微絮凝煤矸石渣过滤矿井水的试验研究

论文摘要

矿井水既是污染源,又是水资源。矿井水资源化具有明显的经济、环境和社会效益。阜新市为资源性缺水城市,矿井水的开发利用,可大大缓解阜新地区严重缺水的局面。本课题根据阜新市五龙煤矿矿井水的特点,考察了微絮凝-过滤工艺对矿井水的处理效果,处理后的水质达到国家规定的回用水标准。首先,通过室内混凝试验确定了矿井水的最佳混凝剂、最佳投药量、最佳水利条件及最佳沉降时间。在此基础上,本着废物利用的原则,选取煤矸石炉渣为滤料,并进行筛分级配。应用自制的过滤模型,考察了微絮凝-过滤的最佳投药量、出水水质以及滤柱的截污能力和反冲洗状况。最后,将微絮凝-过滤工艺与常规工艺进行技术经济比较分析。理论分析和实验结果表明,微絮凝煤矸石炉渣过滤工艺处理矿井水是可行的,处理方案简洁,节省投药量,减少运行管理费用。具有重要的现实意义,有很好的开发应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 选题背景
• 1.2 问题的提出及意义
• 1.3 国内外矿井水处理利用现状
• 1.3.1 国内矿井水处理利用现状
• 1.3.2 国外矿井水处理利用现状
• 1.4 研究的主要内容
• 2 研究区域概况
• 2.1 地理位置
• 2.2 阜新矿区水资源状况
• 2.3 水文地质概况
• 2.4 矿井水概况
• 2.4.1 矿井水来源
• 2.4.2 矿井涌水情况
• 2.4.3 矿井水水质情况
• 3 微絮凝-过滤机理
• 3.1 混凝机理
• 3.1.1 压缩双电层作用
• 3.1.2 电荷的中和作用
• 3.1.3 吸附架桥作用
• 3.1.4 卷扫、网捕作用
• 3.2 过滤机理
• 3.2.1 迁移机理
• 3.2.2 附着机理
• 3.2.3 脱落机理
• 3.3 微絮凝-过滤机理
• 3.3.1 微絮凝-过滤概念
• 3.3.2 微絮凝-过滤的研究和应用现状
• 3.3.3 微絮凝-过滤工艺的特点
• 4 矿井水混凝试验
• 4.1 试验仪器及药剂
• 4.1.1 试验仪器
• 4.1.2 药剂选择
• 4.2 试验方法
• 4.3 试验结果分析
• 4.3.1 不同混凝剂对试验结果的影响
• 4.3.2 投加助凝剂对试验结果的影响
• 4.3.3 水力条件对试验结果的影响
• 4.3.4 沉降时间对试验结果的影响
• 4.3.5 正交试验结果分析
• 5 微絮凝-过滤试验
• 5.1 滤料的选取及级配
• 5.1.1 滤料的选取
• 5.1.2 滤料的级配
• 5.2 试验装置及试验内容
• 5.2.1 试验装置
• 5.2.2 试验流程
• 5.2.3 试验测试项目及主要测试方法
• 5.2.4 原水水质和过滤控制指标
• 5.3 试验结果与分析
• 5.3.1 微絮凝最佳投药量的确定
• 5.3.2 微絮凝-过滤对污染物的去除效果
• 5.3.3 不同高度滤层的截污能力
• 5.3.4 滤柱反冲洗试验
• 6 工艺技术经济比较分析
• 6.1 不同工艺的流程和出水水质对比
• 6.1.1 常规工艺流程及出水水质
• 6.1.2 微絮凝-过滤流程及出水水质
• 6.2 不同处理工艺的经济分析
• 6.3 经济效益、社会效益与环境效益分析
• 7 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文