矿井水地下储存过程中典型污染组分去除规律——以内蒙古敏东一矿为例
发布时间：2021-03-04 07:18
为了查清敏东一矿矿井水水质特征和地下储存过程中典型污染组分去除规律,设计了一种"地表处理+含水层储存"的实验装置,结合现场取样检测、污染组分分析、室内模拟实验等手段开展了相关研究,结果表明,敏东一矿井下矿井水中污染组分来源于天然地下水和煤炭生产,其中来自地下水的Fe,F,Mn等离子超标1.0～3.0倍;煤炭开采造成的污染包括COD、浊度、氨氮、总大肠菌群,分别超标69.67～192.33倍、24.16～55.17倍、0.52～1.10倍和4.33～7.67倍;石油类组分超标则表明矿井水中出现了一定程度的有机污染。混凝沉淀实验中,20.0 mg/L PAC条件下,浊度和COD分别降至13.60 NTU和4.73 mg/L;在常规处理（混凝沉淀）去除悬浮物和COD的基础上,采用"地表处理和含水层储存"的实验模拟工艺,利用地表包气带孔隙介质过滤、氧化反应等作用,使浊度<1.0 NTU,TOC含量=1.097～1.128 mg/L,UV254=0.026～0.037 cm-1,NH4质量浓度0.1 mg/L,地表处理段出水...
【文章来源】：煤炭学报. 2020,45(08)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
研究区地理位置
鉴于敏东一矿第四系地层厚度为20.4～49.4 m,大部分是包气带土壤层,该层段底部存在3.0～5.0 m的饱和带潜水层;15号煤顶板含水层厚度10.0～40.0 m,岩性主要为砾岩和中粗砂岩;潜水和承压水水位主要受地形控制,总体呈东南高西北低的水力梯度(0.3%～0.6%),向伊敏河排泄。包气带土壤层为多孔介质体系和氧化环境,可以去除矿井水中悬浮物、有机物、氨氮等污染物,保证矿井水水质满足地下储存要求;饱和带潜水层和白垩系承压含水层为还原环境,可以进一步去除矿井水中残留的微量污染组分(有机污染物、硝酸盐等),实现煤炭生产过程中产生的绝大部分污染物的有效去除,以及矿井水安全储存。因此研究了一种土壤表层处理和含水层回灌的矿井水处理储存技术(图2),利用包气带土壤层过滤和好氧处理污染组分,饱和带含水层进一步厌氧处理剩余微量污染组分和储存矿井水,实现煤矿矿井水的有效处理和合理储存。如果地表处理出水不满足回灌要求,可以立即关闭回灌泵,避免受污染水体进入地下含水层。基于图2的原理,搭建了包气带和饱和带串联的矿井水地下储存模拟装置(图3):No.1模拟柱为包气带,模拟地表好氧回灌池的处理过程,上端留设进样口和排气口,下端留设包气带取样口(设置三通装置);No.2模拟柱为饱和带,模拟长期储存过程中的水质演化过程,左上端进样口与No.1模拟柱的取样口(即出水口)三通相连,右下端为饱和带取样口。2个模拟柱均为内径11 cm、长100 cm有机玻璃柱,内部充填研究区松散介质,两端各加3.0 cm厚的粗粒石英砂,起到滤砂和均匀布液的作用,下端用滤布作为反滤层以防止风积沙堵塞出水孔。实验过程中以供液瓶和蠕动泵作为供水装置,以保证形成稳定流量(0.8～1.0 mL/min)。
基于图2的原理,搭建了包气带和饱和带串联的矿井水地下储存模拟装置(图3):No.1模拟柱为包气带,模拟地表好氧回灌池的处理过程,上端留设进样口和排气口,下端留设包气带取样口(设置三通装置);No.2模拟柱为饱和带,模拟长期储存过程中的水质演化过程,左上端进样口与No.1模拟柱的取样口(即出水口)三通相连,右下端为饱和带取样口。2个模拟柱均为内径11 cm、长100 cm有机玻璃柱,内部充填研究区松散介质,两端各加3.0 cm厚的粗粒石英砂,起到滤砂和均匀布液的作用,下端用滤布作为反滤层以防止风积沙堵塞出水孔。实验过程中以供液瓶和蠕动泵作为供水装置,以保证形成稳定流量(0.8～1.0 mL/min)。2.3 检测分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国煤矿区水环境现状及矿井水处理利用研究进展[J]. 孙亚军,陈歌,徐智敏,袁慧卿,张玉卓,周丽洁,王鑫,张成行,郑洁铭. 煤炭学报. 2020(01)
[2]神府矿区井下综采设备检修过程中矿井水水质变化特征[J]. 杨建,王强民,王甜甜,张溪彧. 煤炭学报. 2019(12)
[3]有机-无机联合矿井突水水源判别方法[J]. 杨建,刘基,靳德武,王强民. 煤炭学报. 2018(10)
[4]我国西北煤炭开采中的水资源保护基础理论研究进展[J]. 张东升,李文平,来兴平,范钢伟,刘卫群. 煤炭学报. 2017(01)
[5]井上下联合处理矿井水中污染物效果研究[J]. 杨建. 煤田地质与勘探. 2016(02)
[6]我国煤炭开采水资源保护利用技术研究进展[J]. 顾大钊,张勇,曹志国. 煤炭科学技术. 2016(01)
[7]中国生态环境脆弱区范围界定[J]. 刘军会,邹长新,高吉喜,马苏,王文杰,吴坤,刘洋. 生物多样性. 2015(06)
[8]蒙陕接壤区深埋煤层顶板水疏降效果[J]. 杨建,丁湘. 煤矿安全. 2015(08)
[9]井上下联合处理工艺处理矿井水过程中溶解性有机质变化特征[J]. 杨建,靳德武. 煤炭学报. 2015(02)
[10]我国矿井水管理现状分析及对策[J]. 郭雷,张硌,胡婵娟,雷俊峰. 煤炭学报. 2014(S2)
本文编号：3062796
【文章来源】：煤炭学报. 2020,45(08)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
研究区地理位置
鉴于敏东一矿第四系地层厚度为20.4～49.4 m,大部分是包气带土壤层,该层段底部存在3.0～5.0 m的饱和带潜水层;15号煤顶板含水层厚度10.0～40.0 m,岩性主要为砾岩和中粗砂岩;潜水和承压水水位主要受地形控制,总体呈东南高西北低的水力梯度(0.3%～0.6%),向伊敏河排泄。包气带土壤层为多孔介质体系和氧化环境,可以去除矿井水中悬浮物、有机物、氨氮等污染物,保证矿井水水质满足地下储存要求;饱和带潜水层和白垩系承压含水层为还原环境,可以进一步去除矿井水中残留的微量污染组分(有机污染物、硝酸盐等),实现煤炭生产过程中产生的绝大部分污染物的有效去除,以及矿井水安全储存。因此研究了一种土壤表层处理和含水层回灌的矿井水处理储存技术(图2),利用包气带土壤层过滤和好氧处理污染组分,饱和带含水层进一步厌氧处理剩余微量污染组分和储存矿井水,实现煤矿矿井水的有效处理和合理储存。如果地表处理出水不满足回灌要求,可以立即关闭回灌泵,避免受污染水体进入地下含水层。基于图2的原理,搭建了包气带和饱和带串联的矿井水地下储存模拟装置(图3):No.1模拟柱为包气带,模拟地表好氧回灌池的处理过程,上端留设进样口和排气口,下端留设包气带取样口(设置三通装置);No.2模拟柱为饱和带,模拟长期储存过程中的水质演化过程,左上端进样口与No.1模拟柱的取样口(即出水口)三通相连,右下端为饱和带取样口。2个模拟柱均为内径11 cm、长100 cm有机玻璃柱,内部充填研究区松散介质,两端各加3.0 cm厚的粗粒石英砂,起到滤砂和均匀布液的作用,下端用滤布作为反滤层以防止风积沙堵塞出水孔。实验过程中以供液瓶和蠕动泵作为供水装置,以保证形成稳定流量(0.8～1.0 mL/min)。
基于图2的原理,搭建了包气带和饱和带串联的矿井水地下储存模拟装置(图3):No.1模拟柱为包气带,模拟地表好氧回灌池的处理过程,上端留设进样口和排气口,下端留设包气带取样口(设置三通装置);No.2模拟柱为饱和带,模拟长期储存过程中的水质演化过程,左上端进样口与No.1模拟柱的取样口(即出水口)三通相连,右下端为饱和带取样口。2个模拟柱均为内径11 cm、长100 cm有机玻璃柱,内部充填研究区松散介质,两端各加3.0 cm厚的粗粒石英砂,起到滤砂和均匀布液的作用,下端用滤布作为反滤层以防止风积沙堵塞出水孔。实验过程中以供液瓶和蠕动泵作为供水装置,以保证形成稳定流量(0.8～1.0 mL/min)。2.3 检测分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国煤矿区水环境现状及矿井水处理利用研究进展[J]. 孙亚军,陈歌,徐智敏,袁慧卿,张玉卓,周丽洁,王鑫,张成行,郑洁铭. 煤炭学报. 2020(01)
[2]神府矿区井下综采设备检修过程中矿井水水质变化特征[J]. 杨建,王强民,王甜甜,张溪彧. 煤炭学报. 2019(12)
[3]有机-无机联合矿井突水水源判别方法[J]. 杨建,刘基,靳德武,王强民. 煤炭学报. 2018(10)
[4]我国西北煤炭开采中的水资源保护基础理论研究进展[J]. 张东升,李文平,来兴平,范钢伟,刘卫群. 煤炭学报. 2017(01)
[5]井上下联合处理矿井水中污染物效果研究[J]. 杨建. 煤田地质与勘探. 2016(02)
[6]我国煤炭开采水资源保护利用技术研究进展[J]. 顾大钊,张勇,曹志国. 煤炭科学技术. 2016(01)
[7]中国生态环境脆弱区范围界定[J]. 刘军会,邹长新,高吉喜,马苏,王文杰,吴坤,刘洋. 生物多样性. 2015(06)
[8]蒙陕接壤区深埋煤层顶板水疏降效果[J]. 杨建,丁湘. 煤矿安全. 2015(08)
[9]井上下联合处理工艺处理矿井水过程中溶解性有机质变化特征[J]. 杨建,靳德武. 煤炭学报. 2015(02)
[10]我国矿井水管理现状分析及对策[J]. 郭雷,张硌,胡婵娟,雷俊峰. 煤炭学报. 2014(S2)
本文编号：3062796
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