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高矿化度矿井水处理与回用技术导则一、引言高矿化度矿井水处理与回用是矿业领域中的重要课题。
随着矿业开采的不断深入，矿井水中的矿化度越来越高，给环境和生态造成了严重的影响。
因此，开发和应用高效的矿井水处理与回用技术，对于保护环境、节约水资源具有重要意义。
二、矿井水的高矿化度特点矿井水的高矿化度主要表现在以下几个方面： 1. 盐度高：矿井水中含有大量的溶解性盐类，如氯化物、硫酸盐等，导致水体盐度高。
2. 高浊度：矿井水中常常携带有大量的悬浮物和胶体颗粒，导致水体浑浊。
3. 酸碱度极端：矿井水中的酸碱度通常偏酸或偏碱，具有一定的腐蚀性。
三、矿井水处理技术为了有效处理高矿化度矿井水，以下是几种常用的矿井水处理技术：1. 混凝沉淀法混凝沉淀法是将矿井水中的悬浮物和胶体颗粒通过加入混凝剂使其凝聚成较大的颗粒，然后通过沉淀的方式将其从水中分离出来。
常用的混凝剂有聚合氯化铝、聚合硫酸铝等。
2. 离子交换法离子交换法是利用离子交换树脂对矿井水中的溶解性盐类进行吸附和交换，从而降低水体的盐度。
离子交换树脂具有特定的选择性，可以选择性地去除矿井水中的某些离子。
3. 膜分离技术膜分离技术是利用半透膜对矿井水进行过滤和分离的方法。
常用的膜分离技术包括超滤、纳滤和反渗透等。
这些技术可以有效去除矿井水中的悬浮物、胶体颗粒和溶解性盐类。
4. 气浮法气浮法是利用气泡的浮力将矿井水中的悬浮物和胶体颗粒浮起，然后通过表面沉降将其分离出来。
气浮法对于处理高浊度的矿井水具有良好的效果。
四、矿井水回用技术矿井水回用是将经过处理的矿井水重新利用于矿山生产或其他用途的过程。
以下是几种常用的矿井水回用技术：1. 循环冷却系统循环冷却系统是将处理后的矿井水用于冷却设备的循环冷却中。
通过循环利用矿井水，可以节约大量的淡水资源，并减少对环境的影响。
2. 灌溉用水经过适当处理的矿井水可以用于农田灌溉。
矿井水中的一些微量元素对于作物的生长有一定的促进作用，因此可以利用矿井水进行农田灌溉，提高农作物的产量和质量。
矿井水害的防治对策矿井水害是指矿井中水涌入或渗漏所引起的环境问题，其给生产、采矿和安全带来了很大的风险和难题。
防治矿井水害是矿业生产中的重要课题，既涉及环境保护，又关乎矿山安全和生产效率。
本文将从矿井水害的危害、产生原因，以及防治措施等方面进行分析和探讨。
一、矿井水害的危害矿井水害会引起以下危害：1.降低矿山安全性。
矿井水会导致矿区地下水位上升，增加矿山涌水的风险，影响矿区地质环境稳定性，使矿山开采更加危险。
2.减少矿山产量。
矿井水害会影响矿山正常生产，对矿井进行处理和抽采非常耗费成本，而且会造成矿井生产效率的降低。
3.破坏生态环境。
水对矿山及周边生态环境的污染和破坏是很严重的，会对当地生态环境带来不良影响。
二、矿井水害的产生原因1.地质因素。
矿井地质构造的不稳定性、地下水流质和分布状况以及地下水化学成分等都会导致矿井水害。
2.人为因素。
人类活动对矿号水文地质环境、大坝和水库、井上设备等方面的影响，都会增加矿井水害的可能性。
3.自然因素。
自然灾害和气候变化等非人为因素也会造成矿井水害。
三、矿井水害的防治对策1.加强监测管理。
采用高科技手段，对地下水位、流量等数据进行实时监测和数据统计，及时发现和预防矿井水害发生。
2.加强矿山工程建设和维修。
对矿井工程建设过程中地下水流量、压力等因素进行充分考虑和设计，确保安全可靠；对日常设备进行维护保养，确保设备功能正常。
3.加强防治技术。
采用综合措施对矿井水采取形式化处理和灌溉，增加地下库容，以降低地下水位；采用钻井等技术挖掘异常水源，切断水源，减小矿井水量。
4.加强环保认识。
鼓励矿井企业采用可持续发展理念，注重环境保护，建立规范的矿山生态环境保护制度，减少对地下水资源和生态环境的破坏。
综上所述，矿井水害的防治需要全社会的共同努力，既需要技术手段，又需要管理措施，还需要环保认识的普及。
各地矿山企业应充分认识矿井水害的危害性，加强对矿井水害的防治措施和监控，追求矿山经济效益和社会效益的统一，实现可持续发展。
高矿化度矿井水危害及处理技术高矿化度矿井水危害及处理技术我国属于贫水国家，全国水资源总量为28255亿m3，人均占有量仅有2170 m3，约为世界人均占有量的1/4，名列世界第88位。
煤矿矿井水是重要的水资源，据报道目前我国煤炭生产过程中，每年排出约20～30亿m3矿井水，其中北方地区约占60%，并且随着煤炭开采深度的增加而逐年增加。
现在我国煤矿矿井水资源的利用率不到20%，我国西部高原、黄淮平原及华东沿海地区的多数煤矿矿井水的矿化度较高，这类矿井水的直接排放不仅浪费了宝贵的水资源，而且还会对环境造成污染。
如何选用更为经济合理且简单高效的方法来处理高矿化度矿井水，引起了环保工作者与社会的广泛关注。
1 高矿化度矿井水的形成与危害高矿化度矿井水一般是指含盐量大于1000ng/L的矿井水。
据不完全统计，我国煤矿高矿化度矿井水的含盐量一般在1000～3000mg/L，少量矿井的矿井水含盐量达4000mg/L以上。
这类矿井水的水质多数呈中性或偏碱性，且带苦涩味，因此也称苦咸水。
因这类矿井水的含盐量主要来源于Ca2+，Mg2+，Na+，K+，SO42-，HCO3-，Cl -等离子，所以硬度往往较高。
产生高矿化度矿井水的主要原因：由于我国部分地区降雨量少，蒸发量大，气候干旱，蒸发浓缩强烈，而地层中盐分增高，地下水补给、径流、排泄条件差，使地下水本身矿化度较高，所以矿井水的矿化度也高;当煤系地层中含有大量碳酸盐类岩层及硫酸盐薄层时，矿井水随煤层开采，与地下水广泛接触，加剧可溶性矿物溶解，使矿井水中的Ca2+，Mg2+，SO42-，HCO3-，CO32-增加;当开采高硫煤层时因硫化物气化产生游离酸，游离酸再同碳酸盐矿物、碱性物质发生中和反应，使矿井水中Ca2+，Mg2+，SO42-等离子增加;有些地区是由于地下咸水侵入煤田，使矿井水呈高矿化度水。
高矿化度矿井水如果不经过处理就直接排放，会给生态环境带来一定的危害。
高矿化度矿井水处理与回用技术导则高矿化度矿井水处理与回用技术导则随着矿业的发展，矿井水的处理和回用成为了一个重要的问题。
对于高矿化度的矿井水，如何进行有效的处理和回用是一个挑战。
本文将从以下几个方面介绍高矿化度矿井水处理与回用技术导则。
一、高矿化度矿井水的特点高矿化度的矿井水通常具有以下特点：1. 高含盐量：由于地下水经过长期地与岩层接触，吸收了大量的溶解性盐类，导致含盐量较高。
2. 高硬度：硬度是指水中钙、镁离子含量的总和。
由于地下水中钙、镁离子含量较高，因此硬度也相应较高。
3. 高酸碱值：地下水中常常含有大量溶解性气体，如二氧化碳等，这些气体会与水反应形成酸性物质或碱性物质。
4. 富含金属离子：地下水经过长期地与岩层接触，吸收了大量金属离子，如铁、锰、铝等。
二、高矿化度矿井水处理技术1. 电渗析技术电渗析技术是利用电场作用使带电离子在膜中迁移的一种分离技术。
该技术主要用于去除高矿化度矿井水中的盐类，如氯化物、硫酸盐等。
2. 反渗透技术反渗透技术是利用半透膜将水中的溶解性物质分离出来的一种方法。
该技术可以去除高矿化度矿井水中的盐类、硬度和金属离子等。
3. 离子交换技术离子交换技术是利用固体离子交换树脂将水中的离子与树脂上的离子进行置换，从而达到去除目标物质的目的。
该技术可以去除高矿化度矿井水中的钙、镁等硬度物质和铁、锰等金属离子。
4. 活性炭吸附法活性炭吸附法是利用活性炭对水中有机物和重金属进行吸附，从而达到净化水质的目的。
该技术可以去除高矿化度矿井水中的有机物和重金属等。
三、高矿化度矿井水回用技术1. 混合处理法混合处理法是将高矿化度矿井水与低盐度水混合，从而达到降低盐度、硬度和酸碱值等效果。
该技术可以使高矿化度矿井水得到有效利用，减少对环境的污染。
2. 直接回用法直接回用法是将经过处理后的高矿化度矿井水直接回用于生产过程中，如冶金、造纸等行业。
该技术可以节约水资源，减少对环境的影响。
3. 循环冷却系统循环冷却系统是将经过处理后的高矿化度矿井水用于工业生产过程中的循环冷却系统中，从而达到节约水资源、减少对环境污染等效果。
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我国属于贫水国家，全国水资源总量为28255亿m3（水利部20xx年中国水资源公报），人均占有量仅有2170 m3，约为世界人均占有量的1/4，名列世界第88位。
煤矿矿井水是重要的水资源，据报道目前我国煤炭生产过程中，每年排出约20～30亿m3矿井水，其中北方地区约占60％，并且随着煤炭开采深度的增加而逐年增加。
现在我国煤矿矿井水资源的利用率不到20％，我国西部高原、黄淮平原及华东沿海地区的多数煤矿矿井水的矿化度较高，这类矿井水的直接排放不仅浪费了宝贵的水资源，而且还会对环境造成污染。
如何选用更为经济合理且简单高效的方法来处理高矿化度矿井水，引起了环保工作者与社会的广泛关注。
1 高矿化度矿井水的形成与危害高矿化度矿井水一般是指含盐量大于1000ng/L 的矿井水。
据不完全统计，我国煤矿高矿化度矿井水的含盐量一般在1000～3000mg/L，少量矿井的矿井水含盐量达4000mg/L以上。
这类矿井水的水质多数呈中性或偏碱性，且带苦涩味，因此也称苦咸水。
因这类矿井水的含盐量主要来源于Ca2+ ，Mg2+，Na+，K+，SO₄2－，HCO₃－，Cl －等离子，所以硬度往往较高。
产生高矿化度矿井水的主要原因：由于我国部分地区降雨量少，蒸发量大，气候干旱，蒸发浓缩强烈，而地层中盐分增高，地下水补给、径流、排泄条件差，使地下水本身矿化度较高，所以矿井水的矿化度也高；当煤系地层中含有大量碳酸盐类岩层及硫酸盐薄层时，矿井水随煤层开采，与地下水广泛接触，加剧可溶性矿物溶解，使矿井水中的Ca2+，Mg2+，SO₄2－，HCO₃－，CO₃2－增加；当开采高硫煤层时因硫化物气化产生游离酸，游离酸再同碳酸盐矿物、碱性物质发生中和反应，使矿井水中Ca2+，Mg2+，SO₄2－等离子增加；有些地区是由于地下咸水侵入煤田，使矿井水呈高矿化度水。
矿山水害及其防治技术矿山水害是指由于地下水的逆渗透或渗漏进入矿井及其附近地层导致的矿井涌水、矿山涌水和地面塌陷等现象。
矿山水害对矿山生产和人员安全造成严重威胁，因此需要采取一系列防治技术来应对。
矿山水害的形成原因主要有以下几个方面：1. 矿井开采过程中目标矿层围岩变化引起的地下水涌出。
2. 降雨和地下水系统之间的关系，降雨水通过地下水系统渗流进入矿井。
3. 矿井深部开采引起的岩层变形和破裂，导致地下水逆渗透进入矿井。
针对以上问题，以下是几个常用的矿山水害防治技术：一、封闭加固措施1. 矿井围岩的加固措施：采用压力注浆、固化树脂、锚索等技术，加固矿井围岩以防止地下水的渗透。
2. 井筒封堵：通过注浆、封堵材料等方法，对矿井井筒进行封堵，阻止地下水进入矿井。
二、降低地下水位措施1. 提高矿井排水设施的效果：采用更先进、更高效的矿井排水设备和技术，确保矿井的排水效果。
2. 构建高效的地下水排放系统：通过建设排水井、沟渠等系统，将地下水排放到远离矿区的地方，降低矿井周围地下水位。
三、降低地下水压力措施1. 高压水射孔技术：通过射孔开洞注入高压水，形成与地下水压力相抵的高压水体，从而降低地下水压力。
2. 压裂充填技术：通过注入压裂剂和填充材料，把压力传递给围岩，达到减小地下水压力的效果。
四、监测和预警系统建立矿山水害监测和预警系统，包括地下水位监测、地下水压力监测、地质应力监测等，及时掌握矿山水害的发生情况，预警可能出现的水害风险。
总之，矿山水害防治技术涉及到矿井围岩加固、井筒封堵、地下水排放、地下水压力降低以及监测和预警系统的建设等多个方面。
只有采取综合措施，不断完善技术手段，才能有效地防治矿山水害，保障矿山生产和人员安全。
矿山水害及其防治技术（二）矿山水害是指在矿山开采过程中，由于地下水与采矿活动相互作用而导致的各种水相关问题，例如水灾、涌水、渗水等。
矿山水害既严重威胁矿山生产安全，也对环境造成了巨大的破坏。
高矿化度矿井水危害及处理技术
我国属于贫水国家，全国水资源总量为28255亿m3，人均占有量仅有2170 m3，约为世界人均占有量的1/4，名列世界第88位。
煤矿矿井水是重要的水资源，据报道目前我国煤炭生产过程中，每年排出约20～30亿m3矿井水，其中北方地区约占60%，并且随着煤炭开采深度的增加而逐年增加。
现在我国煤矿矿井水资源的利用率不到20%，我国西部高原、黄淮平原及华东沿海地区的多数煤矿矿井水的矿化度较高，这类矿井水的直接排放不仅浪费了宝贵的水资源，而且还会对环境造成污染。
如何选用更为经济合理且简单高效的方法来处理高矿化度矿井水，引起了环保工作者与社会的广泛关注。
1 高矿化度矿井水的形成与危害
高矿化度矿井水一般是指含盐量大于1000ng/L的矿井水。
据不完全统计，我国煤矿高矿化度矿井水的含盐量一般在1000～3000mg/L，少量矿井的矿井水含盐量达4000mg/L以上。
这类矿井水的水质多数呈中性或偏碱性，且带苦涩味，因此也称苦咸水。
因这类矿井水的含盐量主要来源于Ca2+，Mg2+，Na+，K+，SO42-，HCO3-，Cl -等离子，所以硬度往往较高。
产生高矿化度矿井水的主要原因：由于我国部分地区降雨量少，蒸发量大，气候干旱，蒸发浓缩强烈，而地层中盐分增高，地下水补给、径流、排泄条件差，使地下水本身矿化度较高，所以矿井水的矿化度也高;当煤系地层中含有大量碳酸盐类岩层及硫酸盐薄层时，矿井水随煤层开采，与地下水广泛接触，加剧可溶性矿物溶解，使矿井水中的Ca2+，Mg2+，SO42-，HCO3-，CO32-增加;当开采高硫煤层时因硫化物气化产生游离酸，游离酸再同碳酸盐矿物、碱性物质发生中和反应，使矿井水中Ca2+，Mg2+，SO42-等离子增加;有些地区是由于地下咸水侵入煤田，使矿井水呈高矿化度水。
高矿化度矿井水如果不经过处理就直接排放，会给生态环境带来一定的危害。
主要表现为河流水含盐量上升、浅层地下水位抬高、土壤滋生盐碱化、不耐盐碱类林木种势削弱，农作物减产等。
同时还影响地区的工业生产，因为许多工业生产不能用高含盐量的水，若用则必须先降低水中含盐量，这样就会增加成本。
若是不用而改用地下水，会造成地下水的大量开采，造成地下水资源的短缺，会严重影响本区的经济发展。
2 高矿化度矿井水的处理技术
2.1 化学方法
离子交换法是化学脱盐的主要方法，这是一种比较简单的方法，就是利用阴阳离子交换剂去除水中的离子，以降低水的含盐量。
此法用在进水含盐量小于500mg/L时比较经济，可用作高矿化度水经膜分离法处理的进一步除盐工序。
2.2 膜分离法
膜分离方法是利用选择性透过膜分离介质，当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差)时，使溶剂(通常是水)与溶质或微粒分离的方法。
膜分离法的主要特点：低耗、高效、不发生相变、常温进行、适用范围广、装置简单、易操作和易控制等。
而膜法水处理则具有适应性强、效率高、占地面积小、运行经济的特点。
反渗透和电渗析脱盐技术均属于膜分离技术，是我国目前苦咸水脱盐淡化处理的主要方法。
但是膜分离法的一个主要问题是膜易污染，为了防止膜污染，一般这两种技术对进水水质均有严格的要求。
因此进水必须经过一般的预处理，即经过沉淀、过滤、吸附和消毒等几个步骤方可。
2.2.1 反渗透法
反渗透(简称RO)技术发源于国外20世纪五六十年代的宇航技术研究，80年代初在我国得到实际应用。
进入20世纪90年代后，随着反渗透膜性能的提高和膜制造成本的降低，进一步加快了反渗透的应用。
经过近40a的不懈努力，反渗透技术已经取得了令人瞩目的进展。
反渗透技术是利用压力差——各种离子、分子、有机物、胶体、细菌、病毒、热源等，是当今世界公认的高效、低耗、无污染水处理新技术，适用于含盐量大于4000mg/L的水的脱盐处理。
目前反渗透膜与组件的生产已经相当成熟，膜的脱盐率高于99.3%，透水通量增加，抗
污染和抗氧化能力不断提高，销售价格稳中有降;反渗透的给水预处理工艺经过多年摸索，基本可保证膜组件的安全运行;高压泵和能量回收装置的效率也在不断提高。
以上措施使得反渗透淡化的投资费用不断降低，淡化水的成本明显降低。
与常规的水处理技术如离子交换、加药、电渗析相比，反渗透装置特点为单位体积内膜面积比大，脱盐离高达99%以上;在分离过程中无相变化及相变化引起的化学反应，能耗低;膜分离过程是清洁的生产过程，不使用化学试剂，不排放再生废液，不污染环境;工艺流程简单，有利于实现水处理的连续化、自动化;反渗透装置结构紧凑，占地面积小，适应大规模连续供水的水处理系统;水的回收率比电渗析高，一般为75%～80%。
但是，在反渗透运行过程中，除了对原水进行严格处理外，还要控制进水pH值，以防止膜的水解，同时要定期清洗膜组件，以避免膜表面污染和结垢阻塞。
2.2.2 电渗析法
电渗析法(ED)是一种利用电能来进行膜分离的方法。
电渗析是在直流电场作用下，利用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子的选择透过性，而使溶液中的溶质与水分离的一种物理化学过程。
电渗析法除盐以两个条件为基本：一是离子的带电性。
水中离子是带电的，在直流电场中，阴、阳离子作定向迁移，根据同性相斥、异性相吸的原则，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。
二是离子交换具有选择透过性。
离子交换膜是电渗析器的重要组成部分，离子交换膜是一种由高分子材料制成的具有离子交换基团的薄膜，分为阳膜和阴膜两类，阳膜只允许水中的阳离子透过，阻挡阴离子，而阴膜只允许水中的阴离子透过而阻挡阳离子。
良好的离子交换膜应具备下列各种条件：①具有较高的离子选择透过性;①具有低的渗水性;①具有较低的膜电阻;①化学稳定性良好，能耐高浓度的酸碱和一定的温度; ①具有高的机械强度和适当的厚度;①膜的全部结构应均匀一致，表面光滑。
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电渗析技术具有无需任何化学药品，且设备及其组装工艺简单、操作方便等优点。
我国有数十家煤矿相继采用了这一技术，均取得了较好的脱盐效果。
但这一技术也暴露一些缺点，如：①对原水的预处理要求较高;①电耗较大，易结垢和膜寿命短;①电渗析本体由塑料件组成，因此塑料老化成为增加电渗析维修费用的因素;①电渗析操作电流、电压直接受原水水质、水量的影响，过程稳定性差，容易出现恶性化。
2.3 蒸馏淡化法
蒸馏法是对含盐水进行热力脱盐淡化处理的有效方法。
此法以消耗热能为代价，一般适用于含盐量超过3000mg/L矿井水的处理。
1957年英国学者R.S.SILVER发明了多级闪蒸(MSF)脱盐方法，当时，它在降低能耗及防垢问题方面有独到的优越性，因而自其诞生之日起，发展非常迅速，成为脱盐的一种重要方法。
多效蒸馏法(MED)历史比较悠久，变化较为剧烈，至今具有商业价值的脱盐技术有竖管蒸馏(VT-MED)和水平管蒸馏(HT-MED)。
随后在两种方法的基础上又发展到多效多级闪级蒸发(MEMS)，它改善了MSF和MED的性能，具有重复利用二次蒸汽的潜热，即能使热量经济利用，又避免了严重的结垢现象，大幅度地提高造水比。
蒸馏法与其他处理方法不同，其最大的弱点是高能消耗，这也成为阻碍其推广的主要原因。
但其有独特的优点：①由于这种方法是依靠能源加热原水，经蒸发提取淡水，故不需任何化学药品或离子分离膜;①适应原水的含盐量的范围广，含盐数百～数万mg/L的矿井水均可处理，这一点是其他方法不能比拟的;①对原水的预处理要求低，只需进行普通预处理悬浮物即可;①由于蒸馏法得到的是蒸馏水，故水质品质高;①淡化率较高。
虽然蒸馏法有高能消耗的弱点，但是其可以在煤矿广泛推广。
若是在煤矿区利用煤矸石和低热值煤作燃料，用蒸馏法处理高矿化度矿井水，有几个好处：一可以加速煤矸石的利用程度，减少占用土地和征地费用;二是可以消除矿区煤矸石污染源，有利于改善矿区大气环境质量、水环境质量和土壤环境质量;三是可以变废为宝，大大降低高矿化度矿井水的处理费用;四是燃烧后的煤矸石仍然可作建筑材料和水泥拌料。
3 结语
高矿化度矿井水处理是一项较为复杂的系统工程，涉及范围广，影响因素多，投资大。
从以上各种处理工艺及运行结果来看，用蒸馏法淡化苦咸水，可以充分利用煤矿充裕的低值能源，处理同等规模的苦咸水水量时，投资大体与电渗析相当，但运行费用要低于电渗析，在煤矿处理高矿化度矿井水方面具有广泛的前景;反渗透技术优越的价格性能比在煤矿苦咸水淡化中将发挥其更大的作用，无论出水水质、电耗、脱盐效率、占地面积、自动化程度都是其它工艺所无法比的，但由于一次性投资较大，在目前的煤矿经济条件下，还不可能广泛推广应用。
电渗析技术是目前处理高矿化度矿井水较为成熟也较为经济的一种方法，虽然还存在一些问题，但还是使用最广泛的一种技术，我国目前处理高矿化度矿井水大多使用电渗析技术。
总之，高矿化度矿井水的处理方法已经相对成熟，但是各种方法都有一些缺点，且处理成本较高，因此，研究高矿化度矿井水处理技术的新方法，并降低处理成本，是矿井水处理技术今后研究的一个重要课题。
