煤矿矿井水处理及其资源化研究

摘要

水是人类生存的基本条件，又是国民经济的生命线。水资源问题是21世纪我国社会经济可持续发展最突出的问题之一。
　　在我国，煤矿缺水现象普遍存在，尤其是北方矿区严重缺水。长期以来煤矿矿井水未能得到充分利用，大量矿井水被作为废水排放掉，极大的浪费了宝贵的水资源。因此，矿井水资源化是在解决煤炭产区严重缺水和矿井水污染环境这两个困扰煤炭行业难题的基础上提出的，是解决矿区水问题的最佳选择。实现矿井水的资源化，可大大缓解矿区生产和生活用水紧张问题，减轻该地区的供水压力，对煤炭工业生产和整个矿区环境的改善将起到巨大的推动作用，为矿区创造明显的经济效益。
　　通过对山西省煤矿矿区概况、全省水资源态势，以及矿区矿井水的水质、涌水量的调查，选定潞安矿区为研究对象。结合该矿区五阳煤矿矿井水的涌水情况及水质特征，选取混凝法对煤矿矿井水进行了处理，采用正交试验设计的方法考察了混凝剂种类、投加量、絮凝时间和pH值对处理水浊度和色度的影响，并对添加助凝剂的作用作了进一步的研究。结果表明，混凝剂种类对浊度和色度的去除影响差异极显著（p＜0.01）;当聚合氯化铝(PAC)的投加量为20 mg·L-1时，在pH7.93，絮凝时间15min的条件下，处理后水的浊度、色度和CODCr分别为5.2 NTU、1倍和7.56 mg·L-1，去除率分别达97.28％、98.44％、96.35％;添加助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)不如单独用聚合氯化铝(PAC)的处理效果好。
　　依据五阳煤矿矿井水水质、用水对象对水质的要求以及实验研究结果，拟定出该矿矿井水处理的工艺流程，并加以工程设计与投资、效益分析。得出:工程总投资为801.26万元，净化后每立方米水产生的效益1.95元，为企业创造经济效益为702.0万元/年。处理厂建成后将大大降低污水对周围环境的污染，平均每年减少污染物(COD)排放717.41t。五阳煤矿矿井水经过处理后完全可以实现资源化回用，达到零排放，经济、环境、社会效益显著。此类矿井水的处理模式可对潞安矿区矿井水资源化起到示范性作用。
　　矿井水的综合利用是一个涉及煤炭、环保、水利和农业等诸多部门的系统工程。为有效地开发利用好全省煤矿的矿井水资源，促进资源开发与环境保护的良性循环，提出加强宣传，提高思想认识、矿井控排、清污分离、加强水质监测研究、矿井水回灌补源和因地制宜建造蓄水保源工程六方面措施，争取早日实现全省矿井水的合理有效利用。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 水资源背景

1．1．1 世界水资源分布

1．1．2 我国及其矿区水资源简况

1．2 问题的提出及解决水问题的出路

1．3 国内外矿井水处理利用状况

1．3．1 国外矿井水处理与利用情况

1．3．2 国内矿井水处理与利用情况

1．4 本研究的目的、意义和主要内容

第二章 矿区概况及水资源态势

2．1 矿区概况

2．1．1 山西煤矿矿区分布

2．1．2 矿区地质地理概况

2．1．3 矿区矿井水概况

2．2 山西省水资源态势

2．3 研究区的选择

2．3．1 长治市水资源概况

2．3．2 潞安矿区地理、地质概况

2．3．3 潞安矿区矿井水概况

第三章 潞安矿区矿井水处理的实验研究

3．1 混凝

3．2 混凝原理

3．3 混凝剂的选择

3．3．1 混凝剂和助凝剂

3．3．2 混凝剂的选定

3．4 混凝法处理矿井水

3．4．1 材料与方法

3．4．2 结果与讨论

3．4．3 结论

第四章 潞安矿区矿井水资源化

4．1 矿井水综合利用途径

4．2 潞安矿区矿井水资源化的可行性

4．3 潞安矿区矿井水资源化的方案拟定

4．4 工程设计与投资、效益分析

4．4．1 设计说明

4．4．2 投资与效益分析

4．5 山西煤矿矿区矿井水利用展望

4．5．1 加强宣传，提高思想认识

4．5．2 矿井控排

4．5．3 清污分离

4．5．4 加强水质监测研究

4．5．5 矿井水回灌补源

4．5．6 因地制宜建造蓄水保源工程

4．6 结束语

第五章 结论

参考文献

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