煤矿矿井水处理2.21

1、煤矿矿井水处理及资源化利用技术北京矿大能源安全科技有限公司Page 2提提 纲纲概 述矿井水水质特征矿井水处理及资源化技术矿井水综合利用发展方向矿井水处理实例Page 31.1 煤矿行业（矿区）水资源现状煤矿行业（矿区）水资源现状水是社会文明、经济发展和人类生存必不可少的自然资源。我国淡水资源人均占有量只相当于世界人均的1/4，在全国600多座城市中，有400多座城市缺水。煤矿区所在城市缺水状况更为严重。 全国86个国有重点煤矿区中有71缺水，40属于严重缺水 在国家“十一五”规划建设的十三个超亿吨煤炭基地建设中，有十个基地是缺水或严重缺水地区，矿区用水十分紧张 富煤地区也是贫水地区的格局，使

2、得煤矿区水资源供需矛盾十分突出1 概概 述述Page 41.2 矿井水处理及资源化的必要性矿井水处理及资源化的必要性据统计，我国煤矿平均吨煤排放水量为2.02.5吨。 2005年全国煤炭矿井水排放量约为42亿m3。矿井水利用量约为11亿m3，全国矿井水利用率约为26.2%，近几年有所提高。国家层面：国家对矿井水的综合利用高度重视 p 06年3月国家十一五纲要“积极开展海水淡化，海水直接利用和矿井水利用”p 06年12月发改委矿井水利用专项规划“不同矿区因地制宜地选择矿井水利用发展方向，最大限度地提高矿井水利用率”行业层面：矿井水利用是煤炭生产安全与可持续发展重要保证p煤炭工业污染物排放标准煤炭

3、工业污染物排放标准GB 20426-2006规定：规定：新建煤矿设计中应优先选择矿井水作为生产水源，用于煤炭洗选、井下生产用水、消防用水和绿化用水等。建设燃煤电厂、低热值燃料综合利用电厂，应优先选择矿井水作为供水水源优选方案。Page 52 矿井水水质特征矿井水水质特征2.1 矿井水的分类及特征 从本质上讲，矿井水实际上就是矿区所采煤层及开拓巷道附近地下水。按水质类型分为5 类。洁净矿井水；含悬浮物矿井水；高矿化矿井水（又称矿井苦咸水）；酸性矿井水；含有害有毒元素矿井水Page 62.1矿井水的分类及特征矿井水的分类及特征水质较好、pH值为中性，低矿化度，基本不含SS。各类水质指标符合生活饮用

4、水卫生标准（GB57492006），只需稍加处理和消毒即可饮用 Page 72.1矿井水的分类及特征矿井水的分类及特征Page 82.2 回用水质要求回用水质要求煤矿井下消防洒水水质标准煤矿井下消防洒水水质标准GB50383GB5038320062006井下进口采煤机组用水标准井下进口采煤机组用水标准DIN24320DIN24320煤炭洗选用水标准煤炭洗选用水标准GB50359GB5035920052005工业用水水质标准工业用水水质标准GB/T19923GB/T1992320052005生活饮用水卫生标准生活饮用水卫生标准GB6749GB674920062006饮用净水水质标准饮用净水水质标

5、准CJ94CJ94200520052 矿井水水质特征矿井水水质特征Page 92.2 回用水质要求回用水质要求城市杂用水水质标准城市杂用水水质标准GB/T18920GB/T1892020022002污水再生利用工程设计规范污水再生利用工程设计规范GB50335-2002GB50335-2002 再生水用作冷却用水的水质控制指标再生水用作冷却用水的水质控制指标农田灌溉水质标准农田灌溉水质标准GB5094GB50949292景观用水水质标准景观用水水质标准 GB50335-2002 GB50335-2002主要指标：悬浮物（主要指标：悬浮物（SSSS）、浊度、溶解性总固体、）、浊度、溶解性总固体、

6、硬度、硬度、pHpH值、值、CODCOD、总大肠杆菌群、氯化物等。、总大肠杆菌群、氯化物等。2 矿井水水质特征矿井水水质特征Page 103 矿井水处理及资源化技术矿井水处理及资源化技术Page 113.1 高浊矿井水资源化技术高浊矿井水资源化技术 128个矿矿井水的SS含量统计表Page 123.1 高浊矿井水资源化技术高浊矿井水资源化技术u混凝剂:聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铁(PFC)、硫酸铝等u助凝剂：聚丙烯酰胺(PAM)Page 133.1 高浊矿井水资源化技术高浊矿井水资源化技术p 反应池：反应池：机械反应、网格反应、折板反应p 沉淀池：沉淀池：平流式、竖流式、幅流式、斜管沉淀池

7、p 澄清池：澄清池：机械加速澄清池、水力循环澄清池p 过滤池：过滤池：普通快滤池、重力式无阀滤池p 滤料：滤料：无烟煤、石英砂、锰砂、陶粒、瓷砂。p 消毒剂：消毒剂：二氧化氯、次氯酸钠、液氯、紫外线、臭氧。Page 143.1 高浊矿井水资源化技术高浊矿井水资源化技术Page 153.1 高浊矿井水资源化技术高浊矿井水资源化技术Page 163.1 高浊矿井水资源化技术高浊矿井水资源化技术无阀重力滤池无阀重力滤池Page 173.2 高矿化度矿井水资源化技术高矿化度矿井水资源化技术关键技术是除盐，主要方法有：u蒸馏：传统蒸馏、多级闪蒸、多效蒸馏u离子交换：阳床、阴床、混床、双层床u电渗析：发展

8、为电去离子（EDI）u反渗透（reverse osmosis，RO）：主流技术 Page 18反渗透概念反渗透概念 纯水和盐水被理想半透膜隔开，半透膜只允许水分子通过，此时纯水侧的水会自发地通过半透膜流入盐水一侧，这种现象称为渗透，若在盐水侧施加压力，那么水的自发流动将受到抑制而减慢，当施加在膜盐水侧的压力大于渗透压力时，水的流向就会逆转，此时，盐水中的水将流入纯水侧，这种现象就是水的反渗透（RO）处理的基本原理。 Page 193.2 高矿化度矿井水资源化技术高矿化度矿井水资源化技术Page 203.2 高矿化度矿井水资源化技术高矿化度矿井水资源化技术Page 213.3 酸性矿井水资源化技

9、术酸性矿井水资源化技术酸性矿井水处理的方法主要有：中和法、微生物法、人工湿地法、粉煤灰吸附法等等。中和法的作用机理：向酸性矿井废水中投加碱性中和剂, 利用中和反应增加废水的pH值，使废水中的金属离子形成溶解度小的氢氧化物或碳酸盐沉淀而净化污水。常用的中和剂有：石灰(CaO)、碳酸钙、高炉渣、白云石、Na2CO3、NaOH等。Page 223.3 酸性矿井水资源化技术酸性矿井水资源化技术外运pH控制调节池提升泵中和沉淀池污泥浓缩池压滤机清水池沉淀池回用或排放曝气、混凝、沉淀、砂滤池原水石灰化灰系统H2OCaO含铁酸性矿井水二级综合处理工艺流程图含铁酸性矿井水二级综合处理工艺流程图4.1 井下水处

10、理井下水处理 工作原理：工作原理： 矿井水经过井下水仓收集，进入调节池均匀水质、水量，再进入化学预沉池，同时投加混/絮凝剂，完成混凝、沉淀、澄清后，上清液进入自动过滤器，过滤后进入清水池，再由井下供水管网输送给各供水单元。Page 233 矿井水处理及资源化技术矿井水处理及资源化技术中小型污水处理机中小型污水处理机工作原理：工作原理： 污水进入水箱进行水量和水质的调节，再进入高性能水处理机，经过搅拌、沉淀后，清水进入环保型水箱，供用户使用。Page 24中小型污水处理机中小型污水处理机Page 25特点：特点： ：u环保、无废弃物排出u占地面积小，传统方式的1/10u投资少，传统方式的1/5

11、u模式化设计，可根据需要并列使用扩大处理能力。 4.1 井下水处理井下水处理4.2 水资源利用工程水资源利用工程Page 264.2 水资源利用工程水资源利用工程Page 27Page 284.2 水资源利用工程水资源利用工程Page 295 实实 例例山东某矿矿井水处理工程: 项目特点： 该矿是一座大型的现代化矿井，产生的废水主要是煤炭开采过程中渗入井下采掘空间的水。 现有矿井水处理站出水水质不能达到国家淮河流域污染防治规划中对企业外排废水水质的要求，并且随着矿井水涌水量不断增多，出水水质不稳定。 本着资源综合利用的原则，将深度处理后的矿井水回用作洗煤用水、电厂循环冷却水、注浆用水、井下生产

12、用水、工厂洒水降尘、绿化及冲厕等，其余排入附近河流。 Page 30山东某矿水处理工程山东某矿水处理工程主要设计参数 设计处理规模30000m3/d； 进水水质：该矿矿井水原水中主要是悬浮物、色度、细菌学指标超标，pH值6.0-9.0，悬浮物含量（SS）：最高值1500mg/L，正常时为100600mg/L。 出水水质：出水水质浊度、色度、细菌学指标达到生活饮用水卫生标准（GB 5749-85），CODcr20mg/l，浊度3NTU。Page 31工艺流程山东某矿水处理工程山东某矿水处理工程Page 32山东某矿水处理工程山东某矿水处理工程Page 33山东某矿水处理工程山东某矿水处理工程经济效益分析 投资总额：789.26万元1.矿井水的处理成本0.2元/ m3，年处理费用224.31万元；2.污水处理回收效益：a.工业用水采用水源井水的成本：0.65水资源费0.10电费=0.75元/吨，按矿区内日回用量7000 m3，年节省水源井水成本费：191.63万元；b.年节省排污费75.25万元则年产生经济效益为：191.63+75.25-224.31=42.57万元整个工程投资789.26万元，年收益42.57+