焦点提醒:顾年夜钊院士:我国煤矿矿井水处置手艺近况与瞻望 井下处置应成为矿井水处置手艺的首要成长趋向。特别是煤矿地下水库净化手艺,因为充实操纵了采空区空间,能够实现对矿井水的年夜范围庇护存储与低本钱高效处置,在神东矿区的利用获得了显著的经济和情况效益。而高矿化度矿井水井下处置与浓盐水采空区存储手艺,使得浓盐水无需蒸发结晶,在宁煤团体示范项目中,实现了处置本钱年夜幅下降。 煤矿矿井水首要来自在遭到开采影响而进入巷道的地下水,相干研究统计,我国吨煤开采约发生2t矿井水。受污染矿井水的外排、渗漏会形成地表水和地下水污染和矿区生态粉碎等问题。处理矿井水污染问题的最有用路径就是增强矿井水的处置与操纵。 跟着我国煤炭财产手艺程度的不竭晋升,我国矿井水处置操纵手艺与设备也履历了近20年的高速成长,由最早的简单沉淀处置,到深度处置,到成长成功利用“零排放”手艺,我国矿井水处置手艺与设备上与发财国度的差距正在缩小,在矿井水发生机理、水质特点、处置工艺和材料研制长进行了年夜量的研究,并展开了一系列项目示范。 但今朝我国煤矿矿井水操纵率较着偏低,2018年我国煤矿矿井水资本总量约68.9亿m3,但平均操纵率仅为35%。影响煤矿矿井水操纵率的主要身分是操纵渠道不顺畅、处置本钱高、处置后的水质与用户需求不婚配。 最近几年来,国度相干部分连续出台了关在矿井水处置的相干政策,给矿井水处置操纵工作提出了更高的要求。受《煤炭科学手艺》编纂部邀约,顾年夜钊院士团队在《煤炭科学手艺》2021年第1期撰文“我国煤矿矿井水处置手艺近况与瞻望”,系统地引见我国矿井水处置手艺若何经由过程科技立异实现矿井水年夜范围低本钱处置,支持矿井水高效操纵。 文章来历:顾年夜钊,李 庭,李井峰,等. 我国煤矿矿井水处置手艺近况与瞻望[J]. 煤炭科学手艺, 2021, 49(1): 11-18. 摘 要 系统梳理了我国煤矿矿井水的处置手艺近况,对高悬浮物矿井水、高矿化度矿井水和含非凡组分矿井水的经常使用处置手艺进行了对照阐发。最近几年来高矿化度和含非凡组分矿井水逐年增加,相干水质尺度年夜幅提高,给煤矿矿井水处置提出了更高的要求。为了顺应新情势,煤矿矿井水处置手艺应经由过程科技立异,实现矿井水年夜范围低本钱处置,支持矿井水高效操纵,一是要鼎力成长井下处置手艺,操纵井下空间和岩体天然净化劣势年夜幅下降矿井水处置本钱,并实现矿井水年夜范围调配与操纵;二是要随机应变操纵西部矿区丰硕的太阳能、地热等新能源和火电厂余热等,驱动低温多效蒸发、膜蒸馏等处置手艺,可年夜幅下降处置能耗;三是要经由过程对相干尺度系统的完美,增进矿井水处置实现“分级处置、分质操纵”。 1煤矿矿井水处置手艺近况 1)高悬浮物矿井水的澄清处置。我国高悬浮物矿井水处置手艺已较为成熟,特别煤矿地下水库净化手艺的成长和利用,实现了矿井水的年夜范围低本钱自净化。首要有常规处置手艺、超磁分手水手艺、高密度沉降手艺(重介速沉)、煤矿地下水库净化手艺。 2)高矿化度矿井水处置。依照处置工艺挨次首要分为预处置(凡是采取混凝沉淀和软化工艺对高矿化度矿井水进行预处置)、脱盐浓缩(首要有膜法和热法两年夜手艺种别)和蒸发结晶(首要有蒸汽机器再紧缩、多效蒸发和蒸发塘)3个工艺段。 3)含非凡组分的矿井水的处置。首要是含氟和含铁、锰矿井水,和少许的含重金属矿井水,首要处置手艺包罗含氟矿井水处置手艺和含铁、锰矿井水处置手艺。今朝处置手艺都具有较着的手艺缺点,还需要经由过程科技立异和项目实践提高处置程度。 2我国矿井水处置操纵面对的新挑战 1)高矿化度和含非凡组分矿井水逐年增加给矿井水处置带来新挑战。西部矿区干旱少雨蒸发量年夜,和复杂的水文地质前提,形成西部矿井水中高矿化度矿井水和含非凡组分矿井水的比例较高。最近几年来,跟着我国西部煤炭开采范围和产量的逐年增添,高矿化度矿井水和含非凡组分矿井水处置操纵问题给我国煤炭绿色开辟带来了新的挑战。 2)水质尺度的提高给矿井水处置提出了更高的要求。跟着《水污染防治步履打算》(水十条)的深切展开和新的煤矿情况影响评价轨制的履行,外排矿井水含盐质量浓度要到达1000mg/L,且山西、陕西、内蒙古等省分的煤炭主产区最近几年来最先要求将矿井水外排尺度按照受纳水体情况功能区划划定提高到GB 3838—2002《地表水情况质量尺度》Ⅲ类尺度和以上。 3煤矿矿井水处置手艺成长瞻望 1)井下处置成为矿井水处置手艺的首要成长趋向。比拟保守井上处置,年夜部门矿井水处置后间接井下操纵无需升井,有用下降了水泵晋升费、管路费等,并削减了地面建筑费用和占地。在煤矿地下水库群净化与挪用的根本上,连系最新的矿井水处置手艺,国度能源团体提出了矿井水井上-井下结合高效低耗处置手艺系统(图4)。 2)操纵矿区能源劣势处置高矿化度矿井水成为新趋向。在年夜型煤炭基地,一般都配套扶植有年夜型火电和煤化工项目,具有年夜量的蒸汽余热资本,我国西部矿区的地热资本也很是丰硕,这些热源共同响应的工艺,都很是合适在高矿化度矿井水的处置。 操纵蒸汽余热驱动的低温多效蒸发手艺在海水淡化中已很是成熟,利用在矿井水处置可年夜幅下降能耗本钱,但同时重点要处理好水质波动、除硬等手艺问题。 膜蒸馏是最近几年来成长较快的海水淡化手艺,经由过程加热海水发生蒸汽,水蒸汽透过疏水膜再进行冷凝实现了水盐分手。 3)矿井水处置逐步转入“分级处置、分质操纵”。“分级处置、分质操纵”的中间思惟就是按照矿井水水质和终究的用处选用合适的处置手艺,实现“好水高用、劣水低用”,同时避免矿井水过度处置提高本钱。 各主管部分应按照区域水情况功能,公道制订区域排放尺度,同时按照各地域山川林田湖草的用水需求,随机应变地科学制订矿井水操纵尺度,操纵尺度引领和增进矿井水实现“分级处置、分质操纵”。 4结论与建议 1)最近几年来我国煤矿矿井水处置手艺稳步成长,良多手艺都获得了年夜范围项目利用,获得了必然的处置结果,显著下降了污染风险,为我国煤炭财产绿色成长供给了无力的手艺支持。 2)跟着我国西部煤炭开采范围和产量的逐年提高,高矿化度矿井水和含非凡组分矿井水也在逐年增加,再加上最近几年来环保政策趋严年夜幅提高了矿井水外排尺度,这些新的情势给我国矿井水处置带来了新的挑战。 3)井下处置应成为矿井水处置手艺的首要成长趋向。特别是煤矿地下水库净化手艺,因为充实操纵了采空区空间,能够实现对矿井水的年夜范围庇护存储与低本钱高效处置,在神东矿区的利用获得了显著的经济和情况效益。而高矿化度矿井水井下处置与浓盐水采空区存储手艺,使得浓盐水无需蒸发结晶,在宁煤团体示范项目中,实现了处置本钱年夜幅下降。 (来历:煤炭科学手艺) 顾年夜钊院士:我国煤矿矿井水处置手艺近况与瞻望
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