“K2FeO4-TiO2”法处理矿井水工艺研究

煤矿矿井水是煤炭行业特有的一种外排废水,由于其成分复杂,污染物浓度高,生物降解性差,传统的水处理技术和工艺,对于含多元相水混合物的矿井水处理效果不佳。研究矿井水的处理工艺方法,寻求先进而又经济可行的工艺和技术处理矿井水作为生产和生活用水,有利于加速矿井水资源的开发和利用,解决矿区水资源短缺状况,实现煤炭行业的可持续发展。 本工艺设计针对淮南矿区潘三矿矿井水净化处理工程,通过仔细调研相关资料和取样实验,详细分析矿井水的产生来源、水量和水质特征,结合现有矿井水净化处理厂的技术条件和设施,以及综合对比国内外矿井水处理工程采用的相关技术,采用两段处理,即:第一段预处理以改进型悬浮澄清池投加水处理剂高铁酸钾（K2FeO4）混凝澄清,辅以普通快滤池过滤;第二段深度处理,结合第一阶段出水水质以及深度处理的出水要求,对于经高铁酸钾处理后的矿井水中可能残留的有机或高分子污染物,再利用纳米TiO2光催化氧化技术进行降解。 高铁酸钾是一种新型多功效水处理剂,它具有良好的氧化除污功效、优异的混凝与助凝作用、优良的杀菌作用以及高效脱味除臭功能。本研究自制出高纯度高铁酸钾,并进行了矿井水处理的烧杯实验。分析处理结果表明,处理后的矿井水CODcr、总大肠菌群、浊度三项水质指标接近生活饮用水标准,利用高铁酸钾取代传统絮凝剂对矿井水进行预处理是可行的。 用溶胶-凝胶法制备出纳米WO3-TiO2复合粉末,并对其进行了表征。利用烧杯进行光催化反应,在多种实验条件下进行了处理矿井水多项水质指标的实验。结果证明在实验条件下,纳米WO3—TiO2复合粉末光催化降解对矿井水CODcr、石油类去除率较高,且具有非常优良的杀菌效果,但对氯化物去除效果不佳。 自行设计制作了改进型的斜管式悬浮澄清池和普通快滤池,结合矿井水净化厂原有设备,在不同的实验环境下,本研究两次在矿井水净化厂实地进行了整套工艺装置的中试。实验结果表明:“K2FeO4—TiO2”法处理潘三矿矿井水,出水水质基本达到生活应用水标准,部分指标达到直饮水标准,具有良好的环境效益和经济效益。