絮凝劑在礦井水處理中的應(yīng)用分析

王 悅

（汾西礦業(yè)集團(tuán)環(huán)保健康管理部，山西 介休 032000）

礦井水是煤炭開采過程當(dāng)中比較具有行業(yè)特色的廢水，主要是因為在煤炭開采過程當(dāng)中發(fā)生的塌陷問題污染水源所致。如果礦井水沒有被處理，就直接排放到河流中，會對我國的環(huán)境造成非常嚴(yán)重的污染，而且還會造成工業(yè)水資源浪費的現(xiàn)象。所以說在煤礦行業(yè)開采的過程當(dāng)中，相關(guān)部門對于礦井廢水的問題一定要重視起來，利用去年的過濾或者是消毒等系列的工藝處理好礦井廢水，只有這樣才能夠從根本上處理好礦井廢水問題。

1 礦井水的簡單分類

礦井水是一種復(fù)合型的水類，在礦井水中，主要包含一系列的細(xì)菌微生物，放射性物質(zhì)，還有一些其他的有毒有害物質(zhì)。因為礦井水是在煤炭開采過程當(dāng)中，水資源受到污染而產(chǎn)生的一種污染物，所以說在其中含有許多的懸浮顆粒和煤粉，而且在礦井水中存在的污染物種類是不同的，根據(jù)污染物的種類，可以把礦井水分為高礦化度礦井水、含懸浮物礦井水以及酸性礦井水、含特殊污染物礦井水和潔凈礦井水五個種類。

1.1 高礦化度礦井水

高礦化度礦井水中主要含有的成分就是碳酸根離子、碳酸氫根離子、氯離子鈉離子以及鉀離子等等，而且在水中的離子濃度大約在每升一克左右，高礦化度礦井水的水質(zhì)主要都是中性或者是堿性，嘗起來有苦味，也叫苦咸水，具體的種類也可以分為鹽水和微咸水。由于其中的離子濃度過高，也不能夠直接用作是生活用水，在一些特定的土地當(dāng)中，也不能作為工農(nóng)業(yè)用水來直接使用。

1.2 含懸浮物的礦井水

這一類型主要出現(xiàn)在我國北方的煤礦礦井水中，在所有的礦井水中，大約占60%左右的成分，它的水質(zhì)主要是一些顆粒狀物，而且水質(zhì)主要是偏中性，水體看起來比較渾濁，主要是灰色和黑色，如果長期向河道內(nèi)排放，會造成河道淤堵的狀況，也會破壞城市河道的自然景觀，影響周圍農(nóng)作物的生長。

1.3 酸性礦井水

顧名思義它的pH 值要小于5.5，而且在其中含有較高的硫元素，在硫元素升華以后就會產(chǎn)生硫酸，這樣一來也就會導(dǎo)致礦井水出現(xiàn)酸性。酸性礦井水對環(huán)境的污染非常嚴(yán)重，所以說在進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚砗?，可以用于一些對于水質(zhì)要求比較低的工業(yè)用水中。

1.4 含有特殊污染物的礦井水

在這類礦井水中，通常都是指含有放射性元素或者石油類，這樣的礦井水排放量比較小，雖然有毒物質(zhì)的含量比較小，但是如果沒有經(jīng)過處理就排放還是會對水體造成一定程度的污染，而且這樣的污染很難治理，因為放射性物質(zhì)不會隨著稀釋而消失，它會一直存在，關(guān)部門對于含特殊污染物的礦井水，一定要重視起來，在排放的時候一定要處理好，達(dá)到國家的標(biāo)準(zhǔn)才能夠進(jìn)行排放。

1.5 潔凈礦井水

和其他種類的礦井水對比而言，它的指標(biāo)基本上符合我們生活當(dāng)中的用水標(biāo)準(zhǔn)，而且沒有被污染過的礦井水當(dāng)中，還有很多的微量元素，如果工廠或者是相關(guān)部門，可以做好這類礦井水的處理，甚至可以作為礦井水來飲用。在我國目前的處理方式當(dāng)中，都是通過凝聚劑沉淀或者是過濾等一系列工藝技術(shù)來處理這類礦井水，如果能夠處理好這一類型的礦井水，就會為城市的水資源發(fā)展提供很大的便利，并且緩解城市當(dāng)中的水資源壓力。

2 絮凝劑的簡述

2.1 無機(jī)絮凝劑

無機(jī)絮凝劑通常都是由氯化鋁氯化鐵硫酸鐵這樣的呂巖或者是鐵鹽來組成的。因為無機(jī)絮凝劑在水中如果水解的話，會產(chǎn)生帶有正價的金屬離子，這樣一來就可以對水中和在水表面的一些呈負(fù)電性的顆粒產(chǎn)生吸附作用，然后就可以壓縮雙電子層，形成凝聚團(tuán)，吸附水中的雜質(zhì)，導(dǎo)致膠體整體越來越大，然后使其沉降。這種絮凝劑的主要作用就是通過電荷作用來降低膠體表面當(dāng)中的電動電位，進(jìn)而導(dǎo)致顆粒之間的排斥力減少，膠體聚沉產(chǎn)生凝劑作用。但是在傳統(tǒng)的工業(yè)當(dāng)中，這類絮凝劑不單獨使用，如果單獨使用的話，會產(chǎn)生一些缺點，所以通常會與一些其他的絮凝劑復(fù)合使用，這樣一來，不僅可以發(fā)揮無機(jī)絮凝劑的真正效用，也可以從根本上提高礦井水的治理進(jìn)程。

無機(jī)高分子絮凝劑的主要成分就是鋁鹽和鐵鹽和無機(jī)凝聚劑，不同的就是它的主要成分是聚合硫酸鋁，聚合氯化鐵，聚合硫酸鐵，聚合氯化鋁，聚合氯化鋁鐵以及活化硅酸等物質(zhì)。和傳統(tǒng)的無機(jī)絮凝劑比起來，它的分子組成比較高，而且效果也更好，而且在很多水體當(dāng)中已經(jīng)有了非常廣泛的應(yīng)用，對于治理水體富營養(yǎng)化，給水城市污水，工業(yè)廢水等一系列的污染都有著非常有效的作用。在使用的過程當(dāng)中，聚合太鐵鹽鋁鹽主要是通過三價鐵離子以及三價鋁離子的水解，讓水體當(dāng)中的一系列微小顆粒聚合，然后凝聚成一些懸浮的顆粒，再通過吸附架橋的作用，形成更大的顆粒團(tuán)，這樣在聚橙的過程當(dāng)中就可以更好的粘附，所以說絮凝效果就比較明顯。而根據(jù)我國目前的礦井水處理情況來看，使用的最多和最好的一個高分子絮凝劑就是聚合氯化鋁，將于其他的高分子絮凝劑而言，聚合氯化鋁可以處理更為渾濁的礦井水，并且在處理之后可以明顯地符合國家的標(biāo)準(zhǔn)，這也為高污染礦井水的處理提供了有效的基礎(chǔ)理論依據(jù)，而且它還可以很好地去除水體當(dāng)中的一些其他污染金屬離子。

2.2 有機(jī)絮凝劑

有機(jī)絮凝劑主要可以分為人工合成和有機(jī)絮凝劑和天然有機(jī)高分子絮凝劑兩個種類。人工合成的有機(jī)細(xì)凝劑，它的主要原理就是有機(jī)高分子當(dāng)中的一些特殊的結(jié)構(gòu)，就像是在人工有機(jī)高分子當(dāng)中，有一些分子的結(jié)構(gòu)比較多，而且相對原子質(zhì)量很大，還有很多其他的官能團(tuán)，這樣一來就可以通過人工合成的方式來得到我們所需要的特定絮凝劑。人工合成有機(jī)絮凝劑的代表就是聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺受溫度以及濕度的影響比較小，而且絮凝速度也很快，在實際的礦井水治理當(dāng)中有著非常廣泛的應(yīng)用，而且聚丙烯酰胺也通常是要和其他的絮凝劑復(fù)合使用，這樣可以更好地發(fā)揮它自身的絮凝效用。第二類絮凝劑就是天然高分子絮凝劑，這一類絮凝劑都是從天然物質(zhì)當(dāng)中提取，沒有經(jīng)過加工，而且其自身的主要特點就是基團(tuán)多，而且還沒有任何毒性，可以再生成本方面也比較便宜。所以說天然有機(jī)高分子絮凝劑在礦井水的處理當(dāng)中有著非常廣泛的應(yīng)用，它的主要代表種類就是木質(zhì)素類絮凝劑，甲殼素類絮凝劑等等。和傳統(tǒng)的無機(jī)絮凝劑相比，有機(jī)高分子絮凝劑的用量少，而且還比較容易處理所產(chǎn)生的絮凝效果，也可以達(dá)到國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，這就為他廣泛的應(yīng)用打下了良好基礎(chǔ)，尤其是在礦井水的處理當(dāng)中，天然高分子有機(jī)絮凝劑的應(yīng)用明顯要高于其他種類的絮凝劑，雖然其自身也存在著一定的缺點，但是針對礦井水的處理確實非常有效。

2.3 微生物絮凝劑

除了以上兩種絮凝劑之外，還有一種絮凝劑是微生物絮凝劑，它是一種天然生物，高分子絮凝劑，有非常明顯的絮凝劑特性，這一類型的絮凝劑主要成分通常都是糖蛋白，或者是多糖等一系列物質(zhì)，它們在代謝的過程當(dāng)中，就可以將水體當(dāng)中的污染轉(zhuǎn)化為膠體，以微生物細(xì)胞為載體將固體懸浮顆粒等一系列不易降解的物質(zhì)，通過生物代謝作用來產(chǎn)生沉淀，微生物絮凝劑的降解效果比較好，而且還沒有二次污染以及毒性，可以更好地適用于礦井水當(dāng)中的處理。而且微生物絮凝劑在我國的應(yīng)用范圍也越來越廣泛，在未來的發(fā)展當(dāng)中，也可能會取代傳統(tǒng)的無機(jī)或者是有機(jī)絮凝劑，唯一的缺點就是目前工藝技術(shù)還沒有達(dá)到相關(guān)的要求，而且成本也比較高，才導(dǎo)致沒有被大范圍的應(yīng)用到我國的水體治理當(dāng)中。

3 應(yīng)用發(fā)展展望

近年來，我國的絮凝劑技術(shù)有了很大的發(fā)展，而且迅凝劑的種類也越來越多，但是在實際生產(chǎn)當(dāng)中和礦井水的處理當(dāng)中所應(yīng)用到的種類確實很少，就像是一些復(fù)合絮凝劑，微生物絮凝劑，天然高分子物質(zhì)等等都沒有得到非常廣泛的應(yīng)用。近年來，我國關(guān)于這方面的研究報道很多，但是很多實驗仍處于有待研究的階段，在實際應(yīng)用方面還有很多的難題。雖然還有一系列的問題需要克服，但是不可否認(rèn)的是，絮凝劑確實提上了人們的研究日程，也有很多實驗正在研究絮凝劑，在未來絮凝劑的種類會越來越多，而且它的應(yīng)用范圍也會越來越廣泛。就像是微生物絮凝劑，它的應(yīng)用就還處于實驗階段，而且生產(chǎn)成本方面也存在問題，就不能夠大量地投入到水體的處理當(dāng)中，所以說在未來的發(fā)展當(dāng)中，進(jìn)一步提高微生物絮凝劑的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，并且實現(xiàn)量化的發(fā)展，在礦井水處理方面，越來越多種類的絮凝劑將會出現(xiàn)，而且也會有著非常廣泛的應(yīng)用前景，就根據(jù)目前的實驗情況來看，也有很多的絮凝劑種類即將研發(fā)，在未來這一方面的難題終將會被克服。

4 結(jié)語

在礦井廢水處理的過程當(dāng)中，首先要明確礦井廢水的一系列簡單分類，除此之外，也要明確絮凝劑的種類，主要分為無機(jī)絮凝劑、有機(jī)絮凝劑、微生物絮凝劑等等。而且要明確在礦井水當(dāng)中的處理問題，我國也需要從根本上重視起來，并且要明確未來的發(fā)展趨勢，要利用最合理有效的方式來做好礦井水的處理工作，充分應(yīng)用好絮凝劑的作用。