“矿井水处理”高影响力论文推荐 |《煤炭科学技术》

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“矿井水处理”高影响力论文推荐 |《煤炭科学技术》

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行业视野: 环境保护
类别; 32个
关键词; 34位
专家; 8篇
论文; 4713IP
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西部矿区高矿化度矿井水膜蒸馏处理技术

作者(Author)：卞伟, 李井峰, 顾大钊, 郭强, 吕嘉峰, 齐继

摘要：西部煤矿矿井水有相当比例为高矿化度矿井水，典型的处理工艺产品水符合再生水要求，但存在前期投资高、工艺复杂、处理成本高等问题。统计数据显示，西部7个大型煤炭基地太阳能和地热资源均属于丰富或较丰富。为实现高矿化度矿井水大规模低成本的处理，可充分利用西部太阳能、地热能和工业余热丰富的优势，采用膜蒸馏技术进行处理。其优势主要体现在:可利用低成本热源、浓缩倍数高、工艺流程短、产水水质好、膜污染(润湿)程度轻等。深入阐述了膜蒸馏与太阳能和地热能的结合工艺，指出太阳能膜蒸馏可用于反渗透浓水的地面深度浓缩；地热膜蒸馏则可直接在井下处理高矿化度矿井水，产水回用井下或地面，浓水井下封存，可大幅降低矿井水“零排放”的成本。以宁东地区100 t/h矿井水处理规模为例，分别测算了太阳能膜蒸馏所需的光热面积和地热膜蒸馏所需的换热器长度。结果显示反渗透串联膜蒸馏处理100 m3/h矿井水所需的光热面积约为8 257 m2，可充分利用处理站和蓄水池顶部空间，基本做到不新增占地。地热膜蒸馏井下直接处理100 m3/h矿井水所需的换热器长度约为9 435 m，所需的PTFE中空纤维疏水膜面积为8 333～12 500 m2，采煤工作面上覆层或下伏层的广袤岩土可满足地热膜蒸馏所需的换热空间。

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煤炭科学技术

2022年第03期

207

410
高矿化度矿井水纳滤膜适度脱盐技术研究

作者(Author)：葛光荣, 吴一平, 张全

摘要：高矿化度矿井水在我国西部矿区普遍存在。近年来随着煤炭西进战略的实施，该区域的干旱、水污染和生态退化问题日益凸显，迫使关于高矿化度矿井水资源化和达标排放的政策法规日益趋严，进而倒逼高矿化度矿井水节能高效脱盐技术不断发展。为进一步提高西部矿区高矿化度矿井水的资源化利用水平、降低脱盐成本，基于广泛的矿井水水质水量、分布现状和脱盐技术现状调研，针对现阶段高矿化度矿井水脱盐主流技术因非选择性脱盐和单纯追求高脱盐率而产生的过度脱盐、工艺复杂、高能耗、膜污染等问题，提出针对煤矿区溶解性总固体（TDS）在1 000～3 000 mg/L微咸矿井水分级分质回用适度脱盐工艺。适度脱盐核心是对矿井水中特定离子（如Ca2+、Mg2+、SO42-等）进行有选择性的脱除，在满足相关水质要求前提下使脱盐成本最小化，实现节能脱盐和降本增效。将微咸矿井水的适度脱盐作为目标，将纳滤膜（NF）的筛分、道南效应作为理论基础，通过室内配水试验、现场小试、实验室表征等，系统性研究微咸矿井水的适度脱盐工艺及其关键运行参数。结果表明NF在允许部分一价离子通过的同时能够截留矿井水中高价态特征离子，其较为宽泛的脱盐率区间（37.4%～98.25%）相对反渗透技术在微咸矿井水适度净化方面更具优势；由于纳滤膜运行压力低、膜孔径大，相比反渗透膜的抗污染能力更强，纳滤适度脱盐工艺在无机污染物较重的微咸矿井水净化方面具有较大应用前景。

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煤炭科学技术

2021年第03期

310

1895
我国煤矿矿井水处理技术现状与展望

作者(Author)：顾大钊, 李庭, 李井峰, 郭强, 蒋斌斌, 卞伟, 包一翔

摘要：系统梳理了我国煤矿矿井水的处理技术现状，对高悬浮物矿井水、高矿化度矿井水和含特殊组分矿井水的常用处理技术进行了对比分析。近年来高矿化度和含特殊组分矿井水逐年增多，相关水质标准大幅提高，给煤矿矿井水处理提出了更高的要求。为了适应新形势，煤矿矿井水处理技术应通过科技创新，实现矿井水大规模低成本处理，支撑矿井水高效利用，一是要大力发展井下处理技术，利用井下空间和岩体自然净化优势大幅降低矿井水处理成本，并实现矿井水大规模调配与利用；二是要因地制宜利用西部矿区丰富的太阳能、地热等新能源以及火电厂余热等，驱动低温多效蒸发、膜蒸馏等处理技术，可大幅降低处理能耗；三是要通过对相关标准体系的完善，促进矿井水处理实现“ 分级处理、分质利用”。

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煤炭科学技术

2021年第01期

2059

2122
煤矿地下水库水体水化学特征及其成因解析

作者(Author)：韩佳明, 高举, 杜坤, 陈梦圆, 蒋斌斌, 张凯

摘要：煤炭资源开采过程中地下水资源破坏严重，是煤炭绿色开采过程中的难题，煤矿地下水库可有效保护矿井水和提高水资源循环利用。为阐明煤矿地下水库水体净化机理，测定了神东大柳塔煤矿地下水库原位进出水水样水质指标，结合相关性、主成分分析等统计学方法与舒卡列夫分类、Piper三线图等水化学分析方法和离子比值法，分析了地下水库水体水化学特征及其形成机制。结果表明：煤矿地下水库自净化效果显著，出水的固体悬浮物、浊度、电导率和溶解性总固体等指标明显降低，化学需氧量、Fe3+、Mn2+平均去除率可分别达到42%、89%、94%；水化学类型由进水的Ca2+·Na+ - Cl-·SO42-型逐步向出水的Na+·Ca2+- Cl-·SO42-型转变，水库净化过程中发生了阳离子交换；多元统计分析表明溶滤作用、混合作用、外界干扰、阳离子交换等均会影响地下水库水质的净化过程，其中溶滤作用起主导作用；水体中Na+、Ca2+、Mg2+主要来自硅酸盐矿物的溶解。

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煤炭科学技术

2020年第11期

264

400
分散碱性基质法处理闭坑煤矿酸性矿井水试验研究

作者(Author)：李向东, 蔡洁莹, 冯启言, 王锋利

摘要：贵州凯里鱼洞河区域多数关闭煤矿产生大量酸性矿山排水，造成严重水环境污染。为探讨石灰石和木屑构成的分散碱性基质系统处理闭坑煤矿酸性矿井水的效果，共进行50 d酸性矿井水处理模拟试验。采用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）测定不同时间反应进出水中Fe、Al、Mn、Zn、Cd金属离子浓度，滴定法测定酸碱度，便携式测定仪测定pH、氧化还原电位ORP和温度等。结果表明，试验结束时，分散碱性基质处理柱可有效提高酸性矿井水的pH，使出水pH维持在6以上。随着时间推移，系统的反应区段不断下移，反应结束时，可有效释放碱度的区段已移至系统的最深层，此时对应Al、Fe、Zn各元素去除效率分别可达98.58%、51.51%、35.45%，但对Mn、Cd无明显去除效果。由反应柱中固体沉淀物的X射线衍射仪(XRD)矿物成分分析、扫描电子显微镜(SEM)微观形貌分析和能量色散X-射线光谱(EDX)微观化学成分分析可得，Fe2+经过氧化后形成Fe3+，再通过水合或沉淀作用形成氢氧化铁，氢氧化铁不稳定导致一部分会转为其水解产物（针铁矿，纤铁矿等），一部分则会通过与SO42-的络合作用形成纤铁矾等从溶液中去除。通过对不同深度下各金属离子矿物形式的饱和度计算可得，系统表层0～8 cm还可能存在Al的相关矿物沉淀，如羟矾石，一水软铝石，一水硬铝石等。

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煤炭科学技术

2020年第09期

447

692
含氟矿井水混凝吸附联合除氟技术工业化应用研究

作者(Author)：赵焰, 陆梦楠, 孙斌, 李井峰, 徐志清, 腾东玉

摘要：我国西部矿区大多属于高氟地层，煤炭开采使地层中的氟转移至地下水造成地下水及矿井水氟含量超标。为解决氟污染问题，内蒙古矿区要求矿井水经过处理后必须达到地表Ⅲ类水标准（氟化物排放限值为1 mg/L），这使得原本可以达标的矿井水因微量超标的氟化物而禁止排放，煤炭行业环保压力巨大。针对含氟矿井水氟化物排放限值低、处理水量大的特点，提出“聚合氯化铝混凝沉淀+羟基磷灰石吸附”的梯级除氟方法，可不拆除原有矿井水处理站进行原位除氟。结果表明：①絮凝除氟时，PACl作为除氟剂对典型矿区含氟矿井水的除氟效果较好，其中35%Al2O3PACl的氟去除率高达91.37%，单独处理后氟化物浓度低于0.6 mg/L，低于地表Ⅲ类水标准的氟化物排放限值；②吸附性能试验以羟基磷灰石作为滤料时，准二级动力学模型可以较好地描述F-在羟基磷灰石表面的吸附，吸附等温线符合Freundlich模型，即吸附原理为多层化学吸附，主要为OH-与F-的置换。动态吸附试验结果表明，以2 BV/h的水力条件吸附54 BV后出现穿透点，碱作为再生液多次再生后吸附剂性能恢复较好，建议使用1.5%或2%NaOH溶液再生。PACl加药与羟基磷灰石梯级除氟工艺经济性较好，可有效避免因过量加药导致的TDS显著增高和大水量吸附时因进水浓度高或水质波动导致出水不达标的问题。

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煤炭科学技术

2020年第09期

411

605
高悬浮物矿井水处理技术研究与应用

作者(Author)：程志伟, 王碧清, 田江鱼

摘要：为了提高矿井水利用率,针对我国常见的高悬浮物矿井水,提出了高效旋流一体化净化技术,研究了其技术原理、工艺流程和技术优势,并将此技术应用于张家峁煤矿矿井水处理站,探讨了其在实际应用中的处理效果和综合效益。结果表明:与传统处理技术相比,高效旋流一体化净化技术原理先进,工艺操作简便,具有处理效率高、耐冲击(悬浮物SS质量浓度30～100 000 mg/L)、占地面积小、运行成本低等优点;其应用于张家峁矿井水处理站后,矿井水SS质量浓度由1 466 mg/L下降至4 mg/L,且COD、浊度、总铁等都达到相关标准,处理后的水可回用于黄泥注浆、井下消防洒水以及作为生活日用水备用水源;可直接节约水费720万元/a,节约水处理费用39.6万元/a。

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煤炭科学技术

484

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榆神矿区地表水水化学特征及其影响因素分析

作者(Author)：刘基, 高敏, 靳德武, 杨建, 王强民

摘要：煤矿开采外排矿井水可能对地表水系水质产生影响，为了研究榆神矿区地表水的水质状况，采集了秃尾河和榆溪河沿程的地表水样各5组，采用数理统计法分析了地表水的水化学特征；运用Piper三线图分析了地表水的水化学类型及其主要离子组成特征；采用Gibbs图和离子相关关系等方法探讨了地表水主要离子的来源及其影响因素。研究结果表明：榆神矿区秃尾河水的TDS为404.32～794.17 mg/L，平均为529.68 mg/L，榆溪河水的TDS为303.73～434.77 mg/L，平均为356.88 mg/L，均为弱碱性淡水。地表水阳离子均以Ca2+和 Na+为主，秃尾河水的Ca2+和 Na+平均质量浓度分别为63.33和46.63 mg/L，而榆溪河水的Ca2+和 Na+平均质量浓度分别为61.08和16.44 mg/L；阴离子均以HCO-3为主，秃尾河和榆溪河水的HCO-3平均质量浓度分别为294.96和225.34 mg/L，地表水的水化学类型以HCO-3-Ca2+为主。秃尾河地表水各水化学参数呈现从上游到下游逐渐降低趋势，而榆溪河地表水各水化学参数呈现从上游到下游逐渐升高的趋势。根据地表水中各化学指标间的相互关系矩阵可知，TDS与K+、Na+、Mg2+、Cl-、SO2-4和HCO-3都存在显著的正相关关系，说明这些离子均对TDS有明显的贡献。HCO-3分别与K+、Na+、Ca2存在显著的相关关系，说明这些离子可能来源于同一样物质，可能来源于含钠硅酸盐的溶解。地表水中主要离子主要来源于硅酸盐的岩石风化溶解以及阳离子交换作用，其中SO2-4、NO-3和Cl-的浓度局部较高，大部分浓度均较低，说明地表水局部地段受人类活动的轻微影响，但由于河流的径流、混合和稀释等作用，人类活动对地表水水质的影响有限。

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煤炭科学技术

2020年第07期

531

374

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