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矿井废水深度处理及回用.doc

矿井废水深度处理及回用

王多闻
2019-04-07 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《矿井废水深度处理及回用doc》,可适用于工程科技领域

矿井废水深度处理及回用点击数: 发布时间:年月日 来源:【摘要】大同是我国重要的煤炭基地但在煤炭开采和利用过程中对地下水资源的破坏较为严重造成大多数矿区严重缺水。马脊梁煤矿的矿井废水矿化度高且铁锰严重超标以往的简单处大同是我国重要的煤炭基地但在煤炭开采和利用过程中对地下水资源的破坏较为严重造成大多数矿区严重缺水。马脊梁煤矿的矿井废水矿化度高且铁锰严重超标以往的简单处理工艺根本无法达到工业用水要求更谈不上满足生活饮用水的标准另外由于远离大同城区取水需经过多级泵站加压用水成本较高。所以水源已经成为制约该矿工业生产和居民生活水平提高的重要因素。为解决这一问题同煤集团决定采用BOT形式兴建一座小规模水厂并作为矿井废水回用工程的试点工程。根据该矿井废水水质特性经过考察和现场中试决定采用预处理双膜法处理工艺。为了实现水资源的综合利用满足不同用户的用水要求采用了分质供水方式一是超滤处理出水直供煤矿工业用水管网二是超滤出水和反渗透出水按比例勾兑达到饮用水标准后送矿区生活用水管网三是反渗透浓盐水送洗煤厂作补充水¨。水质及水量含铁酸性矿井水是在开采高硫煤层时煤中的硫铁矿与空气、水及微生物作用发生一系列物化、生化反应使矿井水呈酸性pH值一般为~。水中主要含有Fe、Fe、Mn、Ca、Mg、so及其他离子其中Fe、Fe、、so是由FeS氧化形成的Ca、Mg是由其金属硫化物或其可溶性盐溶于酸性矿井水而形成的因此硬度和矿化度均较高。该矿的矿井废水平均排放量为md间歇排放主要水质指标见表。工艺流程及经济分析预处理原水中不仅铁、锰含量高而且ca¨、SO一浓度也很高这些都是导致膜污染的重要因素。铁、锰在酸性水中以离子和胶体的形态存在。当废水流经膜时铁、锰离子和其胶体物质被截留后附着在膜表面堵塞膜孔使得膜通量下降铁、锰离子作为催化物质还可使水中的氧化物质与膜发生反应使膜变脆不耐高压最终发生破裂。CaSO是一种难溶性物质当浓缩超过其饱和极限时会从浓水中沉淀出来在膜面上形成结垢降低膜通量增加运行压力而且一旦形成CaSO垢就很难清除对膜将是一种不可恢复性损害。利用膜设备厂家的专用软件对处理系统进行反向模拟计算结果显示:只有在水中TFe≤mgL、Mn≤mgL、Ca≤mgL及其他水质条件不变的情况下通过加入一定量阻垢剂才能保证反渗透系统的安全。所以预处理部分主要是除铁锰、降钙硬。①一级预处理原水在调节池进行简单曝气后进入中和曝气池前段。投加石灰乳将pH值调整到~并曝气rain。主要发生如下反应:Ca(OH)HSO=CaSOHO()Ca(OH)Ca(HCO)=CaCOJHO()Ca(OH)FeSO=Fe(OH)CaSO()Fe(OH)HOO=Fe(OH)()原水经过上述中和曝气反应后自流进入中和曝气池的后段投加Na:CO将pH值调整至~并继续曝气rain。主要发生如下反应:CaSONaCO=NaSOCaCO()原水在中和曝气池内经过加药曝气反应后自流进入反应澄清池。通过加入助凝剂PAM反应产生的Fe(OH)和CaCO大量沉淀下来浊度也得以降低出水水质变得清澈。②二级预处理由于原水中的锰含量较高且锰很难被氧化上述反应只能部分除锰。为了保证反渗透进水的安全在反应池后又加上二级处理即#中间曝气池锰砂过滤器。通过一、二级预处理将出水中一些指标严格控制在反渗透进水水质要求范围之内。二级预处理后的水质指标见表。超滤超滤设备采用聚砜中空纤维膜进行错流式过滤系统回收率≥%。本系统确保出水SDI≤由此可提高反渗透系统运行质量减少系统清洗频率使得反渗透膜使用寿命大大延长。反渗透反渗透设备采用美国DOW公司的BW卷式膜组件采用一级两段过滤方式系统的回收率为%设计产水量为mh产水水质见表。由于反渗透产水中的矿物质含量较低长期饮用不利于人体健康需要进行矿化处理。故反渗透的产水要与超滤装置后约Illh的未脱盐水混合再由清水泵送入矿区生活用水管网内供矿区居民和办公区生活使用。浓盐水和过滤器反洗水则进入浓水池再泵人洗煤厂作为洗煤系统的补充水水量约为mh。工程运行情况该工程自年月完工投产以来处理水量为md。预处理部分有效降低了原水中铁、锰和钙离子的浓度满足了反渗透对进水水质的要求。反渗透除盐后水质指标远超过国家饮用水标准按照一定比例勾兑达到各种用水要求后分别送入管网。预处理双膜法工艺处理矿井废水运行稳定而且维修量少药耗低。经济分析该工程实际产水量为md基本解决了矿区居民饮水问题。该水厂处理成本为元m其中电费为m、药剂费为m、人工费为Yrm、管理费为m而此前矿区居民饮用水主要靠大同市区自来水公司供给中途需经过多级泵站提升矿区的用水成本已经超过~tm所以对矿井废水进行处理回用在经济上是可行的。结语西北矿区水资源匮乏已经严重影响了矿区的经济发展和职工生活所以在缺少其他可用水源的情况下对矿井废水进行处理回用势在必行。通过工程实例证明对矿井废水进行回收再利用不但在技术上和经济上是可行的而且环境效益和社会效益都非常显著值得推广。

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