煤矿井下废水处理工程实例与浅析

　　摘要：煤矿井下废水含有较高的悬浮物，采用水力循环澄清池+无阀滤池组合工艺，能有效的降低悬浮物，达到出水标准。
　　关键词：煤矿井下废水；悬浮物；水力循环澄清池；无阀滤池
　　1．概述
　　陕西某煤矿每天排放的废水量最大为9600m³（每小时400m³）。原有的处理系统仅有一座集水池，有效容积为1254m³，作为沉淀池使用。池内也无排泥系统，日积月累，池内沉积大量煤粉后，集水池沉淀区域逐渐缩小，达不到沉淀效果，排放的废水严重污染周边了环境。
　　该公司为保护周边环境，响应国家环保节能的政策，决定对原有的污水处理系统进行改造，使排放废水达到环保要求。
　　2．进出水水质
　　根据环保要求，改造后的废水，执行《煤炭工业污染物排放标准》GB20426-2006排放标准，考虑到《渭河水系（陕西段）污水综合排放标准》DB61/224-2006中的污水排放要求，具体标准如下：
　　表1进水浓度及出水标准
　　检测指标 CODcr(mg/L) SS(mg/L) 石油类(mg/L) PH
　　进水浓度
　　出水标准 ≤100
　　≤80 ≤1200
　　≤50 ≤18
　　≤5 6～9
　　6～9
　　3．改造工艺流程及简述
　　利用原有的集水池，将其改造成初沉池，初步去除废水中的部分煤粉，增加刮吸泥机，加强排泥措施，并回收煤泥；采用水力循环澄清池+无阀滤池的组合工艺，使废水最终达标。
　　图1改造后的工艺流程图
　　煤矿井下废水进入初沉池，大颗粒的煤粒沉淀至池底，上清液自流进入絮凝反应池；在絮凝反应池中加入混凝剂，通过机械搅拌使药剂和废水混合均匀；然后在提升泵的出口加入助凝剂，让废水中的细小煤粉絮凝成团，再通过高效沉淀池、无阀滤池，让废水澄清、过滤后，最后达标排放。
　　无阀滤池的反洗水收集至絮凝反应池，做循环处理；
　　初沉池煤泥通过刮吸泥机，将池底沉泥排至煤泥浓缩池；高效沉淀池沉淀的沉泥，通过静压排泥至煤泥浓缩池；最后煤泥由板框脱水机脱水后，煤泥回收利用，滤液回流至絮凝反应池，做循环处理。
　　4．主要构筑物及设备设计参数
　　（1）初沉池。原有集水池改建，尺寸：19.6m×16.0m×4.5m，分2格；增加排泥渠；增加刮吸泥机2台，跨度8米，行走功率：0.75kW；泵吸泥功率0.75kW。
　　（2）絮凝反应池。新建，钢筋混凝土结构。尺寸：6.0m×6.0m×3.5m；有效水深3.0m；停留时间16分钟；潜水搅拌机1台，功率:1.5kW；叶片转速980r/min；叶片直径260mm。
　　（3）水力循环澄清池。新建，钢筋混凝土结构。尺寸：Φ12.0m×8.2m；2座；静压排泥系统每池各2套。
　　（4）无阀滤池。新建，钢筋混凝土结构。尺寸：4.0m×4.0m×4.85m；4座；承托层200mm；石英砂400mm；无烟煤300mm；长柄滤头2600个；现浇滤板4套。虹吸反冲洗装置4套。
　　（5）清水池。新建，钢筋混凝土结构，与絮凝反应池合建。尺寸：6.0m×6.0m×3.5m；有效容积108m³。池中设回用泵2台，1用1备；供无阀滤池强制反洗、脱水机房、加药间等地方用水。
　　（6）煤泥浓缩池。新建，钢筋混凝土结构。尺寸：Φ8.0m×5.0m；浓缩机1台，功率：0.55kW，周边线速度，2～3m/min；污泥泵2台，1用1备。
　　（7）泵房。新建，框架结构。尺寸：6.0m×3.0m；H=3.5m；卧式离心泵3台，2用1备。
　　（8）加药间及仓库。新建，框架结构。尺寸：6.0m×6.0m；H=3.5m；PAC、PAM加药系统各2套。
　　（9）控制室及值班室。新建，框架结构。尺寸：6.0m×6.0m；H=3.5m。
　　（10）脱水间。新建，框架结构。尺寸：9.0m×6.0m；H=5.0m；板框压滤机2台，过滤面积80㎡；功率：2.2kW；房间内设置冲洗管。
　　5.系统调试及运行
　　5.1系统的调试主要在以下几个方面：
　　（1）药剂的投加
　　控制好药剂投加量及加药点，既可以达到较好的运行效果，也能节省运行费用。在试验小试的基础上，通过实际运行，调节加药量。PAC加入絮凝反应池，通过搅拌机和废水混合均匀；PAM则加在提升泵的出口；
　　（2）水力循环澄清池喉管的调节及排泥
　　水力循环澄清池调试前应注意喉管调节是否灵活，其喉管与喷嘴间距一般为2倍的喷嘴直径。
　　水力循环澄清池排泥方式为重力静压自动排泥，由泥位计反馈信号，控制电动阀门启闭；在调试中，通过在不同水位的取样管取样检测，确定合适的排泥泥位；每次的排泥时间控制在3min左右。
　　（3）无阀滤池
　　无阀滤池在调试运行过程中，主要通过监测水质，观察反洗系统是否正常；观察虹吸系统管道气密性是否完好。
　　5.2 系统运行
　　5.3 经过长时间运行后，发现系统存在一些不足：
　　（1）初沉池
　　初沉池的泥由刮吸泥机排至排泥渠，然后通过管道流至煤泥浓缩池。但是污泥渠的污泥并不能完全的排净，部分煤泥沉积在渠中。因此在排泥渠中增加了冲洗装置，不定时的冲洗下排泥渠，会改善排泥效果。
　　（2）无阀滤池
　　无阀滤池的虹吸系统有时并不能很好的完成反洗功能，系统中的强制冲洗系统此时就应该启动；否则就会影响出水效果。
　　（3）煤泥浓缩池
　　煤泥浓缩池的煤泥要及时的进行脱水处理。不能因为板框压滤机的操作强度比较大，而减少煤泥浓缩池中煤泥的干化处理，从而造成回流的上清液悬浮物增加，增大了处理成本。
　　5.4 运行成本分析
　　该系统的运行成本主要为电费、药剂费、人工费；其系统的的用量在1230kW/天，电费按0.6元/kW计；药剂费按981元/天；人工费按60元/人.天（共按6人计算）；其运行成本为：0.22元/吨。
　　6.小结
　　（1）该工程总投资583万。系统利用原有的构筑物进行改造，并利用地形条件，使水流自上而下，减少提升次数，节省建造费用及运行费用。
　　（2）该工艺的主体系统为水力循环澄清池、无阀滤池，工艺成熟可靠，其结构形式也可参考标准图集进行建设；无阀滤池的滤板安装质量要求较高，可选择成套设备，由专业人员进行安装。
　　（3）经过调试和运行后，在水量稳定的情况下，PAC、PAM的加药量分别控制在34.5mg/l、1.2mg/l左右,出水效果较好。
　　（4）对于该系统的运行管理相当重要，特别是初沉池、水力循环澄清池和无阀滤池的运行管理；要经常检查无阀滤池的虹吸管道是否严密；时常检测出水水质，确保出水正常。
　　（5）对于重要部分的仪表，像泥位计等，尽量选用质量较好、精度较高的产品，以保证系统正常运行。
　　（6）煤矿井下废水悬浮物含量较多，污泥量很大。在污泥脱水上，采用板框压滤机，劳动强度较大，建议采用其他的劳动强度较小的设备。
　　（7）该工程运行正常后，出水达到排放标准，不仅保护了周边环境，而且回收了大量煤炭，也创造了一定经济效益。
　　参考文献：
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　　[5]饶清德，陈福生，王春根等.坪湖煤业井下废水的处理.江西煤炭科技，2007，2（2）：56-57.

《煤矿井下废水处理工程实例与浅析》

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