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礦井污水處理磁分離水體凈化技術(shù)

  現(xiàn)階段我國(guó)普遍采用井下沉淀、地面處理手段對(duì)礦井污水進(jìn)行處理,井下水倉(cāng)存在清淤工程量高、運(yùn)行費(fèi)用高昂、水泵磨耗嚴(yán)重等問(wèn)題。綜合分析礦井現(xiàn)狀,山西某礦采用磁分離水體凈化技術(shù),對(duì)進(jìn)入到水倉(cāng)前的水進(jìn)行處理,實(shí)現(xiàn)清水進(jìn)水倉(cāng)。礦井污水處理工程建設(shè)分兩期進(jìn)行,其中前期污水處理建設(shè)能力為500m3/h。

  一、工藝概述

  1.1 流程概述

  礦井生產(chǎn)污水經(jīng)過(guò)井下巷道排水溝匯聚至進(jìn)水渠后,通過(guò)在進(jìn)水渠內(nèi)設(shè)置機(jī)械格柵,去除水中含有的大塊雜質(zhì)后,水流流入至預(yù)沉淀池進(jìn)行沉淀。在預(yù)沉淀池內(nèi)水中重量較大雜質(zhì)得以沉積,并通過(guò)沉淀池底部污泥泵輸送至污泥池內(nèi),進(jìn)而進(jìn)行壓濾脫水。具體磁分離水體凈化技術(shù)工藝流程,如圖1所示。

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  在預(yù)沉池內(nèi)經(jīng)過(guò)預(yù)處后的水體流入到混凝系統(tǒng)中,并添加PAM、PAC、磁種等,使得水體內(nèi)的懸浮物可以在短時(shí)間內(nèi)絮凝。絮凝后的水經(jīng)過(guò)磁分離機(jī)進(jìn)行固液分離,使得處理后的水體質(zhì)量滿足出水要求。磁分離機(jī)分選得到的煤泥進(jìn)入磁分離篩鼓,在篩鼓高速運(yùn)轉(zhuǎn)作用下分離磁種與懸浮物,實(shí)現(xiàn)磁種循環(huán)利用。

  1.2 水質(zhì)處理標(biāo)準(zhǔn)

  礦井污水污染物種類(lèi)以煤、巖粉,部分無(wú)機(jī)鹽以及少量有機(jī)物。采用磁分離水體凈化技術(shù)時(shí)進(jìn)水水質(zhì)為:ρ(SS)≤1000mg/L,pH值介于6〜9;出水水質(zhì)除滿足《煤炭工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)MGB20426—2006)、《煤礦礦井水分類(lèi)MGB/T19223—2003)、《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)MGB3838—2002)中地表水3類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)外,還應(yīng)滿足ρ(SS)≤30mg/L。

  1.3 污水處理系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)

  采用磁分離技術(shù)的污水處理系統(tǒng)一期處理能力按照500m3/h,具體的技術(shù)參數(shù),如表1所示。

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  二、主要構(gòu)筑物參數(shù)及工藝系統(tǒng)

  2.1 主要構(gòu)筑物參數(shù)

  磁分離水體凈化技術(shù)使用的主要構(gòu)筑物參數(shù)包括有格柵渠、沉淀池、混凝反應(yīng)池、中轉(zhuǎn)池以及污泥池等,具體的各個(gè)構(gòu)筑物參數(shù),如表2所示。

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  2.2 主要水處理系統(tǒng)

  混凝系統(tǒng)主要有PAM攪拌、PAC攪拌以及磁種添加設(shè)備。PAM、PAC以及磁種3種物質(zhì)從3個(gè)位置分別添加到水體內(nèi),最后通過(guò)槳葉式攪拌機(jī)混合均勻發(fā)生絮凝反應(yīng);磁分離系統(tǒng)包括有磁分離機(jī)、磁分離鼓篩以及磁種投放設(shè)備,實(shí)現(xiàn)絮凝團(tuán)分離,磁種回收利用;加藥系統(tǒng)主要包括制備箱、計(jì)量泵、閥門(mén)、攪拌機(jī)以及儲(chǔ)液箱等,主要用以添加PAM、PAC藥劑。

  2.3 控制系統(tǒng)

  控制系統(tǒng)工作程序包括有PAC、PAM藥劑制備與添加、機(jī)械格柵雜質(zhì)去除、預(yù)沉池排污泵自動(dòng)控制、板框壓濾機(jī)自動(dòng)控制以及水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)等??刂葡到y(tǒng)內(nèi)布置一臺(tái)工控機(jī),可以顯示系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)設(shè)備運(yùn)行、水質(zhì)、水位以及流量等,并參與設(shè)備運(yùn)行。根據(jù)水質(zhì)、液位以及流量等參數(shù)對(duì)設(shè)備的開(kāi)啟、加藥量等進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整??刂葡到y(tǒng)控制方式分為遠(yuǎn)程集中控制以及現(xiàn)場(chǎng)配電柜控制兩種方式。當(dāng)配電柜出現(xiàn)故障時(shí),操作人員可以采取操控配電柜上按鈕實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備開(kāi)、??刂?。

  三、應(yīng)用效果

  在井底車(chē)場(chǎng)靠近中央水泵房位置處布置污水處理站,實(shí)現(xiàn)礦井污水的就近處理。現(xiàn)污水處理站已平穩(wěn)運(yùn)行接近1.5a。采用的污水處理系統(tǒng)總功率為119kW,運(yùn)行功率為83kW,包括有PAM、PAC制備及加藥系統(tǒng)、預(yù)沉淀排泥系統(tǒng)、混凝超磁系統(tǒng)以及壓濾脫水系統(tǒng)等?,F(xiàn)場(chǎng)安裝的儀表、設(shè)備包括有液位傳感器(GUCS10)、流量計(jì)(LCM127)、電磁閥以及在線濁度儀。監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的污水處理系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)通過(guò)礦井布置的工業(yè)環(huán)網(wǎng)傳輸至地面監(jiān)控中心。

  3.1 處理效果

  相對(duì)于傳統(tǒng)采用的重力沉淀污水處理方式,采用磁分離水體凈化技術(shù)后污染物分離時(shí)間從30min以上降低至3min,分離速度顯著提升,同時(shí)污水分離效果更為明顯,水體中懸浮物出去率可以達(dá)到90%以上。

  磁分離篩鼓分離得到的污泥含泥率高于70g/L,遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)重力沉淀得到的污泥含泥量(10g/L),含水率更低。得到的污泥可以不經(jīng)濃縮直接壓濾,簡(jiǎn)化了污泥處理流程,降低污水處理費(fèi)用。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明,采用的處理能力為500m3/h的磁分離水體凈化系統(tǒng)每年可以回收污泥量約5000t。

  3.2 運(yùn)行費(fèi)用

  采用磁分離水體凈化技術(shù)后,僅僅需要投加常規(guī)的PAM、PAC藥劑以及磁種,磁種可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用,不需要額外投入加快水體內(nèi)污染物絮凝的藥劑。藥劑使用量?jī)H為常規(guī)處理方法的40%〜50%,大幅降低藥劑使用費(fèi)用,預(yù)計(jì)每年節(jié)省藥劑費(fèi)超過(guò)30萬(wàn)元。經(jīng)過(guò)處理后的水可以直接用以井下噴霧降塵、灑水等工作,降低了水泵運(yùn)行費(fèi)用。

  3.3 維護(hù)管理

  常規(guī)污水處理工藝下,井下水倉(cāng)容易積聚污泥,需要每隔一段時(shí)間對(duì)污泥進(jìn)行清理,存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作環(huán)境惡劣,不安全因素多等問(wèn)題。采用磁分離水體凈化技術(shù)后,流入到水廠內(nèi)的污泥量顯著降低,后期的水倉(cāng)污泥清理工作量大幅度降低。同時(shí)磁分離水體凈化技術(shù)具有自動(dòng)化程度高、可靠性強(qiáng)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),不需要對(duì)設(shè)備組件經(jīng)常更換,后期維護(hù)管理成本低。設(shè)備運(yùn)行1年多以來(lái),除去正常保養(yǎng)外,設(shè)備未發(fā)生過(guò)故障。

  四、結(jié)語(yǔ)

  磁分離水體凈化技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)大幅度提升了礦井污水處理能力,降低了污水處理投入,提升了水資源利用率。該項(xiàng)技術(shù)在礦井應(yīng)用實(shí)踐中在污水處理效果、經(jīng)濟(jì)性以及可靠性等方面均表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì),具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。( >

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