煤矿高矿化度矿井水处理方法探讨.PDF

维普资讯 煤 炭 工 程 2006年第 1期 煤矿高矿化度矿井水处理方法探讨 郭常颖，李多松，江 洁 (中国矿业大学 ，江苏 徐卅I 221008) 摘 要 ：论文结合 国内的相关资料 ，针对我 国煤矿高矿化度矿井水的特点，简要介绍 了高 矿化度矿井水脱盐处理的三种方法：蒸馏法、电渗析法和反渗透法；并对三种方法的原理和工 艺进行 了分析，讨论 了各种方法的利弊及可行性。 关键词 ：高矿化度矿井水 ；蒸馏 ；电渗析；反渗透 中图分类号 ：X752 文献标识码 ：B 文章编号 ：1671—0959(2005)01—0012—02 高矿化度矿井水是指含盐量大于 1000mg／L的矿井水。 电渗析技术。电渗析分离原理如图1所示 ，将 阴、阳膜交 我国煤矿高矿化度矿井水的含盐量一般在 1000～3000mg／L 替排列于直流 电场 的两极之间，形成交替排列 的小水室 。 之间，少量矿井水含盐量超过 4000rag／L，并 以碳酸盐和硫 在直流电场作用下 ，淡室水中阴离子 向阳极迁移，透过阴 酸盐为主要成分存在。受到采煤等作业的影响，这类矿井 膜进入浓室；阳离子 向阴极迁移，透过阳膜进入浓室。故 水含有较高的煤、岩粉等悬浮物 ，浊度较大 。据调查，这 淡室 中的阴、阳离子数量减少 ，成为淡水 。浓室水 中阴离 类矿 井水 水 量约 占我 国北方 重 点煤矿 矿 井 涌 水量 的 子在直流电场作用下向阳极迁移 ，受到阳膜的阻挡仍留在 30％I1J，主要分布于甘肃、宁夏、内蒙古西部、新疆大部 浓室；阳离子 向阴极迁移 ，受到阴膜 的阻挡也 留在浓室 。 分矿井及陕西的中部和东部、河南西部等矿区。这些地区 成为浓水，原水中的离子得 以分离浓缩。通过各 自的排水 淡水资源缺乏，处理利用这部分矿井水，不但可以避免直 口可分别获得淡水和浓 水。一般淡化水量为总进水量 的 接外排造成的环境污染，还可解决矿区用水紧张的问题。 5()％～70％[ 高矿化度矿井水的处理工艺包括预处理和脱盐处理。 预处理一般采用常规?昆凝沉淀技术去除矿井水中的悬浮物。 处理高矿化度矿井水的关键工序是脱盐 ，主要方法有蒸馏 法、电渗析法和反渗透法 。 1 蒸馏法 蒸馏法以消耗热能为代价，是对高矿化度矿井水进行 热力脱盐淡化处理的有效方法 ，适用于处理含盐 量超过 3000mg／L的矿井水。为了降低成本 ，蒸馏法可考虑用煤矸 石作为廉价燃料，淡化高矿化度矿井水。因为煤矸石中含 有一定数量的固定炭和挥发分 ，一般烧失量在 1O％～3O％， 发热量可达 4．19～12．6MJ~g[。以煤矸石作为沸腾炉燃 料生产蒸汽来淡化高矿化度矿井水 ，是消除煤矸石污染、 图 1 电渗析分离原理示意 图 改善矿区环境和供水状况的有效途径。其方法是将煤矸石 电渗析技术 的常规工艺流程见 图2。预处理 中利用混 等燃料经过破碎后达到沸腾炉燃烧的要求，送入锅炉生产 凝 、沉淀、砂滤去除水 中的悬浮物和胶体物质 ，防止脱盐 蒸汽 ，由蒸汽加热待脱盐的矿井水，经多级高效闪蒸装置 处理 中沉淀结垢 的发生 。增加活性炭过滤池去除水 中油类 获得的淡水再与一定量的原水混合 ，即成为符合 国家标准 等可溶性的有机物 ，以保证进水 的水质 ，确保 电渗析器 的 的生活饮用水。蒸馏法的主要 问题是防止热交换表面结垢。 安全运行。经过 电渗析脱盐、消毒处理后水质可达到我 国 2 电渗析法 生活饮用水的要