煤矿酸性矿井水的形成及主要处理技术

酸性矿井水是煤矿区环境地质灾害的一种重要类型。煤矿酸性矿井水是煤矿开采中由于硫铁矿与空气、水接触,在微生物作用下经过一系列地球化学反应产生的一种危害矿井生产、破坏生态环境的有害矿井排水。文章首先分析了酸性矿井水的形成机理,然后从酸性矿井水的危害入手,分析评价酸性矿井水各种处理方法的优缺点,并对酸性矿井水的处理技术进行总结,最后展望酸性矿井水处理的未来发展方向。     

影响酸性矿井水生成的因素分析

以酸度和Fe2＋、Fe3＋的浓度作为指标，考查环境温度、细菌、水封、疏干、初始酸度等因素对酸性矿井水生成的影响，并探讨了它们在预防酸性矿井水的生成方面的意义。     

锑矿开采条件下矿井水酸化过程分析

矿山开采过程产生的酸性排水及其携带的重金属对生态环境造成了严重的危害,其防控的关键在于控酸,因此矿井水酸化过程的解析可为矿山酸性排水的源头防控提供理论依据。本文以独山半坡锑矿为研究区,采集矿井内部不同区域水体样品32件,通过对水体酸化的矿物端元解析和重金属的共氧化过程、离子水解过程以及不同类型矿井水的混合过程分析,揭示了矿井水的酸化过程。结果表明,矿井内辉锑矿与黄铁矿的氧化使流经的矿井水具有低p H和高硫酸根的特征,与未受矿业活动影响的地下水具有明显差异。在矿井水流动过程中,Sb(Ⅲ)与Fe(Ⅱ)的共氧化过程消耗了氢离子,不同水体混合过程中碳酸氢根对酸的缓冲作用明显,以上过程延缓了矿井水的酸化;由于水体酸化使Al、Mn、Fe等离子溶出,而这些离子可能发生的水解过程加速了矿井水的酸化。     

粉煤灰对酸性矿井水处理的研究

粉煤灰是火力发电厂的主要废弃物,能够污染地下水,造成严重的环境问题,而酸性矿井水也是工业污染和地下水资源损失的重要因素.用粉煤灰直接与模拟酸性矿井水作用,探讨作用过程中体系pH,总硬度以及总铁浓度的变化,说明混合灰水作用既有中和又有吸附和絮凝等协同作用.     

有关酸性矿井水的几个问题探讨

本文通过对我国酸性矿井水状况的大量调研和水质实测,对酸性矿井水的组成特性进行了探讨,分析了 pH 值与酸度、pH 与总铁,pH 与 Fe~(2+)、Fe~(3+)的关系,得出了酸性矿井水中的酸度主要是金属盐水解而形成的,强酸酸度非常小等结论。此外,本文还对酸性矿井水监测分析中的几个值得注意的问题进行了分析和探讨。     

矿井水井下净化尝试和展望

我国煤矿每年要排出22亿m~3矿井水,而利用率只有22％,其原因:一是因大部分矿井水中混有煤尘、岩尘等杂物,致使矿井水中的悬浮物超标;这部分矿井水不处理无法直接利用,外排后,还造成对周围水域环境的污染;二是一般中型以上的矿井每天需排出数千立方米的矿井水,若建一个相应规模的水     

氧化亚铁硫杆菌的分离及生长特性研究

从酸性矿坑水中分离得到3株细菌S1、S2和S3,经16S rRNA序列分析,S3为氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillusferrooxidans)。对S3菌,选取初始Fe2+浓度和初始pH值为影响因子,设计正交试验,通过测定培养过程中pH值、氧化还原电位Eh、Fe2+浓度和总Fe浓度的变化,并计算Fe2+氧化速率,研究初始Fe2+浓度和初始pH值对细菌生长的影响。     

矿井水及其净化方法(续)

四、矿井水的中和酸性水主要发现在基日洛夫矿区以及顿徨茨、卡拉干达和伯绍拉矿区的某些矿井中。从含水水平和地表流入井下坑道的中性水与弱碱性水,在采空区的流动过程中,由于与冒落岩石和丢煤中的黄铁矿相互作用而形成硫酸,这些硫酸在水中富集。矿井中的酸性水,因腐蚀排水设备、钢轨和其它矿井设备,使排水工作大为复杂     

酸性矿井水对地下水和地表水的影响

缺水是许多矿面临的严重问题,另一方面很多煤矿又有大量的酸性矿井水(以下简称酸性水)外排。酸性水在没处理前一般是与地下水混合后排到水仓或地面,因此,地下水或地表水的水质与酸性水有密切的关系。酸性水对水体的影响可分为对阳离子和阴离子的影响。酸性水无论经处理还是未经处理,排入水体后,都产生污染。     

用预曝气技术降低酸性矿井水的中和成本

从井下抽至地表的酸性矿井水含溶解性碳酸盐,当用熟石灰中和时,溶解性碳酸盐与石灰作用形成不溶性碳酸钙。原水(即未经处理的矿井水)中因有溶解性碳酸盐的存在既增加了中和酸性矿井水的石灰用量,同时又增加了处理过程中的污泥产量。实验室试验表明,在加入石灰之前先让矿井水曝气(这一过程称预曝气),溶解性碳酸盐则以二氧化碳气体形式而被除去。三家酸性矿井水处理厂试验结果显示,预曝气技术是降低含溶解性碳酸盐酸性矿井水处理成本的有效方法。这三家长期应用预曝气技术,既大大地降低了矿井水处理费用,又能使处理的矿井水严格地符合有关的排放标准。本文就酸性矿井水处理过程中溶解性碳酸盐的组成和化学性质,以及水处理试验结果等进行讨论。     

山西煤炭基地矿井水的环境影响及利用研究

本文研究了山西矿井水水质特征及其环境影响.结果表明,矿井水中50％为高硬度、高矿化度水,42％为中性淡水,8％为酸性水,其污染特征为SS占第一位,依次为COD、硫化物、BOD_5、As等.文章还对山西矿井水的涌水量、利用现状与利用潜力进行了调查研究,指出山西矿井水应主要回用煤矿本身,实行清污分流和分质供水.     

矿井酸性水的中和处理

全国煤矿矿井酸性水不少,特别是含高硫煤层的矿井水,其 PH 值往往很小。酸性矿井水对矿井排水设备特别是管道、水泵、闸门等腐蚀很大,铸铁管虽比较耐腐蚀,但由于亚铁菌聚附在管壁上,使用3—4个月就几乎全都堵死。酸性矿井水流入地面水体或河流,可使河流水质恶化,生态破坏。为了     

用自然方法处理酸性矿井水

在今天的技术条件下,酸性矿井水的产生及其对邻近溪河带来的潜在污染,是煤炭开采一个不可避免的副作用。这个问题的传统解决办法是用碱中和酸性矿井水,但这是费钱的长期性治理措施。美国矿业局一直在尝试另一种办法即人工湿地法处理酸性矿井水。据称沿阿巴拉契亚至少有5000英里的水路受到矿井水的污染。问题的根源是:当硫     

煤矿酸性矿井水处理方法研究

某些煤炭资源的开采不可避免地将伴随着含铁、锰酸性矿井水的外排。论述了含铁、锰酸性矿井水的形成机制,对中和法、人工湿地法、微生物法等几种酸性矿井水处理工艺进行比选,提出了适宜以中和法为主体对煤矿酸性矿井水进行处置,并对石灰石中和法、石灰中和法、石灰石-石灰联合中和法处理酸性矿井水进行了分析研究。     

淄博煤矿区矿井水的化学形成及其模拟

研究矿井水形成过程，对于防治采矿活动引起水环境污染具有重要意义，以淄博煤矿区矿井水为例，分析其形成过程并利用化学平衡热力学法对其进行模拟。结果表明，矿井水的形成分为产酸过程与中和过程；矿井水的化学性状是由两过程相对作用程度确定；该矿区矿井水的硫酸根源于黄铁矿氧化，钙、镁离子不是来自通常认为的方解石与白云石，而是方解石和绿泥石。     

氧化亚铁硫杆菌对黄铜矿的生物氧化研究

针对矿区硫化矿氧化产生的酸性矿山废水(AMD)对生态环境造成严重影响的问题,以矿区常见的黄铜矿(CuFeS2)为研究对象,采用已筛选的氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,简称A.f菌)为实验菌株,探讨在A.f菌作用下黄铜矿的氧化过程。实验结果表明,A.f菌可显著促进黄铜矿的氧化,第18天有菌体系中的铜离子浓度是无菌体系中的5倍;同时细菌可促进溶液中Fe2+氧化为Fe3+,使氧化还原电位升高,从而对黄铜矿保持较高的氧化速率,并导致体系的pH值降低;还发现黄铜矿的氧化过程中可形成中间产物方黄铜矿(CuFe2S3),而细菌氧化还可产生硫磷化钴(CoPS),中间产物的形成并没有明显延缓黄铜矿的氧化速率;生物氧化可造成矿样表面侵蚀多坑,可能是细菌对黄铜矿的直接氧化作用造成的。由于黄铜矿的生物氧化明显控制其氧化进程,抑制黄铜矿的生物氧化对酸性矿山废水的源头治理具有十分重要的意义。     

煤矿酸性矿井水研究进展

中高硫煤在开采及开采后的相当长时间内，煤层，围岩中的硫化物矿物与氧气和水接触，极易产生大量的酸性矿井水，对矿业生产和生态环境造成严重危害，本文在全面综合国内外相关研究文献的基础上，分析了酸性矿井水的水质特征，分布情况，形成机制，衰减规律及工程治理等方面研究的进展，并较为详细地论述和分析了今后的研究重点内容和发展方向，即在深入研究酸性矿井水水文地球化学的基础上，加强酸性矿井水环境学和治理新工艺方面的研究。     

膜法处理淮南矿区矿井水的试验研究

论述了淮南矿业集团公司淮河以北矿区矿井水的水质特点,通过膜法处理矿井水试验,研究采用超滤、反渗透及纳滤处理矿井水的效果及工艺参数等,并对试验结果进行了讨论,提出叠片过滤+超滤+反渗透是矿井水深度处理经济适用的方法.     

氧化亚铁硫杆菌密度与营养供给对硫铁矿生物氧化的影响

探究硫铁矿生物氧化过程的影响因素有利于揭示酸性矿山废水形成规律.本研究采用摇瓶试验,探究了氧化亚铁硫杆菌Acidithiobacillus ferrooxidans LX5(A.ferrooxidans LX5)密度对硫铁矿生物氧化的影响.同时,在菌密度为1.40×107cells·m L-1的环境中,研究了微生物营养(无铁改进型9K液体培养基)供给对硫铁矿生物氧化的影响.结果表明,A.ferrooxidans LX5及其营养成分的引入显著加速了硫铁矿生物氧化体系H+的释放,0.70×107~2.10×107cells·m L-1A.ferrooxidans LX5的引入,可使得H+释放量较无菌对照提高1.51~3.31倍.半量浓度和全量浓度无铁改进型9K液体培养基的加入,可使菌密度为1.40×107cells·m L-1硫铁矿氧化体系的H+释放量提高3.24与2.75倍.相对于A.ferrooxidans LX5密度为0.70×107cells·m L-1的体系,1.40×107cells·m L-1或2.10×107cells·m L-1A.ferrooxidans LX5的引入明显提高硫铁矿氧化体系总Fe离子与SO2-4的释放效率,且71.9%~88.3%的总Fe离子主要以Fe2+存在.微生物营养供给使得总Fe离子与SO2-4的释放效率加速显著,而总Fe离子几乎全部以Fe3+存在.当菌密度大于1.40×107cells·m L-1时,体系生物氧化后所得硫铁矿表面存在明显的侵蚀坑.相对于半量浓度改进型9K培养基养分供给,全量改进型9K液体培养基的引入由于体系次生铁矿物覆盖硫铁矿明显而抑制了总Fe离子与SO2-4的释放.硫铁矿氧化所得酸性废水经Ca O中和至pH约为7.00,总Fe近乎全部去除,而SO2-4去除率相对较低(26.7%~73.9%).本研究所得结果对明晰酸性矿山废水形成规律具有一定的指导意义.     

含铁酸性矿井水治理及工程应用

含铁酸性矿井水是矿井外排水中的一种污染及危害极大的废水，采用传统处理虽能达到中和的目的，但除铁效果不甚理想，出水水质不稳定、易返色。本文针对含铁酸性矿井水的水质特征和治理中存在的主要问题，提出了一种新的净化技术，即两级综合法处理含铁酸性矿井水，不仅能同时达到中和、除铁的目的，而且出水水质完全达到一级排放标准，且出水24h后不返色，该技术在工程中得到了成功的应用。