沉淀+過濾工藝應(yīng)用于礦井水處理中的問題

摘要：水資源和水污染是當(dāng)前世界最大的資源環(huán)境問題之一，使人類面臨的挑戰(zhàn)。到21世紀(jì)末，我國600多座城市中，已有400多個(gè)城市存在供水不足問題，而有效的利用廢水資源已漸提上日程。在僅有的幾種水資源中，占我國能源結(jié)構(gòu)70%以上的煤炭資源在開采過程中排放大量廢水，所以礦井廢水的有效利用越來越受到重視。我國煤炭礦井水處理技術(shù)使用的處理技術(shù)主要有：沉淀、混凝過濾，V型濾池以其多方面的點(diǎn)在給水處理中得到廣泛應(yīng)用，在實(shí)際生產(chǎn)中，由于多方面因素的影響遇到各種問題，本文就在礦井水處理廠工作中遇到的一些問題進(jìn)行分析，并提出解決措施，為V型濾池用于礦井水初級(jí)的設(shè)計(jì)和熟練運(yùn)行提供一些經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：礦井水 V型濾池 問題

1 基本情況

本公司是礦井水處理回用工程，其日處理水量24000

m3/d，處理后水用于附近電廠發(fā)電，創(chuàng)造了較好的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

1.1 礦井水的產(chǎn)生及特點(diǎn)

煤礦礦井廢水包括：煤炭開采過程中涌滲水到巷道排出的自然地下水及煤塵廢水。礦井廢水的特性取決于成煤的地質(zhì)環(huán)境和煤系低層的礦物化學(xué)成分，其中井田水文地質(zhì)條件及充水因素對(duì)于礦井開采過程礦井廢水的水質(zhì)、水量有決定性的影響。因此，對(duì)礦井廢水處理要考慮開采過程中水質(zhì)、水量的變化。

1.2 水廠工藝流程描述

水的處理過程：礦井水進(jìn)入預(yù)沉池通過簡單重力沉淀，通過提升泵打入高效澄清池，再進(jìn)入V型濾池過濾，完成處理過程。

污泥的處理過程：①預(yù)沉池池底污泥通過吸泥機(jī)打入壓濾機(jī)或45米沉淀池；②高效澄清池污泥通過排泥泵打入壓濾機(jī)或45米沉淀池；③反沖洗污泥通過反洗排水泵打入預(yù)沉池。

1.3 技術(shù)參數(shù)

1.3.1 預(yù)沉池：尺寸28.0*20*5.5m；有效容積：3000 m3；水力停留時(shí)間：3.0小時(shí)。

1.3.2 高效澄清池：尺寸：直徑21.0*4.5m；有效容積：2750m3；水力停留時(shí)間：2.7小時(shí)；表面負(fù)荷：1.4m3/m2·h。

1.3.3 V型濾池：共6格，每格尺寸7*8m，池深4.5m，有效水深3.3m。外形尺寸：22.0*2.0*4.5m。每格濾板7*3塊，每塊濾板有濾頭7*8個(gè)。濾料為石英砂+卵石濾料。

2 運(yùn)行中存在的問題

V型濾池工藝自建廠以來，運(yùn)行狀況較好，濾前水濁度控制在8-10NTU，濾后水濁度3NTU以下，設(shè)計(jì)反洗周期36小時(shí)，按設(shè)計(jì)運(yùn)行方式運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)不少問題：

2.1 反洗沖出大量濾料問題

對(duì)于觀察到濾池排水出口處有不少濾砂，主要是因反沖洗強(qiáng)度過大而造成濾池跑砂，我們就原有反沖洗參數(shù)與過程進(jìn)行了分析和校核，在保證濾后水質(zhì)達(dá)標(biāo)和減少水耗、電耗的前提下，意欲找出濾池運(yùn)行的最佳參數(shù)。

2.1.1 原有反沖洗參數(shù)

反沖洗采用全自動(dòng)方式，沖洗參數(shù)如下：

氣洗：一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)氣沖2min。

氣水洗：一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)與一臺(tái)反沖水泵同時(shí)沖洗4min。

水洗：兩臺(tái)反沖水泵沖洗4min。

經(jīng)反復(fù)反沖洗試驗(yàn)，我認(rèn)為在現(xiàn)有的條件下，增加第一階段松動(dòng)濾料的時(shí)間，使其達(dá)到完全松動(dòng)的目的，再有增加第二階段氣水反洗時(shí)間，使其能徹底沖洗濾料上的煤泥，最后兩臺(tái)泵開啟的時(shí)候，降低第二臺(tái)泵的出水壓力，增大其流量，其階段時(shí)間減少，減少反洗水量。

2.1.2 反沖洗工藝調(diào)整及成果分析

氣洗：一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)氣沖3min。

氣水洗：一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)與一臺(tái)反沖水泵同時(shí)沖洗5min。

水洗：二臺(tái)反沖水泵沖洗2min。

調(diào)整前后我們還分別對(duì)反沖洗結(jié)束時(shí)池面水濁度進(jìn)行了測量，相差不大，不會(huì)影響沖洗效果，同時(shí)也在一定程度上減少了濾池的跑砂量。

2.2 反洗周期的調(diào)整

雖使經(jīng)過前兩個(gè)構(gòu)筑物沉淀處理，水中仍含有大量煤泥，濾水過程中有部分煤泥會(huì)永久吸附在石英砂濾料上，減小了濾料之間的縫隙，降低了濾水速度，濾料開始結(jié)塊，嚴(yán)重影響了濾水效果，減低了濾料的使用壽命，增加了水廠運(yùn)行成本。

2.2.1 濾池設(shè)計(jì)反洗周期

按照設(shè)計(jì)本水廠V型濾池每36小時(shí)反洗一次。

2.2.2 反洗周期調(diào)整及結(jié)果分析

經(jīng)過近4年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，水廠的反洗周期由原36小時(shí)，至中間調(diào)整為30小時(shí)，到現(xiàn)在調(diào)整為24小時(shí)。

調(diào)整后濾料的使用壽命由第一次的使用時(shí)間1年，到第二次的1年零6個(gè)月，現(xiàn)在是第三次的濾料到目前已經(jīng)使用了1年零6個(gè)月，但是現(xiàn)在從反洗過程看，這次使用2年不是問題。解決了濾料頻繁更換問題，同時(shí)也降低了礦井水處理廠的成本。

2.3 反洗水的去向問題

對(duì)于礦井水來說，其中含有大量的煤泥，按照設(shè)計(jì)，這部分水進(jìn)入預(yù)沉池，直接增大了高效澄清池及濾池的負(fù)荷。

2.3.1 采取的措施

①反洗水通過預(yù)沉池中間排水槽直接進(jìn)入原有洗煤廠45m沉淀池。

②通過反洗排水泵直接打入洗煤廠壓濾機(jī)。

2.3.2 取得的結(jié)果

采取措施后大大減低了預(yù)沉池、高效澄清池及V型濾池的負(fù)荷，出水濁度也從原來的3以下降低到1以下。

3 對(duì)于礦井水處理工藝設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)建議

3.1 進(jìn)水加裝液面自動(dòng)控制系統(tǒng)

對(duì)于一般的水處理系統(tǒng)，進(jìn)水是持續(xù)穩(wěn)定的，但是企業(yè)廢水進(jìn)水不穩(wěn)定，一般采用了前置儲(chǔ)水池，在一般的企業(yè)廢水處理系統(tǒng)都能滿足要求，但是礦井水處理系統(tǒng)不同，出于井下生產(chǎn)和安全考慮，有自己獨(dú)立的排水時(shí)間，上水不受地面水廠控制，但水廠是一個(gè)連續(xù)運(yùn)行的單位，這樣水廠的第一個(gè)構(gòu)筑物的進(jìn)水時(shí)間、進(jìn)水量比較重要，鑒于以上的特殊原因和具體條件，所以原有的設(shè)計(jì)模式設(shè)計(jì)儲(chǔ)水池對(duì)于礦井水不經(jīng)濟(jì)，我們廠的設(shè)計(jì)無設(shè)計(jì)儲(chǔ)水池，但是這樣不能控制進(jìn)水量，不能滿足水處理系統(tǒng)的工藝的要求，真對(duì)以上問題，我們采取了加裝液面控制器，這樣把其與井下泵房連接起來，不但實(shí)現(xiàn)了井下安全生產(chǎn)，也實(shí)現(xiàn)了水廠的正常生產(chǎn)。

3.2 高效澄清池出水進(jìn)入濾池前加裝手動(dòng)閥門

本廠原設(shè)計(jì)有高效澄清池兩座，上清液通過溢流槽匯集，清水在通過排水口處匯集到一根排水管進(jìn)入V型濾池，這是符合設(shè)計(jì)思想的，但是這樣一個(gè)池子進(jìn)行放空檢修或清理溢流槽內(nèi)的淤積污泥時(shí)，必須停止整個(gè)水廠設(shè)備，無法在不影響生產(chǎn)的情況下對(duì)高效澄清池進(jìn)行檢修，這樣我們?cè)谝缌鞴軈R集前加裝了閥門，這樣可以單獨(dú)對(duì)每個(gè)池子檢修，解決了這個(gè)問題，但要注意的是這個(gè)閥門一般都是在室外，開關(guān)次數(shù)也不較少，要定期對(duì)其維護(hù)保養(yǎng)。

3.3 濾池出水管加裝手動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥門

對(duì)于V型濾池所有閥門是靠電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來完成反洗過程的，但對(duì)于礦井水處理廠，其上水時(shí)間、上水量都不穩(wěn)定，包括水質(zhì)都有很大的波動(dòng)，這樣在控制V型濾池的濾速方面又遇到了問題，對(duì)于這一問題，我們采取了在濾池出水管上增加一個(gè)手動(dòng)閥門，解決了由于礦井水上水不穩(wěn)定帶來的對(duì)V型濾池的沖擊及便于整個(gè)水廠處理水量的控制。

4 結(jié)論

預(yù)沉、高效澄清、V型濾池簡單的處理系統(tǒng)，在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中由于各種因素的影響會(huì)遇到各種問題，必須具體問題具體分析，結(jié)合客觀情況找出解決措施，使其在以后的生產(chǎn)過程中應(yīng)用更加成熟。

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