論文：煤炭環境保護的整治策略
對于潔凈礦井水,由于水質較好,不含有毒物質,因此只需進行消毒即可成為生活用水。以下是由范文大全為大家整理的煤炭環境保護的整治策略，希望對你有幫助，如果你喜歡，請繼續關注范文大全。
1引言
我國是世界上最大的煤炭生產國和煤炭消費國。本世紀以來,我國煤炭開發利用量以年均2億噸的速度在增長,2011年已經突破35億噸,占世界的45%左右毫無疑問,煤炭的開發給我們帶來了巨大的經濟效益,并成為了國民經濟的重要支柱。但同時,由于對煤炭環境保護的重視程度不夠,以及大規模和不合理的開發等等一系列的原因,導致煤炭環境日益惡化,不僅阻礙了可持續發展,還對人身健康構成了嚴重的威脅。盡管現在部分煤區已經開始著手治理煤炭開采帶來的環境污染,但由于礦山環境綜合治理工作是一項復雜的系統工程,因此,在未來很長一段時間內,煤炭環境治理工作仍是一項重點關注的工作。
2煤炭開采對環境的影響
2.1水體污染在煤炭環境污染中,以水體污染影響最大最廣。煤炭開采對地下水的破壞以及煤炭加工企業對水資源的污染與耗損,導致了水資源并不豐富的我國水資源卻在急劇的減少。據調查,在我國煤炭的主產區,山西、內蒙古、陜西等省都出現了水資源緊缺的狀況。全國96個國有重點礦區中,缺水礦區占71%,其中嚴重缺水礦區占40%。此外,由于很多洗煤廠大量排污,水中含有懸浮物等污染物,有的甚至還有很多有毒元素,導致很多人喝不到干凈水,甚至無法進行正常的作物種植,嚴重影響了正常的生產生活。據統計,中國煤炭每年生產的各種廢污水約占全國總廢污水量的25%。此外,由于煤炭大規模不合理的開發,破壞了地球表面的地質構造,造成了地表挖損、塌陷、壓占等,對水循環系統、地表植被造成了一定的破壞,嚴重的將導致井泉干涸、水土流失、土地沙漠化等。有數據顯示,山西省平均開采1噸煤炭,礦井排水0.87噸,每年因采煤破壞地下水4.2億立方米。
2.2粉塵與廢氣污染研究表明,煤炭利用過程中向環境釋放了大量的二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、揮發性有機化合物(VOC)、懸浮顆粒物等大氣污染物以及甲烷(CH4)、煤炭環境保護的探討及治理對策陳剛CO2等溫室氣體,已經成為了大氣污染物的主要來源。其中SO2和氮氧化合物均為致酸物質,SO2進入大氣后遇降水形成的酸雨對人體和環境都有直接危害,侵害土壤、破壞森林、抑制農作物生長等,如今酸雨已成為了全球性的污染。由于國家對NOx的排放限制,現在許多脫硫項目已開始脫硫脫硝一起進行,達到脫硫脫硝同步運行。目前,已被國內外廣泛開發的脫硫脫硝技術包括:濕法;雙堿法;氧化鎂法;氨法;干法、半干法煙氣脫硫等。其中,濕法占的應用最廣,約占85%(其中石灰石石膏法36.7%,其它濕法48.3%)噴霧干濕法0.4%、吸收劑再生脫硫占3.4%。濕法反應速度快、效率高,但占地廣、投資大、耗電耗水。雙堿法利用其漿液或水溶液作為脫硫劑洗滌煙氣脫硫。氧化鎂法是利用MgO、ZnO等金屬氧化物對SO2的吸收能力,將其作為脫硫劑洗滌煙氣脫硫,我國氧化鎂資源豐富,利用此法可進行預先除塵除氯。氨法也是一種比較成熟的脫硫技術,它是采用氨水作為脫硫吸收劑,其反應速度要比石灰石快得多,但價格較高。干法主要是指脫硫的最終產物是干態的,包括噴霧干濕法、循環硫化床法、荷電干式噴射脫硫法等。此外,CO、CO2等溫室氣體其濃度的增加會使對流層中的臭氧增多,平流層的臭氧減少,導致照射到地面的紫外線增加,誘發皮膚癌等疾病。而這些氣體主要來自煤燃燒產生的有害氣體,尤其是礦區自用的煤消耗量比較大,而由于大多的燃煤爐和窖爐過于陳舊,導致燃燒效率低,故產生更多的有害氣體,此外,也有很多民用爐灶燒散煤,污染相當嚴重。其次矸石山自然和沒對自然也會釋放出廢氣,盡管被通風喜事后濃度有所降低,但由于數量過大,依舊對環境產生了相當的影響。粉塵是影響城市空氣質量的最主要的污染物。粉塵多為固體小顆粒,吸入身體會危害身體健康。粉塵主要是在采煤過程,原煤、煤矸石地面運輸,露天礦剝離的過程中產生的。此外礦井的主要塵源是采煤工作面和掘進面,其產塵量約占礦井總產塵量的80%。還有礦井排風也會產生粉塵和有害氣體的污染。
2.3固體廢物的污染煤炭固體廢物是指煤炭在生產、加工和消費過程中產生的不再需要或暫時沒有利用價值而被一起的固態或半固態物質。固體廢物的污染在煤炭開發中主要是煤矸石、露天礦剝離物、煤泥、粉煤灰等的污染。煤矸石主要來自與巷道掘進和采掘過程中從頂板、夾層里采出來的矸石。在我國,煤矸石大部門采取堆積貯存的方式堆放在煤場附近、農田、山溝、坡地等地方。形成了許多矸石山,我國目前排放矸石量約為1.5~2億噸。露天礦剝離物已堆積達1億多噸。煤炭固體污染對環境的污染很大,煤矸石若不合理處置與利用,長期堆放于地表,侵占了大量土地,破壞自然景觀。并且有的煤矸石易發生自然,產生的有害氣體污染空氣,此外,高硫煤矸石經過淋溶將會造成土壤和水體的污染,損害水生生物和農作物。煤炭固體廢物具有排放量大、分布廣、面廣、持續時間長等特點。
3煤礦污染的治理對策
3.1礦井水的治理對策從資源化技術角度看,可將礦井水按水質類型分為潔凈礦井水、含懸浮物礦井水、高礦化度礦井水、酸性礦井水、洗選煤廢水與生活污水。礦井水的治理應按資源化不同水型采用不同的工藝和方法。對于潔凈礦井水,由于水質較好,不含有毒物質,因此只需進行消毒即可成為生活用水。對于含懸浮物的礦井水,由于里面含有很多的細菌,應先加入混合凝劑混合,再進入澄清池進行澄清,然后過濾消毒,處理后可作為生活用水。對于高礦化度礦井水,可先采用混泥沉淀技術,然后采用脫鹽處理。目前,高礦化度礦進水深度處理工藝主要有離子交換法、蒸餾法、電滲析法和反滲析法。我們應當根據水質狀況,選擇合適的處理技術,例如,對于鹽的`質量濃度小于500mg/L的水,可以采用離子交換法;而當鹽的質量濃度超過4000mg/L時,可以選擇蒸餾法;而反滲析法近年來發展較快,主要因為較電滲析發來說,反滲析法工藝簡單、適用鹽量范圍較廣,出水水質好等特點。對于酸性礦井水,其PH一般都很低,只有2~5之間,具有很強的腐蝕性,目前我國主要采用石灰石、白云石做中和劑或投加堿性藥劑進行中和處理。而歐美等發達國際,目前則開始采用可滲透反應墻(PRB)對酸性礦進水進行原位處理。洗選煤廢水可以進行沉淀、過濾等深度進化。而生活污水則可以采取土地處理法、生物界出發、穩定塘處理法等多種方法進行處理。除了使用適當的處理技術凈化污水的方式外,還可以通過其它方法減少污水的排放量。例如選擇合理的開采方法,減少對地下水體的破壞,并把開采煤炭資源與開采當地水資源結合起來,做到資源的合理有效利用。還可以利用系統工程方法加強對礦區水資源的管理,在煤炭開發的過程中,結合礦區自身條件制定出相應的管理模式與評價方法。
3.2粉塵與廢氣的治理對策針對粉塵,目前主要采用的方式有機械除塵、袋式除塵、濕式除塵與電式除塵。機械除塵結構簡單,費用低,但除塵效率不高;袋式除塵,除塵效率高,且造價與費用低于電式除塵,處理范圍大,操作簡單,缺點是其阻力損失較大,不適于在“結露”和高溫狀態下運行;濕式除塵可用于高溫、高濕狀態下運行,且結構簡單,操縱便利,占地面積小,缺點是在嚴寒地區易在冬季結冰,并且從濕式除塵器中排除的泥漿要進行處理,否則會造成二次污染;電式除塵效率高,可達99%以上,但費用較高,且占地面積較大。此外,地面防塵可采用定點和移動式的噴霧灑水,保持煤場及路面濕潤,防止粉塵飄散,在運煤車下墊好車幫防止漏煤,也可有效降低礦區粉塵。針對不同的有害氣體,我們可以采取不同的方式進行治理。例如,氮氧化合物,在使用的柴油動力機械應當配置廢水凈化器;針對SO2等含S物質,一般是將其轉化為液態或固態,通常分為干法和濕法兩大類;針對CO,可以向踩空區灌漿、注氮、噴灑阻化劑、及時打密閉等措施,防止煤炭自然產生CO,此外也可以采用煤層注水、高壓噴霧、聲波霧化等措施,防止沼氣與煤塵爆炸時產生CO。針對CH4,可以在采煤之前和采煤中利用鉆井工程進入采層,通過一定的技術措施改善煤層的滲透條件,將煤層中的CH4先抽放出來,并可以加以利用。
3.3固體廢物的治理對策目前,我國對煤炭固體廢物的處理方法有:綜合處理技術、焚燒技術、堆肥及衛生填埋技術。綜合利用就是在廢物進入環境之前進行回收利用。綜合利用是將廢物資源化的最佳手段。例如煤矸石的處理。其實煤矸石與煤一樣,也是一種礦產資源,只要利用得當,一樣可以變廢為寶。煤矸石還可以用作填充材料,用于煤礦地面塌陷區填充、復墾造田和鋪路。此外利用煤矸石生產的SAC硅鋁新型填充材料備用與在橡膠、塑料建筑用防水涂料等有機高分子化合物工業制品中,具有成本低廉、補強效果好等優點。焚燒技術是指廢物與氧在焚燒爐中進行燃燒,它處理量大,并且產生的熱能可以回收后進行有效利用。例如可以利用煤矸石的熱值部分,煤矸石中含有20%~50%的低熱值煤,可用與電廠發電,提高資源利用率,節約能源,還可以消除二次污染,利用此特性,還可以用來制磚、制水泥和其它建材原料,不過生產建筑材料因為工藝較為復雜,對技術設備要求較高,在國內使用的相對較少。堆肥技術是利用微生物分解廢物有機成分的生物化學過程。可以利用煤矸石中的礦物成分,煤矸石中含有農作物所需的B、Zn、Co、Mo等微量元素,可以進一步加工成肥料,不僅可使農作物增長,而且還能使農作物的品質有所改善。目前已經建成的堆肥場主要采用機械化堆肥和簡易高溫堆肥技術。填埋技術是一種適合我國目前國情的一種技術,成本相對較低,但填埋技術并未從根本上減少了污染,而只是推遲了造成環境污染的周期,因此填埋技術必將因為時代的發展而終被淘汰。因此,只要對固體廢物進行適當的合理利用,使煤炭固體廢物自身性能得到加強和改善,不僅可以減少其對環境帶來的壓力,還可以優化能源,甚至可以產生一定的經濟效益。
4結束語
煤炭是我國的主要能源,但煤炭又是“不清潔能源”,煤炭在開采過程中會給我們的環境帶來巨大的壓力,包括水體污染、粉塵和廢氣污染以及固體污染等,甚至影響了人類正常的生產和生活。對于煤炭環境的治理是一項長期而艱巨的任務,不斷利用新的技術手段或其它合理方式對煤炭污染進行有效治理,爭取將污染將到最小化,盡可能減少煤炭開采對環境的污染和煤炭燃燒對生態環境的不利影響和危害。
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