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礦井污水處理磁分離水體凈化技術

發布時間:2020-12-15 10:14:20  中國污水處理工程網

  現階段我國普遍采用井下沉淀、地面處理手段對礦井污水進行處理,井下水倉存在清淤工程量高、運行費用高昂、水泵磨耗嚴重等問題。綜合分析礦井現狀,山西某礦采用磁分離水體凈化技術,對進入到水倉前的水進行處理,實現清水進水倉。礦井污水處理工程建設分兩期進行,其中前期污水處理建設能力為500m3/h。

  一、工藝概述

  1.1 流程概述

  礦井生產污水經過井下巷道排水溝匯聚至進水渠后,通過在進水渠內設置機械格柵,去除水中含有的大塊雜質后,水流流入至預沉淀池進行沉淀。在預沉淀池內水中重量較大雜質得以沉積,并通過沉淀池底部污泥泵輸送至污泥池內,進而進行壓濾脫水。具體磁分離水體凈化技術工藝流程,如圖1所示。

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  在預沉池內經過預處后的水體流入到混凝系統中,并添加PAM、PAC、磁種等,使得水體內的懸浮物可以在短時間內絮凝。絮凝后的水經過磁分離機進行固液分離,使得處理后的水體質量滿足出水要求。磁分離機分選得到的煤泥進入磁分離篩鼓,在篩鼓高速運轉作用下分離磁種與懸浮物,實現磁種循環利用。

  1.2 水質處理標準

  礦井污水污染物種類以煤、巖粉,部分無機鹽以及少量有機物。采用磁分離水體凈化技術時進水水質為:ρ(SS)≤1000mg/L,pH值介于6〜9;出水水質除滿足《煤炭工業污染物排放標準MGB20426—2006)、《煤礦礦井水分類MGB/T19223—2003)、《地表水環境質量標準MGB3838—2002)中地表水3類標準外,還應滿足ρ(SS)≤30mg/L。

  1.3 污水處理系統技術參數

  采用磁分離技術的污水處理系統一期處理能力按照500m3/h,具體的技術參數,如表1所示。

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  二、主要構筑物參數及工藝系統

  2.1 主要構筑物參數

  磁分離水體凈化技術使用的主要構筑物參數包括有格柵渠、沉淀池、混凝反應池、中轉池以及污泥池等,具體的各個構筑物參數,如表2所示。

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  2.2 主要水處理系統

  混凝系統主要有PAM攪拌、PAC攪拌以及磁種添加設備。PAM、PAC以及磁種3種物質從3個位置分別添加到水體內,最后通過槳葉式攪拌機混合均勻發生絮凝反應;磁分離系統包括有磁分離機、磁分離鼓篩以及磁種投放設備,實現絮凝團分離,磁種回收利用;加藥系統主要包括制備箱、計量泵、閥門、攪拌機以及儲液箱等,主要用以添加PAM、PAC藥劑。

  2.3 控制系統

  控制系統工作程序包括有PAC、PAM藥劑制備與添加、機械格柵雜質去除、預沉池排污泵自動控制、板框壓濾機自動控制以及水質自動監控系統等。控制系統內布置一臺工控機,可以顯示系統內的各個設備運行、水質、水位以及流量等,并參與設備運行。根據水質、液位以及流量等參數對設備的開啟、加藥量等進行動態調整。控制系統控制方式分為遠程集中控制以及現場配電柜控制兩種方式。當配電柜出現故障時,操作人員可以采取操控配電柜上按鈕實現對設備開、停控制。

  三、應用效果

  在井底車場靠近中央水泵房位置處布置污水處理站,實現礦井污水的就近處理。現污水處理站已平穩運行接近1.5a。采用的污水處理系統總功率為119kW,運行功率為83kW,包括有PAM、PAC制備及加藥系統、預沉淀排泥系統、混凝超磁系統以及壓濾脫水系統等。現場安裝的儀表、設備包括有液位傳感器(GUCS10)、流量計(LCM127)、電磁閥以及在線濁度儀。監控系統監測到的污水處理系統運行狀態通過礦井布置的工業環網傳輸至地面監控中心。

  3.1 處理效果

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

  磁分離篩鼓分離得到的污泥含泥率高于70g/L,遠大于傳統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濃縮直接壓濾,簡化了污泥處理流程,降低污水處理費用。現場應用表明,采用的處理能力為500m3/h的磁分離水體凈化系統每年可以回收污泥量約5000t。

  3.2 運行費用

  采用磁分離水體凈化技術后,僅僅需要投加常規的PAM、PAC藥劑以及磁種,磁種可以實現循環利用,不需要額外投入加快水體內污染物絮凝的藥劑。藥劑使用量僅為常規處理方法的40%〜50%,大幅降低藥劑使用費用,預計每年節省藥劑費超過30萬元。經過處理后的水可以直接用以井下噴霧降塵、灑水等工作,降低了水泵運行費用。

  3.3 維護管理

  常規污水處理工藝下,井下水倉容易積聚污泥,需要每隔一段時間對污泥進行清理,存在勞動強度大、工作環境惡劣,不安全因素多等問題。采用磁分離水體凈化技術后,流入到水廠內的污泥量顯著降低,后期的水倉污泥清理工作量大幅度降低。同時磁分離水體凈化技術具有自動化程度高、可靠性強、系統結構簡單等優點,不需要對設備組件經常更換,后期維護管理成本低。設備運行1年多以來,除去正常保養外,設備未發生過故障。

  四、結語

  磁分離水體凈化技術相對于傳統的污水處理技術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。該項技術在礦井應用實踐中在污水處理效果、經濟性以及可靠性等方面均表現出顯著優勢,具有一定的推廣應用價值。(來源:山西焦煤汾西礦業環保處)

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