為了查清敏東一礦礦井水水質(zhì)特征和地下儲存過程中典型污染組分去除規(guī)律,設(shè)計了一種"地表處理+含水層儲存"的實驗裝置,結(jié)合現(xiàn)場取樣檢測、污染組分分析、室內(nèi)模擬實驗等手段開展了相關(guān)研究,結(jié)果表明,敏東一礦井下礦井水中污染組分來源于天然地下水和煤炭生產(chǎn),其中來自地下水的Fe,F,Mn等離子超標(biāo)1.0～3.0倍;煤炭開采造成的污染包括COD、濁度、氨氮、總大腸菌群,分別超標(biāo)69.67～192.33倍、24.16～55.17倍、0.52～1.10倍和4.33～7.67倍;石油類組分超標(biāo)則表明礦井水中出現(xiàn)了一定程度的有機(jī)污染�；炷恋韺嶒炛�,20.0 mg/L PAC條件下,濁度和COD分別降至13.60 NTU和4.73 mg/L;在常規(guī)處理（混凝沉淀）去除懸浮物和COD的基礎(chǔ)上,采用"地表處理和含水層儲存"的實驗?zāi)M工藝,利用地表包氣帶孔隙介質(zhì)過濾、氧化反應(yīng)等作用,使?jié)岫?lt;1.0 NTU,TOC含量=1.097～1.128 mg/L,UV₂₅₄=0.026～0.037 cm^-1,NH₄質(zhì)量濃度0.1 mg/L,地表處理段出水... 

【文章來源】：煤炭學(xué)報. 2020,45(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

研究區(qū)地理位置

鑒于敏東一礦第四系地層厚度為20.4～49.4 m,大部分是包氣帶土壤層,該層段底部存在3.0～5.0 m的飽和帶潛水層;15號煤頂板含水層厚度10.0～40.0 m,巖性主要為礫巖和中粗砂巖;潛水和承壓水水位主要受地形控制,總體呈東南高西北低的水力梯度(0.3%～0.6%),向伊敏河排泄。包氣帶土壤層為多孔介質(zhì)體系和氧化環(huán)境,可以去除礦井水中懸浮物、有機(jī)物、氨氮等污染物,保證礦井水水質(zhì)滿足地下儲存要求;飽和帶潛水層和白堊系承壓含水層為還原環(huán)境,可以進(jìn)一步去除礦井水中殘留的微量污染組分(有機(jī)污染物、硝酸鹽等),實現(xiàn)煤炭生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的絕大部分污染物的有效去除,以及礦井水安全儲存。因此研究了一種土壤表層處理和含水層回灌的礦井水處理儲存技術(shù)(圖2),利用包氣帶土壤層過濾和好氧處理污染組分,飽和帶含水層進(jìn)一步厭氧處理剩余微量污染組分和儲存礦井水,實現(xiàn)煤礦礦井水的有效處理和合理儲存。如果地表處理出水不滿足回灌要求,可以立即關(guān)閉回灌泵,避免受污染水體進(jìn)入地下含水層�；趫D2的原理,搭建了包氣帶和飽和帶串聯(lián)的礦井水地下儲存模擬裝置(圖3):No.1模擬柱為包氣帶,模擬地表好氧回灌池的處理過程,上端留設(shè)進(jìn)樣口和排氣口,下端留設(shè)包氣帶取樣口(設(shè)置三通裝置);No.2模擬柱為飽和帶,模擬長期儲存過程中的水質(zhì)演化過程,左上端進(jìn)樣口與No.1模擬柱的取樣口(即出水口)三通相連,右下端為飽和帶取樣口。2個模擬柱均為內(nèi)徑11 cm、長100 cm有機(jī)玻璃柱,內(nèi)部充填研究區(qū)松散介質(zhì),兩端各加3.0 cm厚的粗粒石英砂,起到濾砂和均勻布液的作用,下端用濾布作為反濾層以防止風(fēng)積沙堵塞出水孔。實驗過程中以供液瓶和蠕動泵作為供水裝置,以保證形成穩(wěn)定流量(0.8～1.0 mL/min)。

基于圖2的原理,搭建了包氣帶和飽和帶串聯(lián)的礦井水地下儲存模擬裝置(圖3):No.1模擬柱為包氣帶,模擬地表好氧回灌池的處理過程,上端留設(shè)進(jìn)樣口和排氣口,下端留設(shè)包氣帶取樣口(設(shè)置三通裝置);No.2模擬柱為飽和帶,模擬長期儲存過程中的水質(zhì)演化過程,左上端進(jìn)樣口與No.1模擬柱的取樣口(即出水口)三通相連,右下端為飽和帶取樣口。2個模擬柱均為內(nèi)徑11 cm、長100 cm有機(jī)玻璃柱,內(nèi)部充填研究區(qū)松散介質(zhì),兩端各加3.0 cm厚的粗粒石英砂,起到濾砂和均勻布液的作用,下端用濾布作為反濾層以防止風(fēng)積沙堵塞出水孔。實驗過程中以供液瓶和蠕動泵作為供水裝置,以保證形成穩(wěn)定流量(0.8～1.0 mL/min)。2.3 檢測分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]我國煤礦區(qū)水環(huán)境現(xiàn)狀及礦井水處理利用研究進(jìn)展[J]. 孫亞軍,陳歌,徐智敏,袁慧卿,張玉卓,周麗潔,王鑫,張成行,鄭潔銘.  煤炭學(xué)報. 2020(01)
[2]神府礦區(qū)井下綜采設(shè)備檢修過程中礦井水水質(zhì)變化特征[J]. 楊建,王強(qiáng)民,王甜甜,張溪彧.  煤炭學(xué)報. 2019(12)
[3]有機(jī)-無機(jī)聯(lián)合礦井突水水源判別方法[J]. 楊建,劉基,靳德武,王強(qiáng)民.  煤炭學(xué)報. 2018(10)
[4]我國西北煤炭開采中的水資源保護(hù)基礎(chǔ)理論研究進(jìn)展[J]. 張東升,李文平,來興平,范鋼偉,劉衛(wèi)群.  煤炭學(xué)報. 2017(01)
[5]井上下聯(lián)合處理礦井水中污染物效果研究[J]. 楊建.  煤田地質(zhì)與勘探. 2016(02)
[6]我國煤炭開采水資源保護(hù)利用技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 顧大釗,張勇,曹志國.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2016(01)
[7]中國生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)范圍界定[J]. 劉軍會,鄒長新,高吉喜,馬蘇,王文杰,吳坤,劉洋.  生物多樣性. 2015(06)
[8]蒙陜接壤區(qū)深埋煤層頂板水疏降效果[J]. 楊建,丁湘.  煤礦安全. 2015(08)
[9]井上下聯(lián)合處理工藝處理礦井水過程中溶解性有機(jī)質(zhì)變化特征[J]. 楊建,靳德武.  煤炭學(xué)報. 2015(02)
[10]我國礦井水管理現(xiàn)狀分析及對策[J]. 郭雷,張硌,胡嬋娟,雷俊峰.  煤炭學(xué)報. 2014(S2)



本文編號：3062796