粉煤灰處理礦井水中硫酸鹽及總硬度去除效果的試驗(yàn)研究.pdf

1、煤炭礦井水是由煤炭開采過程中所有滲入井下采煤空間的水。這種經(jīng)過井下各巷道集中至井下水倉(cāng)后排至地面。這種與煤層伴生的礦井排水，原本屬于地下水的性質(zhì)，但在采煤過程中由于煤粉和巖塵的混入，同時(shí)會(huì)受到人為的污染等，因此它已失去其原來地下水的物理性狀，研究表明：礦井廢水經(jīng)絮凝、吸附、沉淀一套組合工藝能夠有效地降低廢水中的硫酸根和總硬度，并使之達(dá)到國(guó)家《生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》。
　　 本研究針對(duì)山西省礦井水普遍礦化度高的特點(diǎn)，對(duì)高礦化度礦井水

2、進(jìn)行了試驗(yàn)研究。在查閱大量資料后，對(duì)國(guó)內(nèi)外常用的礦井水處理方法進(jìn)行了對(duì)比，考慮到山西資源豐富且經(jīng)濟(jì)落后的現(xiàn)狀，決定采用傳統(tǒng)的混凝、沉淀、過濾的方法處理礦井水。目前用于含高SO4 2-和總硬度礦井水處理的方法費(fèi)用普遍偏高，而利用廢棄物－粉煤灰來處理礦井水，可以達(dá)到以廢治廢的目的，但普通粉煤灰的混凝效果和吸附容量不高，處理廢水的能力所到限制，因此本課題通過對(duì)粉煤灰進(jìn)行改性制備粉煤灰混凝劑，從而進(jìn)一步提高了粉煤灰的混凝性能和吸附性。本試驗(yàn)利用

3、現(xiàn)有設(shè)備和藥劑采用四種不同方法制備了四種粉煤灰混凝劑，即藥劑a、藥劑b、藥劑c和藥劑d。其中藥劑c(將粉煤灰用NaCl和Na2CO3 活化并用酸浸取)對(duì)礦井水廢水處理效果最好。本文主要是對(duì)粉煤灰混凝劑去除水溶液中的硫酸根和總硬度效果進(jìn)行研究。首先確定了藥劑c 使用范圍，然后探討了在使用范圍內(nèi)為去除水中硫酸根和總硬度對(duì)粉煤灰改性后最佳的絮凝劑投加量、pH、溫度、PAM 投加量、中速攪拌速率、中速攪拌時(shí)間、Ca(OH)2 投加量、Na2CO

4、3投加量等對(duì)絮凝效果的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：[SO42-]=400mg/L 最佳反應(yīng)條件為：絮凝劑投加量為40ml/L、pH=12、溫度T=30 ℃、PAM 投加量為2 mg/L、高速攪拌ω1=300 r/mint1=1min、中速攪拌ω2=200r/min t2=3min、低速攪拌ω3=80r/mint3=20min、靜沉t4=5h、Ca(OH)2的投加量為2.5g/L和Na2CO3 投加量為0.7g/L。[SO42-]=500mg/L

5、 最佳反應(yīng)條件為：絮凝劑投加量為50 ml/L、pH=12、溫度T=30 ℃、PAM 投加量為3 mg/L、高速攪拌ω1=300 r/min t1=1min、中速攪拌ω2=200r/min t2=3min、低速攪拌ω3=80r/min t3=20min、靜沉t4=5h、Ca(OH)2的投加量為3.0g/L和Na2CO3 投加量為0.7g/L。最后，模擬潞安漳村煤礦礦井水水質(zhì)配制試驗(yàn)水樣，選擇適宜的試驗(yàn)工藝流程通過動(dòng)態(tài)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。硫酸根

6、的濃度由原水中的353.56mg/L 左右降低為176.74mg/L，去除率可達(dá)50.0[％]，總硬度的原水濃度為695.92mg/L左右，通過動(dòng)態(tài)試驗(yàn)后的處理效果為總硬度可降低為322.63mg/L 左右，去除率可達(dá)46.5[％]。因此，動(dòng)態(tài)試驗(yàn)對(duì)SO42-和總硬度的去除效果同樣能夠達(dá)到生活飲用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。因此，可以得出以下結(jié)論：新型粉煤灰混凝劑立足于以廢治廢的基礎(chǔ)之上，在處理礦井水方面，效果好、價(jià)格低，是適合山西省技術(shù)經(jīng)濟(jì)情況的一