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摘要:根据《山西省水污染防治2017年行动计划》矿井水出水达地表水三类的要求，提出新工艺。麦饭石用于矿井水处理达地表水三类的研究。
关键词：矿井水;微污染水源;麦饭石;吸附;地表水三类
前言：环保是一个引人注目的热词。面对现在日益严重的雾霾，水体的恶化，淡水资的资源的减少，大量生活垃圾的无处安放，土壤盐碱化、使大自然中来的人们离大自然却越来越远。和谐的生态环境是人类生命的基础，所以我们要像对待生命一样对待环境。随着中国经济的持续快速发展，城市化进程和工业化进程的不断增加，环境污染日益严重，国家对环保的重视程度也越来越高。2017年，《山西省水污染防治2017年行动计划》对矿井水的排放提出新的更高的标准,要求在2017年底前,煤矿矿井水排放必须达到《地表水环境质量三类标准》。此标准比之前执行的一级A的排放标准数值上整整提高一倍之多。
矿井废水是在煤炭开采过程中，地下水与煤层、岩层接触，加上人类活动的影响，发生了一系列的物理、化学和生化反应而产生的废水。因而水质具有显著的煤炭行业的特征：悬浮物高、感官性差、悬浮颗粒比重轻、颗粒度小、有的还含有废机油等有机污染物，再加之矿井废水可生化性差，决定了矿井废水特有的污水处理工艺：絮凝——沉淀——过滤。经过多年的发展和矿井废水的特点，传统的污水处理工艺已完全可以达到《国家污水排放标准一级A》的水质标准。但是要在原有的成本基础上达到地表水三类，更多的是希望原水水质成分更单一或浓度更低。
山西是煤矿大省，作为煤矿大省的一分子，又是一名环保爱好者，保护好我们的水资源不仅是我的责任，也是所有人的责任。随之我们要解决的问题是，如何让矿井水出水达到地表水三类的标准，而且要成本最低，保险系数高，运行稳定。就比如cod这项指标来说，以我们对矿井水原工艺处理后的达标情况看，我们以前工艺处理后矿井废水只有少数能达到20mg/L以下，大多数的cod都在22mg/L至30ml/L之间。显然不符合地表水三类cod20mg/L以下的水质标准，但是距达到20mg/L又相差无几。面对这种情况，我们试过用纳滤，效果可以，但成本，尤其是运行成本令人唏嘘，而且纳滤膜对进水水质要求较高，进水压力要达到0.6Mpa以上，进水SDI小于3， 我们要探究一项造价成本低、运行成本、运行稳定，更适合现在实际情况的新方法——麦饭石吸附过滤。
麦饭石，为中酸性火成岩类岩石石英二长斑岩。他本身又是一种中药，被广泛应用到治痤疮、湿疹、脚气、痱子、皮肤过敏、色素沉着、手指皲裂等皮肤病，这说明它不会给人们生命造成危害，常与火山岩共生，为斑状结构。是一种天然的硅酸盐矿物，学名：石英二长岩。通过电子显微镜图片，可以确定麦饭石是海绵多孔性的，这就决定了麦饭石强大的吸附性。众所周知，麦饭石除了具有强大的吸附作用外，还有调整水质、溶出矿物质、使水中溶解氧丰富的作用，这些特性决定了麦饭石在净化水质当中无可厚非的地位，只是还没有广泛工业化。在水处理当中我们也会用到其他多孔性物质，例如：活性炭、火山岩生物滤料。
活性炭，由于强大的比表面积，多孔性早已被人们应用在污水处理、净化空气、食品行业脱色等各行各业当中，大到环保、电力、化工、黄金，小到冰箱、汽车、衣柜，都体现了明显的优势。按材质活性炭分为木质活性炭、果壳活性炭、椰壳活性炭、煤质活性炭。
火山岩生物滤料，由于它具有微生物化学稳定性，应用最广泛的是在生物滤池中被作为生物膜的载体。它还可以在给水处理中取代石英砂、活性炭、无烟煤等过滤价质。活性炭和火山岩生物滤料在结构上都具有多孔吸附性，在水处理已得到大量推扩和应用。下面我们就对同一水质，用麦饭石、活性炭、火山岩生物滤料进行实验。
第一组实验：
某煤矿需要提标改造，原工艺处理后的矿井废水cod在28.0mg/L，我们主要用煤质活性炭、椰壳活性炭、火山岩生物滤料、麦饭石这四种材料分别进行实验比对。将这四种物质分别放在3L的烧杯中，大约放烧杯体积的2/3。将某煤矿矿井废水出水分别倒入放四种物质的烧杯中，让水刚刚浸没烧杯中的材料，分别静止5min 10min 15min测cod（重铬酸钾滴定法）
由表2实验数据得出，麦饭石吸附性明显优于其他三种材料。椰壳活性炭去除cod效果也很明显。煤质活性炭在这组实验中没有表现出明显的吸附性，由于煤质活性炭本身比较脏，在使用之前我们多次清洗，但浸在水里时，仍有大量细小悬浮态的颗粒悬浮在水中，造成cod不降反升的现象。在水处理现场，我们并不会对煤质活性炭进行清洗，所以就现情况来看，煤质活性炭并不能做为矿井水深度处理的首选物质。火山岩生物滤料虽然具有多孔性，但没有明显去除水中cod的作用。
第二组实验：
我们又对某生活污水厂的出水进行重复实验，此生活污水厂出水为45.3mg/L,达国家污水排放标准一级A。重复以上实验步骤得出的结果为：
由表2-表4可以看出，椰壳活性炭和煤质活性炭成本较高，火山岩生物滤料虽然成本低，但去除效果不乐观。而且椰壳活性炭和煤质活性炭再生成本也很高。这就决定了麦饭石是适合当下矿井水处理现状的不二之选。那么，矿井水出水要成本低，运行稳定地达地表水三类，就是把原来的絮凝——沉淀——过滤改为絮凝——沉淀——麦饭石吸附过滤。这样完全可以降低成本，高保险系数使矿井水出水达地表水三类的水质标准。麦饭石的优点不完全在于价格低廉、吸附性强上，前面还提到他可以溶出矿物质的特性和调节水质的特性，即：当将麦饭石投入水中时，可将水中的游离氯和杂质、有机物、杂菌吸附，而在常温时把一些矿物质元素微量的适出来，它可以自我调节在一个相对平衡的吸附释放状态。根据麦饭石特点，我认为它不仅可以在矿井水上使用，还可以广泛应用在其他微污染水体当中。目前，它已被应用在医药和家用净水装置上。韩国、日本更是吃饭的碗和喝水的杯子都使用麦饭石材料。我国矿产资源丰富，更应该充分利用本国特有的优势，将物美价廉的东西应用在更多的领域。
论文作者:赵临霞
论文发表刊物:《防护工程》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/21
标签：麦饭石论文; 活性炭论文; 矿井论文; 地表水论文; 火山岩论文; 煤质论文; 三类论文; 《防护工程》2017年第18期论文;