煤矿矿井水的混凝处理研究

摘要

煤矿矿井水是指在煤矿开采过程中，从各种来源流入井下开采空间水的总称。矿井水的水质特性受到水文地质条件、地质化学条件、矿床地质构造条件和开采条件的影响。在采矿过程中，地下水与煤层、岩层接触，同时由于井下开采工作的影响，经过一系列的物理化学反应使矿井水具有显著的行业特征。本研究以山西省某煤矿矿井水为研究对象，通过对水质的长期监测，了解该矿矿井水的水质变化规律，并针对不同水质的矿井水进行混凝处理，为矿井水的处理提供参考。
　　通过对悬浮物等11项水质指标的监测，结果表明，该矿矿井水中悬浮物为50～450mg/L，pH为7.7～8.7，浊度为88～1400NTU，矿化度为1000～1300mg/L，溶解性总固体为1000～1300mg/L，色度为8～128倍，总硬度为150～220mg/L，氯化物为250～420mg/L，硫化物为0～0.064mg/L，硫酸盐为150～250mg/L，CODCr为100～5600mg/L;矿井水水质受矿床地质条件的影响较大，过岩层水样的悬浮物、浊度、色度和CODCr比过煤层水样的高。
　　选用聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铝铁和聚合硅酸铁四种混凝剂，采用正交试验法研究了混凝剂种类、投加量、搅拌速度和搅拌时间对混凝效果的影响。结果表明，聚合氯化铝(PAC)的处理效果最好;处理过岩层水的最适投加量为60mg/L、搅拌速度为120r/min、搅拌时间为10min;处理过煤层水的最适投加量为40mg/L、搅拌速度为90r/min、搅拌时间为10min。
　　用PAC在最佳条件下对该矿25批次的矿井水进行混凝处理。结果表明，混凝处理后出水pH基本保持与原水相近，悬浮物与浊度的去除率均达到95％以上，CODCr去除率达到96％以上，色度去除率96％以上，处理后出水达到井下消防洒水水质标准，可回用于井下消防洒水。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 煤矿矿井水概述

1．1．1 煤矿矿井水主要污染物——悬浮物

1．1．2 矿井水悬浮物荷电特性

1．1．3 其它污染物

1．2 矿井水处理研究现状

1．2．1 对含悬浮物的矿井水处理

1．2．2 高矿化度矿井水的处理

1．2．3 酸性矿并水的处理

1．3 本研究的背景

1．4 本研究的目的和主要内容

第二章 矿井水水质变化规律研究

2．1 水样采集

2．2 水质监测方法

2．2．1 悬浮物

2．2．2 酸碱度

2．2．3 浊度

2．2．4 色度

2．2．5 矿化度

2．2．6 溶解性总固体

2．2．7 总硬度

2．2．8 氯化物

2．2．9 硫化物

2．2．10 硫酸盐

2．2．11 化学需氧量

2．3 结果与分析

2．3．1 悬浮物含量变化规律

2．3．2 酸碱度变化规律

2．3．3 浊度变化规律

2．3．4 矿化度变化规律

2．3．5 总硬度变化规律

2．3．6 氯化物变化规律

2．3．7 硫酸盐变化规律

2．3．8 溶解性总固体变化规律

2．3．9 化学需氧量变化规律

2．3．10 色度变化规律

2．3．11 硫化物变化规律

第三章 混凝剂优选研究

3．1 混凝优选研究背景

3．1．1 混凝效果影响因素

3．1．2 正交实验设计原理

3．1．3 助凝剂

3．2 材料与方法

3．2．1 实验材料

3．2．2 实验方法

3．3 结果与分析

3．3．1 混凝剂投加量对混凝效果的影响

3．3．2 pH对混凝效果的影响

3．3．3 混凝剂性能比较

3．3．4 混凝优选正交实验

3．3．5 混凝剂与助凝剂联用研究

3．4 小结

第四章 矿井水混凝处理研究

4．1 引言

4．2 矿井水处理前后水质分析

4．2．1 材料与方法

4．2．2 结果与讨论

4．3 处理后水质对回用生产的影响

4．4 水质变化规律及混凝剂投加量控制

第五章 结论

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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