高铁高锰矿井水水质特征及其净化机制

以鹤壁煤业集团九矿和寺湾矿矿井水为例，对高铁高锰矿井水的水质特征及其净化机制进行了研究.分析表明，矿井水具有溶解氧丰富、高矿化度、高浊度的特征，矿井水的处理不需专门设曝气装置；采用混凝沉淀和过滤模型试验，考察了铁、锰的去除效果及滤料、滤速等对过滤出水水质的影响，结果表明：混凝沉淀对铁的去除率在90％以上，对锰的去除率仅达20％左右；以KMnO₄溶液浸泡过的锰砂为滤料，过滤（滤速7~9 m/h）出水铁、锰含量均在0.1 mg/L以下，表明锰砂表面所形成的活性复合物质滤膜对锰的去除起到了关键性作用.     

煤矿酸性矿井水除铁锰主要影响因素研究

针对酸性外排矿井水含有铁、锰等金属离子的问题,采用正交实验的实验方法,通过一系列实验,分析了pH、预曝气、曝气时间、氧化还原电位、滤料等5个主要影响因素,对曝气沉淀、接触氧化的工艺去除酸性矿井水中铁、锰的去除效率影响进行了研究.     

改性火山岩处理高铁锰矿井水机理分析

以火山岩滤料为载体,制备了水合二氧化锰改性滤料用于去除矿井水的铁锰离子.在滤速为7.0 m/h,连续54 h的过滤周期内,改性火山岩对锰离子的去除率达94.8％～ 99.3％.结合X射线衍射(XRD),扫描电镜-能谱(SEM-EDS)等表征手段,确认火山岩改性后,表面覆盖的水合二氧化锰层具有丰富的表面羟基(以-Mn-OH表示),根据表面配合模式,其羟基中氢能与水中的Mn2+和Fe2+发生表面络合反应,最终Mn2+和Fe2+被表面羟基吸附并交换出氢,从而实现对铁锰离子的去除.     

深层砂过滤滤料和滤层厚度对煤泥水过滤效果的影响研究

介绍了滤料和滤层厚度对过滤效果的影响。指出可利用不同粒度的滤料颗粒组成滤层,使之接近理想滤层。通过改变滤料的表面性质,可提高滤料对煤泥水中悬浮颗粒的去除效率。在砂过滤中,滤层厚度薄,底层含污量少,出水浊度高。因此,任何砂过滤器必须保证其滤层厚度,才能达到过滤的目的。     

涂铁改性火山岩去除矿井水中铁锰离子试验

利用涂铁改性火山岩滤料对矿井水进行了除铁除锰的试验研究.结果表明,改性火山岩滤料对铁锰离子的吸附都遵循Freundlich等温吸附模型.动态对比试验中,改性火山岩对矿井水中铁离子的去除率达80%～99%,与锰砂效果接近,但略低于火山岩;对锰离子的去除,改性火山岩效果最佳,在过滤前6 h,锰去除率接近100%,6 h后锰去除率随过滤时间呈线性降低.结合扫描电镜和能谱,分析了滤料的表面形貌和化学组成,并对改性火山岩滤料除铁除锰机理进行了分析.     

模拟矿井采空区水处理试验

以采空区充填物为载体,对模拟采空区处理高浊度和高铁锰矿井水的效果和影响因素进行了试验研究.结果表明,采空区充填物对铁和浊度的去除效果比锰好,污染负荷影响采空区充填物对铁、锰处理的饱和时间,pH值对去除铁和锰影响很大.利用采空区处理中性和偏碱性矿井水可作为矿井水的一种预处理方法.     

小协水源除锰净化站设计及运行浅析

本文介绍了新汶局小协饮用水源净化站的除锰工艺设计及运行分析,该净化站将含锰水与不含锰水在曝气前混合,只需一级除锰处理就达到常规需二级处理的效果,简化了工艺,节约了投资,设计采用的叶轮表面曝气,对提高水的溶解氧、pH值及去除CO_2效果较好,在滤料成熟以后,滤后水的含锰量由2.1mg/L降至0.011mg/L,达到国家饮用水标准,本设计对类似污染水源的处理有一定的参考价值。     

铁尾矿陶粒的制备及对生活污水的处理

以铁尾矿为主要原料,加入少量粉煤灰、煤矸石、石灰石及生物外加剂,制备铁尾矿陶粒滤料,并考察其对生活污水COD的去除效果。结果表明：在铁尾矿、粉煤灰、煤矸石、石灰石、生物外加剂分别占总物料量的86%、6%、4%、3%、1%,陶粒粒径为3～5 mm,焙烧温度为1 100 ℃时,烧制的陶粒滤料对生活污水COD的去除率可达80%。XRD和SEM分析表明,焙烧过程中产生的钠长石提高了陶粒的强度,同时陶粒表面粗糙、内部多孔、比表面积增大,因此具有良好的吸附性能,有利于生活污水中污染物的去除。     

铁屑+粉煤灰处理含高浓度铁锰氨氮废水试验研究

通过单因素及多因素正交实验研究铁屑与粉煤灰处理含高浓度铁锰氨氮废水的有效性。结果表明,铁屑+粉煤灰去除铁锰及氨氮效率均高于单独作用,铁屑+粉煤灰最佳除锰条件为:铁屑与粉煤灰配比3:3,振荡频率150次/min,投加量6 g/100mL,反应时间60 min,pH值6。此条件下铁、锰、氨氮去除率分别为99.8%、86%和11.2%。     

底泥陶粒曝气生物滤池处理生活污水的试验研究

为探究底泥陶粒滤料和市售陶粒滤料对曝气生物滤池( BAF)效能的影响,构建了底泥陶粒曝气生物滤 池(SSC-BAF)和市售陶粒曝气生物滤池(CTC-BAF)对比试验体系,考察了 BAF 启动挂膜、不同水力停留时间对生活 污水中 COD、NH3-N、TP 去除效果的影响。 结果表明,底泥陶粒表面粗糙,孔隙性较好,比表面积较大,生物附着性较 强,适于作微生物的载体。 微生物在底泥陶粒滤料上挂膜成功仅需 12 d,且 SSC-BAF 对 COD、NH3-N、TP 的去除率比 CTC-BAF 分别提高了 9. 19、7. 55、11. 42 个百分点。 水力停留时间对 BAF 系统去除 COD、TP 有较大影响,对 NH3-N 的 去除影响较小。 当水力停留时间为 22 h 时,SSC-BAF 对 COD、NH3-N、TP 的去除效果均优于 CTC-BAF,平均去除率分 别为 77. 24%、71. 21%、73. 92%。 以河道底泥为原料制备的陶粒可用作 BAF 滤料,底泥陶粒滤料对 BAF 效能的提升 更显著。     

曙光煤矿高盐度及高铁锰水处理技术

针对曙光煤矿高盐度、高铁锰地下水直接饮用不达标的问题,采用锰砂过滤 精密过滤 反渗透工艺进行深度处理.运行结果表明,该系统处理高盐度、高铁锰水,出水铁离子和锰离子质量浓度均小于0.1 mg/L、溶解性总固体小于1000 mg/L,出水水质达到了<生活饮用水卫生标准>的要求.     

用钛白副产硫酸亚铁合成磷酸铁前驱体北大核心

钛白副产硫酸亚铁的提纯及再利用对于提高该含铁产品的附加值以及资源的综合利用都具有重要意义。对钛白副产硫酸亚铁中锰的脱除及铁的再利用进行研究。理论分析了双氧水氧化Fe^(2+)为Fe^(3+)及高锰酸钾氧化Mn^(2+)为MnO_(2)的可行性,通过试验考察了氧化剂用量、体系pH值、反应时间对锰脱除的影响。结果表明:在KMnO_(4)用量为理论值的1.0倍、pH=1.20、氧化时间30 min的条件下,锰的脱除率可达到99.9%,净化后溶液中锰含量降低至0.28 mg/L。以净化所得硫酸铁溶液作铁源,用液相沉淀法合成磷酸铁,可获得纳米级高纯度的无定型态二水磷酸铁前驱体,且该前驱体经煅烧可转变为α-石英型正磷酸铁。     

International Trials of Vertical Flow Reactors for Coal Mine Water Treatment

Vertical flow reactors (VFRs) were tested at coal mine sites in New Zealand, South Korea, and the USA. The objective was to evaluate the iron removal efficiency and iron removal mechanisms during field trials at low pH and circumneutral pH, and to evaluate the potential use of VFRs as stand-alone systems or in combination with other passive treatment technologies. Total iron and manganese removal efficiencies at circumneutral pH (6–8) often exceeded 90%, with effluent concentrations less than 1 mg/L. This is attributed to both homogeneous and heterogenous Fe(II) oxidation and filtration of the precipitated ferrihydrite. Iron removal efficiencies at moderately acidic conditions (pH 3–4.5) averaged close to 40%, with an average 71.0% removal in one of the trials after iron removal capacity was stabilized. Microbial Fe(II) oxidation and precipitation as schwertmannite together with aggregation of colloidal and nano-particulate Fe(III) are suspected to be the main removal mechanisms. Iron solubility limited removal under very acidic conditions (pH < 3). The reproducibility of the results with respect to previous research confirmed that VFRs can be used as stand-alone passive treatment systems for iron removal from mine waters with a footprint less than half of the area required by a conventional aerobic wetland. A VFR can also provide useful iron pretreatment for other passive treatment systems under circumneutral conditions, but would have to be combined with alkaline generating systems to achieve full iron removal from acidic mine waters.

     

聚丙烯酰胺残留物在矿井水处理中的迁移规律

聚丙烯酰胺(PAM)作为一种高效絮凝剂被广泛应用于矿井水处理过程中,PAM残留物丙烯酰胺(AM)单体存在于矿井水处理环节中,而AM已被国家癌症中心列为ⅡA类致癌物。为揭示PAM残留物AM在矿井水处理中的迁移规律,对10个矿区的矿井水处理环节进行了检测分析,并通过混凝沉淀与过滤实验研究了PAM投加量、分子量、水解度、矿井水pH值和含盐量等因素对AM质量浓度和处理效果的影响。结果表明:在调研的10个矿区的矿井水处理中,有80%的澄清(沉淀)池出水AM质量浓度>0.0005 mg/L,在0.0017~0.0875 mg/L,有60%的过滤出水AM质量浓度﹥0.0005 mg/L,在0.0011~0.0767 mg/L,过滤过程对AM的去除率在12.3%~99.1%,矿井水常规处理难以保证AM质量浓度满足饮用水标准,回用于饮用水需考虑PAM选型和投加量的优化,或采用反渗透等膜技术处理;在试验条件下(PAM投加量0.5~2.5 mg/L、分子量500万~1800万、水解度5%~30%、聚合氯化铝投加量为80 mg/L),AM质量浓度在沉淀与过滤2个处理环节均随各因素水平的增加而呈现先减小后增加的趋势,过滤过程对AM的去除率在30.0%~58.3%,当PAM投加量为1.0 mg/L、分子量为1200万、水解度为22%,原水pH值为7、电导率为2000μS/cm时,沉淀和过滤出水AM质量浓度最低,实验中最低值分别为0.0026和0.0012 mg/L。     

沸石处理地下水中铁锰的吸附特性研究

采用静态实验研究了不同因素对改性沸石吸附铁锰效果的影响。结果表明,沸石对单独的铁或锰吸附时出现相似规律,对锰的吸附量明显高于铁,若铁锰共存,存在竞争吸附。沸石粒径、搅拌时间、pH值、原水中铁或锰质量浓度对沸石的吸附量都有影响,对铁或锰质量浓度为250 mg/L的原水,采用2 g 6～10目的沸石,搅拌吸附2.5 h后,铁和锰吸附量分别为46.2μg/g和69.4μg/g。     

电解锰渣中氨氮的无废液脱除及稳定化研究

通过调控电解锰渣体系的含水率并辅以热风控制系统,构建半湿式非均相反应体系,研究了生石灰添加量、反应时间及锰渣含水率等因素对脱除电解锰渣中氨氮的影响。结果表明,在氨氮与生石灰(NH₄⁺/CaO)物质的量比为1∶3、含水率22.4%、反应时间260 min时,NH₄⁺-N去除率为95.6%,锰渣浸出液中NH₄⁺-N浓度为37.61 mg/L。此时添加多羟基磷酸盐作为稳定剂,当NH₄⁺/PO₄^3-物质的量比为1∶2时,经稳定化处理后的锰渣浸出液中NH₄⁺-N浓度满足污水综合排放标准(GB 8978—1996)一级标准限值(15 mg/L)。该工艺实现了电解锰渣中氨氮的零废液脱除,具有重要的工业应用价值。     

Arsenic Removal from Mine Waters with Sorption Techniques

Potential low-cost sorption materials (mostly industrial by-products) were screened for removal of arsenic from mine effluent water. First, the maximum adsorption capacities were determined in batch tests with various liquid to solid ratios. The highest arsenic sorption capacity, 46 mg As/g of sorption material, was measured for cast iron chips. The most promising materials were also studied in batch tests that assessed the reaction kinetics and in kinetic column tests for their behavior in a filter or reactive barrier application. The column tests revealed the cast iron chips caused clogging in the percolation column when operating with real mine water. A commercial ferric oxi-hydroxide sorption material developed for As removal for drinking water showed good As removal in the column tests. Around 10,000 bed volumes of mine process water containing 2 mg/L of arsenic was treated with this material, and treated water concentrations ranged between 0 and 0.05 mg/L before breakthrough. The measured adsorption capacity for the commercial ferric oxi-hydroxide sorption material was 8.3 mg As/g.     

微电解-生物法处理酸性重金属矿山地下水

为使莱芜某矿的酸性地下水得到利用，对该地下水中所含锌、铜、铅3种重金属离子的去除方法进行了试验研究。试验将原水首先通过铸铁屑和活性炭组成的微电解反应器预处理30min，然后进入后续的厌氧生物反应器进行生化处理4h。结果表明，当厌氧生物反应器内搅拌机的转速为40r／min时，出水的pH为7左右，出水中Zn^2＋、Cu^2＋和Ph^2＋的浓度分别为0．20mg／L、0．08mg／L和0．06mg／L，微电解一生物法组合工艺对3种金属离子的去除率均大于99％，处理后的水质指标达到了矿山选矿工艺用水的要求，且不存在二次污染问题。