粉煤灰處理礦井水中硫酸鹽及總硬度去除效果的試驗研究.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，同時會受到人為的污染等，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，并使之達到國家《生活飲用水水質(zhì)標準》。
　　 本研究針對山西省礦井水普遍礦化度高的特點，對高礦化度礦井水

2、進行了試驗研究。在查閱大量資料后，對國內(nèi)外常用的礦井水處理方法進行了對比，考慮到山西資源豐富且經(jīng)濟落后的現(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用普遍偏高，而利用廢棄物－粉煤灰來處理礦井水，可以達到以廢治廢的目的，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，因此本課題通過對粉煤灰進行改性制備粉煤灰混凝劑，從而進一步提高了粉煤灰的混凝性能和吸附性。本試驗利用

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)對礦井水廢水處理效果最好。本文主要是對粉煤灰混凝劑去除水溶液中的硫酸根和總硬度效果進行研究。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、中速攪拌時間、Ca(OH)2 投加量、Na2CO

4、3投加量等對絮凝效果的影響。試驗結(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)配制試驗水樣，選擇適宜的試驗工藝流程通過動態(tài)試驗進行驗證。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50.0[％]，總硬度的原水濃度為695.92mg/L左右，通過動態(tài)試驗后的處理效果為總硬度可降低為322.63mg/L 左右，去除率可達46.5[％]。因此，動態(tài)試驗對SO42-和總硬度的去除效果同樣能夠達到生活飲用水的水質(zhì)標準。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、價格低，是適合山西省技術(shù)經(jīng)濟情況的一