講，從用水角度講，對水質(zhì)礦化沒有特殊要求。因而高濃鹽水，在黃泥灌漿用水當(dāng)中具有有效利用，但黃泥灌漿泵和管道應(yīng)利用相關(guān)防腐對策。3.2含水層的回灌對于礦井水回灌來講，能夠減少采礦在地下水中的影響，同時還能降低地表沉陷度地表影響。井下回灌在回灌含水層十分獨立以及水文地質(zhì)較為封閉的單元中十分適用。當(dāng)含水層為停滯情況時，可以進行回灌。并且回灌應(yīng)得到環(huán)保行政部門的允許，避免導(dǎo)致地下水水質(zhì)遭受到污染。例如某煤礦礦井水，其礦化度較高。基于這樣的情況，該礦和相關(guān)機構(gòu)進行深入性研究，實施了回灌工程。這項工程能夠確保礦井水零排放，還能減少環(huán)境污染，進而對地下水資源具有保護性作用。3.3自然蒸發(fā)措施針對不能利用的高濃度鹽水，這部分鹽水也不能進行回灌?；谶@種情況，應(yīng)進行蒸發(fā)結(jié)晶。在一定程度上講，蒸發(fā)結(jié)晶可以和區(qū)域氣候特征結(jié)合開來，進行自然蒸發(fā)。或者是和區(qū)域余熱分布情況，進行加熱蒸發(fā)。自然蒸發(fā)，在區(qū)域蒸發(fā)量高于降雨量這種地區(qū)當(dāng)中十分適用，這部分地區(qū)土地資源較為豐富，同時自然蒸發(fā)應(yīng)將防滲處理落到實處，避免導(dǎo)致地下水水質(zhì)遭受到污染，但現(xiàn)階段自然蒸發(fā)的應(yīng)用正在被逐步限制。而加熱蒸發(fā)則應(yīng)和煤礦礦井水等相關(guān)余熱資源進行有效利用，進而加熱蒸發(fā)結(jié)晶。當(dāng)完成蒸發(fā)結(jié)晶以后，結(jié)晶鹽應(yīng)依據(jù)成分，進行有效利用，或者是可以具備