井下ZG型净化水系统的安装与应用

摘 要：首先介绍了三河尖煤矿井下水量情况，ZG型净化水系统的工艺流程、设备布置安装；其次论述了净化水系统的正常运行优化了矿井安全生产用水系统，达到了节能减排，保护环境，提高企业效益的目标。

关键词：煤矿 净化 节能减排

三河尖煤矿在采掘工程中，每天产生废水约3300多吨，从井下抽至地面排放。同时每天生产又需要约2000吨清水。经过研究，决定将井下3000多吨废水进行直接净化成清洁水，用来采掘生产等用途，可节约水泵抽水至地面的电费、机械维修费、管理费、排放费等一系列费用。下面将ZG型净化水系统在三河尖矿的使用情况介绍如下。

一、ZG型净化水系统的工艺流程

三河尖矿井下废水净化工程是将-700中央泵房外仓废水，通过流量为224m3/h的离心水泵分别供给到三台ZG型净化器中, 在入ZG型净化器前加入一定浓度的聚丙烯酰氨和聚氯化铝，废水在净化器内混凝、斜管沉淀、过滤、反冲洗、消毒，清水通过八寸水管流入清水仓；在净化器沉淀下来污水经过污水管流进污泥池，进一步沉淀后经过污水泵、压滤机加工成泥饼装车运出。为了充分利用好清水，安装了清水泵房，2台排水泵（1台运行，1台备用）将净化后的清水从-700水平排至-415水平缓冲水仓，由缓冲水仓向-南翼和西翼提供防尘用水。

井下废水净化工艺流程

净化器的工作原理是离心水泵将提升来的原水加药后进入反应装置，反应后上升经斜管沉淀，部分污泥沉入集泥槽由排泥管定期排放到污泥池。经沉淀后的水，上升到高位水箱分别进入到各过滤区进行过滤处理，过滤后的清水进入集水区后由出水管排到清水仓（中、内仓）。当过滤污物增多时，水位慢慢上升至虹吸辅助管时，水向下自流带走虹吸管内的空气形成反洗，水自滤层下部上流带走滤层上面污物，由反洗管排出至水沟，反洗3-5分钟，在虹吸破坏管的作用下，反洗停止，转入正常运行。

二、主要设备的参数与安装

一）主要设备的参数

1、水泵

型号 MD100-33×11, 功率 160KW, 转速 1480r/min

扬程 363m ,效率 73%

2、电机

型号 YB400S1-4,功率 200KW ,转速 1488r/min,

电压6000V, 电流 24A

3、管路

排水管直径 159×4.5, 长度 3200m, 排水高度 280m

吸水管直径 219×4.5, 长度 30m, 吸水高度 5 m

4、净水系统

净水器数量 3台 ,每台处理能力60m3/h ,出水管1-Φ219×4.5

离心泵型号 IS150-125-250A ,功率 15 kw

5、废水提升泵

功率：15KW 数量：2台（1用1备）

6、加药计量泵：功率：0.75KW 数量：3台

7、搅拌电机：功率：0.75KW 数量：3台

8、污泥泵：功率：5.5KW 数量：1台

9、压滤机：功率：6.3KW 数量：1台

二）设备的安装

按照设计要求，每天净化井下废水4500吨，如果废水净化在地面上进行，只要设计一台套一体化净水器即可。综合原因考虑必须在-700米巷道中进行，受井下巷道宽度、高度条件的限制，我们将一体化净水器设计分解加工成三套，每套净水能力达到1500吨/天，三套净化能力>4500吨/日。由于每套净水设备总长8m，宽2.25m，其中沉淀器5.2m，宽2.25m，高3.0m，过滤器长2.8m，宽2.25m，高2.4m，这样的尺寸结构能够适应井下制造与安装。

为了保证安装的质量和人身安全，我们要求沉淀器、过滤器的钢板加工成能入井的尺寸，设备内部的钢材、钢管、线材等，全部按设计尺寸在地面裁好，进入现场可直接焊接。

主要的施工地点为井下，为搞好施工组织保证井下施工安全和进度，需要制定用电安全措施，烧焊安全措施，工期保证实施措施。

经过试运行，能够达到下列效果：

1、全自动一体化净水设备在井下直接净化煤矿废水完全可行，一次性投入小，运行费用低，每吨废水净化成生产用水消耗净水剂共约30克，0.002元×30克=0.06元/吨水，电费0.045元/吨水,共约0.11元/吨水。原井下-800废水抽上地面排放，消耗的电费及环保局收取的排污费，吨水费用是井下直接净化吨水费用的很多倍。因此除技术上可行，经济上具有更大的优势。

2、井下废水净化成符合要求的生产用水。

3、正常运行后污泥池的污泥要定期压滤，压滤的泥饼可以资源化。

（1）可以检测含碳量，若含碳量较高，可以做燃料；（2）若检测含碳量不够燃烧，可检测有机质含量，一般可以做肥料，增加地力和改良土壤，因为井下污泥没有受到有害污染。

4、加药量：每天消耗聚氯化铝75-85kg；聚丙烯酰氨（高分子净水剂）2-3kg。

三、井下ZG型净化水系统经济效益分析

净化所有设备年电费：[（15+4.5）×20+（5.5+6.3）×1]×0.547×365＝8.02万元

药剂材料费：按现净水量每天88×3元／天×365天＝9.63万元

排水电费：每天向地面排水约1300吨，月用电14.9月万度×0.547元＝9.15万元，年排水电费97.80万元；净化水排至-415降压池每天约2000吨，月用电13.5万度×0.547元＝7.38万元，年排水电费88.56万元。合计186.36万元。

净化后总费用：设备电费8.02+药剂材料费9.63+排水电费186.36＝204万元

净化前总费用：水资源费46万元+排污费18万元+排水电费270万元＝334万元

每年可节约费用：净化前总费用-净化后总费用＝334-204＝130万元。

四、结束语

三河尖煤矿井下每天上排废水3300多吨，同时地面供自来水2000多吨。为此，矿每年约需支付水资源费46万元、排污费18万元、电费270万元、及人工、维修、材料（0.5元／吨）等费用约60万元。这样不仅对环境造成污染，同时造成很大水资源浪费。因此，进行矿井废水处理利用即可减少排放污染，又可节约资源、资金，社会经济效益十分可观。

参考文献

[1] 《三河尖井下废水净化竣工报告》 三河尖煤矿调度室

[2] 《三河尖煤矿井下净化水工程》 三河尖煤矿机电科

作者介绍:满富鑫 2006年毕业于重庆工学院机械设计制造及其自动化专业，现为徐州矿务集团三河尖煤矿机电科助理工程师