煤矿井下废水处理工程实例与浅析

时间:2022-07-05 01:02:46

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

中图分类号: X703 文献标识码:A 文章编号:

Abstract: the underground coal mining waste water containing high suspended solids, the hydraulic circulation water clarification + no valve ponds combined technique, can effectively reduce suspended solids, achieve water standards.

Keywords: coal mine underground wastewater; Suspended solids; Hydraulic circulation water clarification; No valve ponds

1.概述

陕西某煤矿每天排放的废水量最大为9600 m³(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×3.5 m;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:6.0 m×6.0 m;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:6.0 m×6.0 m;H=3.5m。

(10)脱水间。新建,框架结构。尺寸:9.0 m×6.0 m;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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[4] 张焕,何玉龙,李杰.煤矿井下废水处理与综合利用.能源与环境,2009,(6):88.

[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.

作者简介:

邓李佳(1983―),男,湖北宜昌人,助理工程师,主要研究方向为水污染的控制及治理。

汪玲(1983―),女,湖北武汉人,工程师,主要研究方向为水污染的控制及治理。

注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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