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煤矿矿井水既是一种具有行业特点的污染源,又是一种宝贵的水资源。目前我国很多煤矿一方面严重缺水,另一方面未经处理直接外排,造成大量水资源的浪费,并且污染环境。因此,将煤矿矿井水处理后作为煤矿工业用水或生活饮用水,不仅解决了矿区缺水问题,而且充分利用了矿井水水资源,节省了地下水资源,具有明显经济、环境和社会效益。全国煤矿每年外排矿井水约2.2×109m3,利用率却不到20%。因此,矿井水回用是解决矿区水资源紧张的有效途径之一。目前我国矿区矿井水处理利用率低,有些矿区虽然利用率较高,但处理成本却很高。本文针对这一现实情况以及杜儿坪矿区水资源状况,以杜儿坪矿区矿井水为研究对象,通过实验主要研究了用混凝法处理矿井水的问题。
本试验采用了硫酸铝、聚合氯化铝(PAC)、氯化铁、聚合硫酸铁(PFS)四种混凝剂对杜儿坪矿矿井水进行了大量的混凝烧杯试验,通过改变混凝剂投加量,比较了这四种混凝剂对矿井水的主要污染物质浊度和有机物CODMn的去除效果,确定了相应的最佳投加量。综合分析运行效果及其经济效益,确定了PAC作为最适用于处理杜儿坪煤矿矿井水的混凝剂,最佳投加量为22mg/L。
为了提高处理效果,采用助凝剂和混凝剂联合投加的方式进行强化混凝试验,将所得数据与单独投加混凝剂时进行对比,结果发现联合投加要比单独投加的效果有明显提高,特别足对于CODMn的去除效果提高更显著。试验证明采用助凝剂和混凝剂联合投加时,PAM+PAC的混凝效果最好,PAC的最佳投加量16mg/L。比较这四种混凝剂和助凝剂联用对浊度和有机物CODMn的去除率,综合分析运行效果及其经济效益提出PAM+PAC最适用于处理杜儿坪煤矿矿井水。对比发现PAM+PAC联合投加比PAC单独投加可以能节约药剂费用的1/3。同时可以看到,浊度和CODMn的去除率对应的最佳投药量基本一致,浊度去除情况与CODMn的两者之间存在一定的相关关系,通常情况下浊度去除率高于CODMn,的去除率。此外,本文在确定处理杜尔坪煤矿矿井水的最佳混凝剂的基础上,经过改变pH值的试验确定最佳混凝剂的最佳pH值。