矿山安全与环境保护
课程论文
矿山废水污染与防治措施
2012年5月16日
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【摘要】......................................................................................................................................【关键词】..................................................................................................................................【abstract】 .................................................................................................................................【key words .................................................................................................................................1前言 ..........................................................................................................................................2矿山废水的主要来源 ...............................................................................................................3矿山废水中主要污染物及其危害 ...........................................................................................4矿山废水的综合防治措施 .......................................................................................................4.1矿山废水污染控制 ........................................................................................................4.2矿山废水的处理方法 ...................................................................................................4.3矿区地下水资源保护 ....................................................................................................5结 语.........................................................................................................................................参 考 文 献 ................................................................................................................................致
谢........................................................................................................................................
【摘要】 为了保护水资源和矿区环境,必须采取有效的技术措施,使矿山废水净化、复用,以保护短缺的水资源。综合分析了矿山废水的主要来源,矿山废水中的污染物及其危害;针对煤炭矿山废水的特点,提出了矿山废水污染的综合防治措施;以及矿井水、矿山酸性水、矿山含有毒有害元素及放射性元素废水等几种常见矿山废水的处理方法和矿区地下水资源的保护措施。
【关键词】 矿井水 污染特征 废水 水资源 防治对策
【abstract】 in order to protect water resources and the mining area environment, must take effective measures, make mining waste water purification, reuse, to protect the shortage of water resources.A comprehensive analysis on the main source of mine drainage, mine drainage and endanger the pollutants; According to the characteristics of coal mine drainage, and put forward the mining waste water pollution of comprehensive prevention and control measures; And mine water, mine, mine of acidic water containing poisonous or harmful elements and radioactive elements such as waste water of common mining waste water treatment method and the mining area of groundwater resources protection measures.
【key words】 mine water, the water resources, pollution characters, wastewater treatment, prevention and control measures
1前言
矿业资源产业是我国国民经济发展的基础和重要组成部分，工农业生产中
95％的一次能源、80％的工业原材料和75％以上的农业生产资料均来自矿产资源的开发和利用”。但不容忽视的是，煤炭、金属及化学矿山和油田既是资源集中地．又是天然的生态环境污染源。在矿业生产带来的诸多环境问题中，含大量重金属、有机化台物、石油等有害物质的生产废水以及矿山酸性废水所造成的水污染和水资源环境破坏，在我国当前水资源严重匮乏的形势下显得尤为突出。目前，我国黄淮海及内陆河流域11个人均水资源拥有量低于联合国可持续发展委员会研究确定的l 750m3用水紧张线的省、区、市中，河北、山西、山东、河南、陕西都是矿产资源较集中的省份，其中邯郸、阳泉、平顶山等矿业城市属于严重缺水城市，这些地区地下漏斗范围的不断扩大、地下水位的持续下降是和长期以来矿产资源的无序开采和水资源保护意识淡薄分不开的。
我国长期以来对工业废水的宏观分析还停留在简单的总量统计阶段，对不同地区、不同行业的废水排放状况的分析和研究甚少”，给工业废水的防治和水资源的综合利用管理工作带来了一定的困难。本文根据2000年重点调查工业企业污染数据，从企业规模、行政区划、经济类型等不同角度和层次对矿产业(不包括其他矿采选业和木材及竹材采选业)的废水污染特征进行了分析，并提出了相应的污染治理重点和措施。
2矿山废水的主要来源
矿井水主要由伴随矿井开采而产生的地表渗透水、岩石孔隙水、矿坑水、地下含水层的疏放水、以及井下生产防尘、灌浆、充填污水、选矿厂和洗煤厂污水是矿山废水的主要来源。
通常，矿井水pH值在几8之间，属弱碱性。但是含硫的矿井水，其硫酸根较多，大都是酸性水。在含硫矿井，由于矿石或围岩及含硫煤中含有硫化矿物。这些矿物经氧化、分解并溶解在矿井水中，形成酸性水。尤其在开采巷道中，在大量渗入地下水和良好的通风条件下，为硫化矿物的氧化、分解提供了极为有利的环境。
3矿山废水中主要污染物及其危害
一种物质捧入水体后是否会造成水体污染，这主要取决于该物质的性质和在废水中的浓度、含这种物质废水的总捧放量和受污染水体的特性、以及它吸收污染物质的容量。
有机污染物。矿山废水池和尾矿池中植物的腐烂。可能使废水中有机成分含量很高。选矿厂、洗煤厂、分析化验室捧放的废水中含有酚、甲酚、萘酚等有机物。它们对水生物极为有害。
油类污染物。油类污染物是矿山中较为普遍的污染物，含油废水浸入孔隙内形成油膜，产生堵塞作用，破坏土壤结构，不利于植物的生长，甚至使农作物枯死。水面存在的油膜阻碍大气中的氧向水体转移，致使水体得不到氧，使水生生物因缺氧而死亡。
酸碱的污染。酸碱污染是水体污染中存在的普遍现象，酸碱废水排入水体后，使水体口H值发生变化，抑制细菌和微生物的生长，妨碍水体自净，还可腐蚀船舶和水工建筑物，破坏正常的生态循环。
氧化物。氧化物有剧毒，一般人只要误服O．1g左右的氰化钠或氰化钾就会死亡。敏感的人甚至0．06g就可致死。当水中CN含量达0．3—0.5mL时，便可使鱼致死。
4矿山废水的综合防治措施
4.1矿山废水污染控制
为了解决矿山废水造成的危害．必须采取各种措施和方法，严格控制废水排放，减少废水对周围环境的污染。
（1)改革生产工艺，尽量减少废水排放量污染物质是从一定的工艺过程产生出来的，因此改革工艺以杜绝或减少污染物的排放量是最根本、最有效的途径。如选矿厂可采用无毒药剂代替有毒药剂，选择污染程度小的选矿工艺，大大减少选矿废水中的污染物质。国外已采用无氰浮选工艺，我国也有不少单位正在开展氰化物及重铬酸盐等剧毒药剂代用品的研究，并取得一定的成效。如广东某铅锌矿用无毒浮选工艺，采用硫酸锌代替氰化钠，不仅减少了污染和危害，而日也提高了选矿厂的经济效益。
(2)循环用水， 一水多用。采用循环供水系统，使废水在一定的生产过干u中多次重复使用。既能减少废水的排放量、减轻环境污染，义能减少新水补充．节省水资源，解决口盏紧张的供水问题。
(3)井下污水处理。目前推荐的经济型水泵工艺或区域化水泵工艺所采用的煤泥水处理系统都是按闭路循环设计的。在井下中央硐室采用斜管沉淀仓对采区分级脱水后的煤泥水进一步净化处理，大部分煤泥水净化所在井下供采掘循环使用。只有少部分经过浓缩后的高浓度煤泥水用小流量高扬程煤泥泵排至地面入洗煤厂或脱水厂处理。对于小型煤矿，地面无洗煤厂，所产生的煤泥水都在井下中央硐室处理，中央硐室采用浓缩旋流器和高频震动筛对煤泥水进一步处理，可以做到煤泥水不升井。
在大中型矿井中工作的采煤机、转载机、掘进机等使用的液压油、齿轮油，液压支架使用的乳化油，由于管理不善产生泄露，随矿井水排至地面污染环境。应采取如下措施：一是要加强对设备的管理：二足完善各类用油设备的密封性能， 防止漏油；三足研究开发水介质单体液压支柱，不使用乳化油，对于井下防灭火的灌浆和水砂充填处珲采空区的充填污水，可在井底硐室处理后循环使用。
4.2矿山废水的处理方法
(1)矿井废水处理一般的井下废水处理通常采用筛滤法和过滤法。即在水池入口处设格栅，除去大块物料，再经过滤料进行过滤，然后进入井底水仓。在矿井水仓进水的一侧构筑澄清水池，澄清水池的容积应能容纳矿井2h的正常涌水量。有时还在澄清池前设置过滤井，过滤井的深度多为l～1．5m，位于运输大巷一侧。在过滤井内沿对角线设过滤网或带孔铁板，以便滤去井下废水中大颗粒杂质。
(2)矿井酸性水的处理 处理方法是：回收酸性水中的有用成分以改变其性质．加入碱性缓蚀剂进行中和。对于无回收价值的酸性水，目前国内都采用中和法，以碱性物质石灰或石灰石作为中和剂。通常有三种工艺流程，直接投加石灰法，将石灰配制成石灰乳，投入反应沟流入反应池，对水的二价铁，爱进行曝气氧化，中和生成物硫酸钙。和 Fe(oH)3，在沉淀池中沉淀后除去：石灰石中和滚筒法，将石灰石置于滚筒内，由于滚筒的旋转，孑T灰钉相互撞击摩擦，破坏其表面生成的难溶性硫酸钙。膜，扩大酸性水与石灰右的接触面，使中和反应继续
进行下去，生成的CO2，以及水中原有的Fe2+要以曝气池曝气，促使c嘎从水中溢出，使Fe2+离了氧化成Fe3+离子，后者水解后生成沉淀除去：升流式变滤速膨胀中和法，将细颗粒石灰石或白云石装入圆锥体形的中和塔，水流自下而上通过滤料，滤速下部快上二部慢，巾和反麻得以充分进行．出水含有CO2，经曝气装置吹脱后PH值升高，Fe2+离子也被氧化为Fe3+离子去除。近年来，国外对酸性矿井水的人工湿地处理系统究的较多，湿地系统的介质粘土、矿渣、砾石、土壤对酸性水中溶解性Fe2+、悬浮物和pH值都有明显的处理效果。在建造湿地时，最好选择耐受性能好的植被品种，如香蒲、灯心草、宽叶香蒲等。
(3)含有毒、有害元素或放射性元素矿井水的处理首先去除悬浮物，然后对其中不符合标准水质的污染物进行处理，对禽氟水，可用活性氧化铝吸附除去氟，也可用电渗析法除盐的同时除氟。含铁、锰水，通常采用混凝、沉淀、吸附、离子交换和膜技术等处理方法。实际矿井水大多数为复台型水，在设计水处理工艺时必须查清水质和水量，然后考虑水处理单元操作的取舍和优化组合。通常矿井水都含有或多或少的悬浮物，因此含悬浮物的处理工艺对于任何类型的矿井水都是适用前的处理步骤。
4.3矿区地下水资源保护
加强采矿中对地下水资源的保护措施，留足够有效的防水煤岩柱：井巷掘进工作在接近含水层、导水断层时，必须打超前钻孔探水，在井下有突水危险的地区附近设置水闸门或闸墙；在掘进工作面或其它地点发生明显突水征兆或大量涌水时．应立即停止工作，采取相应的保护措施，确保含水层不受破坏。采用矸石或水砂充填采空区或改变采矿工艺、降低导水裂隙带高度，减轻对地下含水层的影响。
5结 语
建设环境文明的矿区，使我们的资源和环境在发展过程中尽可能保持高效和谐、稳定均衡。应用矿井水净化与利用技术，既满足当代人的需求，又不对后代需求构成危害，这是采矿工业发艇趋势的必然，也是采矿工业持续发展的必由之 路。
参 考 文 献
1.赵玲.李官.王荣锌 金属矿山酸性废水治理技术现状与展望 [期刊论文] -中国资源综合利用2009(10) 2.鞠海燕.黄春文.罗文海.黎剑华 金属矿山酸性废水危害及治理技术的现状与对策 [期刊论文] -中国钨业2008(2) 3.李礼.赵庆 矿山污染控制与生态恢复进展研究 [期刊论文] -能源环境保护2008(4) 4.Journal of acid mine drainage treatment technology research progre-metal mine-2005 (z1) 5.刘福东.张可能.陈永贵 矿山尾矿坝基础防渗化学注浆技术研究 [期刊论文] -矿冶工程2007(3) 6.杨晓松.宋文涛 有色矿业废水优化管理调控方法的研究与应用 [期刊论文] -中国钨业2006(5) 7.酸性矿山废水处理技术研究进展 [期刊论文] -金属矿山2005(z1) 8.陈谦.杨晓松.吴义千.宋文涛 有色金属矿山酸性废水成因及系统控制技术
[期刊论文] -矿冶2005(4) 9.杨晓松.吴义千.宋文涛 有色金属矿山酸性废水处理技术及其比较优化 [期刊论文] -湖南有色金属2005(5) 10.杨晓松.刘峰彪.宋文涛.占幼鸿 高密度泥浆法处理矿山酸性废水 [期刊论文] -有色金属2005(4) 11.李海梅.何兴元.陈玮.张东为 山区水土保持环境治理与绿色食品开发模式
[期刊论文] -辽宁工程技术大学学报2005(1)
致
谢
