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主辦單位:煤炭科學研究總院出版傳媒集團、中國煤炭學會學術期刊工作委員會
新時代,怎樣綜合利用煤礦礦井水資源?

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匿名 提出于2018-11-14 13:44
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最佳答案 2018-11-14 15:50

  近年來,生態環境保護受到了國家、企業及社會的廣泛關注,新一屆政府提出了“兩山論”、“山水林田湖是一個生命共同體”、“治水十六字方針”等新發展、新理念,對促進生態文明與美麗中國建設提供理論支撐。

  據統計,我國開采1 t煤炭約產生2.1 t礦井水,每年產生礦井水約70億t,礦井水利用率60%左右。根據礦井水所含污染物特征,一般將其分為潔凈礦井水、含懸浮物礦井水、高礦化度礦井水、酸性礦井水和含特殊污染物的礦井水。

  近年來,國內外學者在礦井水處理方面開展大量研究工作。但礦井水處理技術仍存在短板,主要表現在3方面。(1)涌水量預測?,F常用涌水量預測方法過多考慮影響礦井涌水量的水動力條件和求解方法的精確性,很少考慮過水通道結構、性質、形成條件、出現的位置和時間等重要因素,也沒有將礦井涌水發生的時間、地點與采掘工程的進展有機的結合起來。(2)高效分離設備與井下處理技術研究不足。井下礦井水處理相關工藝設計參數、運行參數與工藝控制條件等基礎數據依舊不足,大部分實際工程均處于試點階段,距離大規模的應用還需做更多工作。(3)含特殊污染物礦井水的處理。由于含特殊污染物礦井水的形成過程各異,導致對于此種礦井水的處理缺乏普適性的工藝方案。

  一、礦井水資源化利用新模式

  1. 分質供水、梯級利用工藝

  此工藝為各礦區礦井水處理與資源化利用的常規工藝,適用于以去除懸浮物為主要對象的礦井水。


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▲分質供水、梯級利用典型工藝流程

  由于我國現有礦井中約60%的礦井水需解決水中懸浮物的污染問題,而此工藝具有流程簡單、配置靈活、易于管理、運行成本較低等優點,并經過多年不斷發展,相關理論與技術均較成熟,實際應用中具有相當的普適性,是礦井水處理中的經典工藝。

  2. 井下處理、就地復用工藝

  礦井水經廢棄巷道預沉淀后,混凝沉淀去除懸浮物,最后經過濾后進入清水池。處理后的水可用于井下的乳液配制、防塵與冷卻用水?;炷恋硭a生的泥漿經板框壓濾機脫水后可與煤一起抬升至地面外運。


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 ▲井下處理、就地復用典型工藝流程

  該工藝要求下水處理設備亦要具有安全等級高,智能化水平強,魯棒性好等特點。

  3. 高品質按需供水工藝

  此模式是模式1,2的深度處理,需要重點解決反滲透濃水的處理問題。


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▲高品質按需供水典型工藝流程

  礦井水經地面處理工藝或井下處理工藝去除懸浮物和特殊污染物后,經過反滲透裝置去除水中大部分的陰陽離子,達到除鹽的效果,以供對水中離子含量控制嚴格的用戶使用。

  4. 礦井水廢水零排放工藝


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▲高礦化度礦井水零排放工藝流程

  此模式更適用于環境容量低、生態承載力差的生態脆弱地區以及環保要求高的無排放地區,可通過綜合考慮煤電煤化工產業鏈用水耦合與蒸發結晶來達到零排放的目的。目前此技術仍需建設更多示范工程,并進行更詳細的技術經濟評估。

  

  二、礦井水資源化利用新技術

  1. 礦井水資源化、生態化利用技術體系


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▲礦井水資源化、生態化利用技術體系

  該體系基本囊括了礦井水回用的所有可能途徑,可滿足不同單位的用水需求。但在現有的礦井水回用報道和實際工程中,Ⅰ分質供水、梯級利用和Ⅲ 農業供水均已取得了較為廣泛的應用,Ⅱ安全、衛生供水和Ⅳ生態供水和超凈排放應用較為薄弱,仍需加強相關研發與實踐。

  2. 酸性礦井水處理技術

  輕燒鎂粉中和法。輕燒鎂粉來源于尾礦,具有相當大的成本優勢。輕燒鎂粉的主要成分是活化氧化鎂,氧化鎂在與礦井水中酸性物質反應的過程中,即使投加量過大,溶液的pH值也不會超過9。用氧化鎂中和酸性礦井水,廢水中某些金屬離子亦會形成沉淀。所生成的沉淀大而密實,很容易沉淀、澄清和過濾,可以有效減少泥漿體積,降低處理成本。

  高濃度泥漿法。該方法將濃密池中沉積的部分底漿返回反應池,提高了石灰的利用效率,降低了石灰的消耗量。同時,由于泥漿中固體顆粒物濃度較大,可提高顆粒物之間的碰撞概率,加快了沉降和分離的速度。

  3. 相互沖洗濾池

  中國煤炭科工集團杭州研究院設計研發了一種新型相互沖洗濾池,該濾池一般由多個密閉的濾格組成,采用壓力式進出水,保證了過濾和反沖洗時所需要的水壓。該濾池不需要上部體積很大的沖洗水箱。相互沖洗濾池內外部結構簡單,檢修維護工作量小,特別適合于中、小處理規模且空間狹小的場所,尤其適合煤礦井下巷道斷面尺寸和工作環境。

  榮偉國使用相互沖洗濾池處理濟寧三號煤礦礦井水,出水可滿足MT 76—2002《煤礦企業礦山支護標準—液壓支架(柱)用乳化油、濃縮物及其高含水液壓液》中,配置乳化液用水水質要求,同時滿足防塵灑水和設備冷卻用水要求。

  4. TDS處理工藝中RO濃水利用技術


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▲TDS處理工藝中RO濃水利用

  RO濃水去除Ca2+、Mg2+等硬度離子后可作為選煤用水。RO濃水還可調制水煤漿,水煤漿作為氣化原料,既可用于生產化工產品,如合成氨、二甲醚等,還可用于煤制油、煤制氣、聯合循環發電(IGCC)及以煤氣化為基礎的多聯產等領域。RO濃水經蒸發結晶與分鹽結晶后還可產出工業鹽。 

(來源:何緒文,張曉航,李福勤,等.煤礦礦井水資源化綜合利用體系與技術創新[J].煤炭科學技術,2018,46(9):4-11.) 

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其它 1 個回答

中煤科工集團西安研究院有限公司-

做好疏放水-排水-供水一體化,重點在于做好水資源管理保障礦井安全的同時和井下水資源利用。在這其中有一項在于井下小型化水處理設備,這塊在國內應該還是發展相對滯后的。

發布于 2019-01-12 23:11
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