【正文】
產(chǎn)。主要是由于粉塵所致,其次在于井下人員便溺以及水中落入各種動(dòng)植物殘骸所造成。酸性廢水排入水體后,使水體pH值發(fā)生變化,消滅或抑制細(xì)菌及微生物的生長(zhǎng),妨礙水體的自凈;還可腐蝕船舶和水體構(gòu)筑物;若天然水體長(zhǎng)期受酸堿污染,使水體逐漸酸化或堿化,從而產(chǎn)生生態(tài)影響。被重金屬污染的礦井排水隨灌渠進(jìn)入農(nóng)田時(shí),除流失一部分外,另一部分被植物吸收,剩余的大部分在泥土中積聚,當(dāng)達(dá)到一定數(shù)量時(shí),農(nóng)作物就會(huì)出現(xiàn)病害。近年來(lái),礦產(chǎn)開采產(chǎn)生的礦井水引起的環(huán)境問題已經(jīng)成為一個(gè)熱點(diǎn)研究課題,較為活躍的領(lǐng)域,與國(guó)外有關(guān)方面相比有很大差距,隨著礦業(yè)開發(fā)的迅速發(fā)展,這就需要政府增大科研資金投入,盡快組織科技力量對(duì)礦區(qū)環(huán)境礦井水的污染進(jìn)行攻關(guān),吸收國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),迅速提高我國(guó)對(duì)礦區(qū)環(huán)境危害研究與治理水平。3)污染地下水系統(tǒng)如硫酸鹽廢水潛伏周期長(zhǎng),雖然有自然的稀釋作用,即在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)有明顯的負(fù)面作用,但是一旦大面積形成污染,則其治理難度很大。達(dá)千分之一時(shí),就會(huì)導(dǎo)致死亡。此法可使雜質(zhì)團(tuán)粒的沉淀速度提高數(shù)倍,并對(duì)排除乳化于水中的石油產(chǎn)物和其污染物有效[5]。1)常規(guī)處理。見圖4所示為升流過濾為中和處理單元的處理工藝流程圖3 石灰石滾筒中和—曝氣—混凝沉淀聯(lián)合處理工藝流程Figure 3 limestone rollers and aeration a joint deal with coagulation and sedimentation process圖4 升流過濾中和處理單元處理工藝流程Figure 4 liters flow filtration and processing unit to deal with process2)石灰中和法。該處理方法尚處于試驗(yàn)階段,但粉煤灰的來(lái)源廣泛,取材容易,價(jià)格低廉,用它處理酸性礦井水,無(wú)疑又開辟了一條以廢治廢、充滿希望的環(huán)保之路。反滲透法是借助于半透膜在壓力(一般為30 70kg/cm )作用下進(jìn)行物質(zhì)分離的方法。為了降低成本,蒸餾法可考慮用煤矸石作為廉價(jià)燃料。2)微絮凝——納濾組合工藝。為增強(qiáng)沉降效果,目前常采用添加沉降劑的方法。雖然投加混凝劑增加了成本,加大了污泥量,但縮短了過濾周期,提高了凈化效果,所以混凝劑還是為礦井水處理系統(tǒng)所歡迎的。本方法的運(yùn)行費(fèi)用比電滲析法和離子交換樹脂法便宜得多。在高硬度去除的同時(shí),一起被去除。 設(shè)計(jì)指標(biāo) 設(shè)計(jì)處理水量:2400m3/d;處理后水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)新擴(kuò)改一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(城鎮(zhèn)二級(jí)污水處理廠出水水質(zhì)要求)和山東省環(huán)保局對(duì)南水湖水質(zhì)的要求。⑦為降低造價(jià)、減少維護(hù)工作量和延長(zhǎng)使用。為以后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。⑤二沉池采用圓形輻流式沉淀池,并設(shè)置刮泥機(jī),可保證污泥順暢沉入污泥斗。特點(diǎn)是:有機(jī)物含量較低,一般BOD濃度為50~120mg/L。6210在去SO42除時(shí),也能去除Ca, Mg等離子。 礦井水深度處理單元針對(duì)礦井水中重度污染的因子,單純的初級(jí)處理單元的組合,是無(wú)法脫除干凈的。鎂鹽在石灰處理工藝中,有不可替代的優(yōu)勢(shì)目前絮凝和混凝的理論和工藝發(fā)展很完善,為了增強(qiáng)凝聚效果,常常將助凝劑與其一起投入所處理的礦井水中。但最普遍采用的是輻射形沉降池,這種池管理費(fèi)低,工程造價(jià)低,沉降污泥可靠重力排出。人工濕地酸性礦井水處理方法是20世紀(jì)70年代末在國(guó)外發(fā)展起來(lái)的一種污水處理方法,它利用自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用,通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的高效凈化。采用多效多級(jí)蒸發(fā)的方法制取淡水并進(jìn)行鹽類濃縮。電滲析除鹽法的優(yōu)點(diǎn)是:不需再生,可連續(xù)出水;工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)單,設(shè)備少;與離子交換法串聯(lián)使用可制取純水等。生物化學(xué)中和法是利用氧化亞鐵硫桿菌在酸性條件下將Fe2+轉(zhuǎn)化成Fe3+,然后用石灰石進(jìn)行中和,可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)酸性礦井水的除鐵以及中和處理。1)石灰石中和法。潔凈礦井水經(jīng)簡(jiǎn)單處理后作為某些工業(yè)用水,或經(jīng)消毒處理后供生活飲用。如:英國(guó)礦井水綜合利用技術(shù)主要解決以下三大問題:①是對(duì)含懸浮物的礦井水進(jìn)行沉降處理;②是對(duì)礦井水中鐵化合物的去除;③是礦井水中溶解鹽的去除,采用化學(xué)試劑中和處理以及反滲透、凍結(jié)法進(jìn)行脫鹽處理。 對(duì)周邊居民生活及健康影響礦產(chǎn)資源的大規(guī)模開發(fā),對(duì)水文地質(zhì)環(huán)境與自然生態(tài)狀況已產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響,并造成了一系列不良后果,使本來(lái)就已經(jīng)十分緊張的區(qū)域水資源供需矛盾更加尖銳,對(duì)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展亦產(chǎn)生了深刻而廣泛的影響。2)礦井水引起地下水位下降在含礦產(chǎn)資源的地層,特別是礦產(chǎn)層圍巖中通常有一定量的礦床充水,采礦時(shí)這些地下水和某些地表水可持續(xù)流入采礦井巷,形成礦床涌水,因此改變了地下含水層的補(bǔ)給、徑流、排泄方式,而深部開采為了維持采礦的正常進(jìn)行,地下水位急劇下降,相應(yīng)地所形成的地下水降落漏斗范圍和幅度也越來(lái)越大,地下水的流場(chǎng)也發(fā)生了明顯的變化。目前國(guó)內(nèi)外在研究礦產(chǎn)開采活動(dòng)中,由于礦產(chǎn)開采活動(dòng)廢水排放所引起的環(huán)境問題研究正在深入開展中。2)重金屬的毒性以離子態(tài)存在時(shí)最嚴(yán)重,金屬離子在水中容易被帶負(fù)電荷的膠體吸附,吸附離子的膠體可隨水流遷移,但大多數(shù)會(huì)迅速沉降,因此重金屬一般都富集在排污口下游一定范圍內(nèi)的底泥中。 油類污染物油類污染物是礦山廢水中較為普遍的污染物。其來(lái)源是綜合機(jī)械化的液壓系統(tǒng),機(jī)器和機(jī)械的潤(rùn)滑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。礦井水的利用主要是針對(duì)這部分提出的。地面水源受到廣泛污染,處理成本日益提高,而礦井水來(lái)源于地下水,礦井水污染程度輕,處理容易,成本低,是一筆寶貴的水資源。其總硬度一般多在30個(gè)德國(guó)度以上,屬極硬水范疇。無(wú)機(jī)有毒物質(zhì)主要是指各類重金屬(汞、鉻、鉛、鎘)和氰、氟化物等。氰化物雖是劇毒污染物,但在水體中較易降解,其降解途徑如下:氰化物與水中二氧化碳作用生成氰化氫,揮發(fā)而出,這個(gè)降解過程可去除氰化物總量的90%。螢石礦的廢水中含有氟化物,因?yàn)檫@種廢水通常都是硬水,其中氟形成鈣或鎂沉淀下來(lái),故不表現(xiàn)出很大的毒性,而軟水中的氟毒性卻很大。隨著礦井的不斷開拓延伸,采空區(qū)不斷擴(kuò)大,勢(shì)必導(dǎo)致大面積土地塌陷,地面裂縫、裂隙潛水位下降以致疏干、飽氣帶厚度加大,陸面蒸發(fā)減少,水土保持條件破壞,水土流失加重等。井水對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響,以高礦化礦井水為例。全國(guó)范圍內(nèi),只有田陳煤礦、平頂山礦務(wù)局、充州礦務(wù)局、大同礦務(wù)局、鮑店煤礦、古漢山礦等的礦井水處理工藝比較成熟,一般都采用混凝、沉淀、過濾、消毒工藝,礦井水利用率比較高,但處理成本都較高。針對(duì)不同的水質(zhì)情況和回用的具體要求,應(yīng)采用不同的工藝技術(shù)。圖1 含懸浮物礦井水處理基本工藝流程Figure 1 suspended solids containing the basic process of mine water treatment2)井下水倉(cāng)混凝沉淀處理。廢水先流經(jīng)石灰石滾筒,以中和水中大部分的游離酸,然后再用石灰或石灰乳中和,使水的pH值進(jìn)一步提高。若需要作為水資源利用,則需做進(jìn)一步的深度處理——脫鹽。反滲透脫鹽技術(shù),目前在國(guó)內(nèi)仍處于深入研究和試用階段。 含特殊污染物的礦井水利用技術(shù)目前這類礦井水發(fā)現(xiàn)量還不多,此類礦井水根據(jù)所含污染物的不同,分別有與其相對(duì)應(yīng)的處理方法。 礦井水綜合利用技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)為了最有效地實(shí)現(xiàn)礦井水的綜合利用,根據(jù)礦井水的類型和含污染物的成份、工藝流程的特性、凈化指標(biāo)要求,選擇技術(shù)上可性、經(jīng)濟(jì)上合理、運(yùn)行簡(jiǎn)單、穩(wěn)定的綜合利用技術(shù)工藝流程,經(jīng)過初級(jí)處理單元可以達(dá)到農(nóng)田灌溉、景觀用水、工業(yè)用水等;經(jīng)過深度處理單元基本上消除了有害物資,可以基本上實(shí)現(xiàn)引用水標(biāo)準(zhǔn)、漁業(yè)用水、工業(yè)用水,若不可以則經(jīng)過高級(jí)單元進(jìn)行處理,完全可以達(dá)到生活飲用水的要求。礦井水凈化中主要用到的是自然曝氣充氧過程。一般在過濾后加氯消毒。該方法還能漂白水,去除水中臭味,并能去除90%的酚,是一種經(jīng)濟(jì)高效的深度處理單元。對(duì)一些最常碰到的重度污染因子,可用上述深度處理單元。二沉池內(nèi)污泥部分回流,多余部分排入污泥濃縮池,濃縮后污泥由污泥泵打入帶式壓濾機(jī),壓濾后泥餅綜合處置。不足之處,有些東西認(rèn)識(shí)不到位,如深度處理單元了解不夠全面和深刻。同時(shí),為區(qū)域循環(huán)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展做出貢獻(xiàn),有利于實(shí)現(xiàn)區(qū)域的可持續(xù)