礦山廢水的處理與利用

第一節(jié)礦山廢水污染第二節(jié)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)第三節(jié)煤礦礦井水處理與利用第四節(jié)水處理設(shè)備第五節(jié)礦井水的綜合利用第二章礦山廢水的處理與利用1整理課件第一節(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，大局部礦區(qū)的噸煤排水量約為2~4m32整理課件二礦山廢水來(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(chēng)為礦井水。斷層破碎帶是地下水的通道和聚集帶，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：3整理課件鎘與含羥基、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。4整理課件二礦山廢水來(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(chē)間、膠帶走廊和礦石轉(zhuǎn)運(yùn)站的地面沖洗水?！?〕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)?！?〕冷卻水。碎、磨礦設(shè)備冷卻器的冷卻水和真空泵排水。這類(lèi)廢水只是水溫較高,往往被直接外排或冷卻后回用于選礦?！?〕石灰乳及藥劑制備車(chē)間沖洗地面和設(shè)備的廢水5整理課件2、特點(diǎn)

水量大，懸浮物含量高，有害物種類(lèi)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。6整理課件三礦山廢水的特點(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缺乏23%，遠(yuǎn)低于興旺國(guó)家的80%利用率。7整理課件三礦山廢水的特點(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。8整理課件〔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(chēng)為一條典型的“死河〞。9整理課件10整理課件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，假設(shè)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。11整理課件贛州開(kāi)采稀土污染嚴(yán)重，破壞70%以上的耕地12整理課件第二節(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)那么的總稱(chēng)。環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)13整理課件我國(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)，按功能上下依次劃分為五類(lèi)。一地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)14整理課件類(lèi)別適用范圍Ⅰ類(lèi)源頭水、國(guó)家自然保護(hù)區(qū)Ⅱ類(lèi)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(lèi)產(chǎn)卵場(chǎng)、仔稚幼魚(yú)的索餌場(chǎng)等。Ⅲ類(lèi)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(lèi)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(lèi)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(lèi)農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域五類(lèi)地表水水域功能15整理課件自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)16整理課件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(lèi)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復(fù)原性物質(zhì)的量。17整理課件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(lèi)污染物?！踩持卫砑夹g(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。

18整理課件采用石灰石或石灰作為中和劑進(jìn)行中和處理，利用酸堿中和反響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19整理課件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，然后參加外表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，從而到達(dá)去除或回收重金屬離子的目的。

反響方程式：常用的硫化物：Na2S、H2S、NaHS、FeS等20整理課件21整理課件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。

22整理課件凈化機(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。23整理課件工藝流程特點(diǎn)一高三低：高效率、低投資、低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)、低維持技術(shù)24整理課件作業(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。25整理課件第三節(jié)煤礦礦井水處理與利用一煤礦礦井水分類(lèi)26整理課件相對(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，有害離子含量卑微或者未檢出。潔凈礦井水27整理課件含有煤粉、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28整理課件也稱(chēng)苦咸水，含有較高的可溶性鹽類(lèi)及懸浮物質(zhì)，含鹽量到達(dá)1000mg/L，甚至到達(dá)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1000~10000mg/L分類(lèi)：咸水10000~50000mg/L高礦化度礦井水29整理課件導(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(lèi)礦物；〔2〕地區(qū)干旱，降水量少，蒸發(fā)量大，地下水補(bǔ)給缺乏，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)生各種酸堿反響；〔4〕礦區(qū)處于沿海地帶，地下咸水侵入煤田。30整理課件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。31整理課件特點(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，根本符合生活飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。注意：設(shè)專(zhuān)用輸水管給予利用二潔凈礦井水的處理與利用32整理課件中性，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1.2-1.3g/cm3三含懸浮物礦井水的處理與利用水質(zhì)特征名稱(chēng)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〕33整理課件處理工藝井下水倉(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、反響及絮凝體與水的別離三個(gè)階段。澄清池就是完成上述三個(gè)過(guò)程與一體的專(zhuān)門(mén)設(shè)備。34整理課件井下水倉(cāng)調(diào)節(jié)池沉淀池反響池過(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35整理課件含鹽量大于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36整理課件混凝、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)的膜別離操作。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)和水別離開(kāi)來(lái)。37整理課件原液38整理課件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)濾池反響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39整理課件40整理課件反滲透膜：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。反滲透膜的根本要求：〔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)。41整理課件42整理課件43整理課件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，將到達(dá)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44整理課件工藝流程過(guò)濾器反滲透器貯水箱淡水預(yù)處理后礦井水泵濃縮水45整理課件當(dāng)電導(dǎo)率為4050μS/cm、硬度〔以CaO計(jì)〕為990mg/L的原水經(jīng)反滲處理后，除鹽率達(dá)91.6%，除硬度率達(dá)96.7%，最大回收率為50%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果46整理課件類(lèi)型主要方法關(guān)鍵問(wèn)題潔凈礦井水懸浮物礦井水高礦化度礦井水酸性礦井水收集、提升、消毒混凝、沉淀、過(guò)濾、消毒去除懸浮物、脫鹽投加堿性藥物中和反響〔1〕根據(jù)原水水質(zhì)和回用要求確定處理工藝〔2〕技術(shù)先進(jìn)經(jīng)濟(jì)合理〔3〕污泥處理、濃水處理，不引起二次污染47整理課件一改革工藝，抓源治本