1煤礦排水水質(zhì)特點(diǎn)及污泥處理方案

煤礦水處理Sludge Filter Press.煤礦排水分為礦井井下排水、露天礦坑內(nèi)排水和疏干排水，煤礦排水水質(zhì)應(yīng)按實(shí)測(cè)水質(zhì)資料或類似礦區(qū)已有同類工程實(shí)測(cè)水質(zhì)資料設(shè)計(jì)。

1）井下排水水質(zhì)特征。井下排水由井下涌水和井下生產(chǎn)排水組成，主要受井下采煤活動(dòng)污染，水質(zhì)發(fā)黑，懸浮物超標(biāo)（懸浮物以煤灰為主），主要常規(guī)污染指標(biāo)包括SS、油類。SS為300 ~ 3 000 mg/L；油類為1.0 ~ 20.0 mg/L。

2）內(nèi)排水水質(zhì)特征。露天礦坑內(nèi)排水為露天坑內(nèi)收集的廢水，包括地下水滲出量和大氣降水，以懸浮物為主，和井下排水水質(zhì)相似，主要常規(guī)污染指標(biāo)包括SS、油類。SS為600 ~ 3 000 mg/L；油類為1.0 ~20.0 mg/L。

3）疏干排水水質(zhì)特征。露天礦疏干排水水質(zhì)受當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件影響較大，應(yīng)按實(shí)測(cè)資料設(shè)計(jì)，無(wú)實(shí)測(cè)資料時(shí)，可參照煤田地質(zhì)勘查報(bào)告中鉆孔水質(zhì)資料確定。

4）煤礦污泥特性及常規(guī)處理方式。污水處理廠污泥大致分3種：生化污泥、物化污泥、物化生化混合污泥。煤礦排水懸浮物較高，主要是隨水排至地面的煤灰，屬無(wú)機(jī)物化污泥。褐煤的密度一般為1.05～1.2 t/m3，煙煤為1.2～1.4 t/m3，無(wú)煙煤為1.35～1.8 t/m3，由煤和矸石組成的污泥，其沉降性較好，經(jīng)混凝、沉淀、過濾處理后，一般懸浮物去除率80% ~90%。而且，煤泥往往含有一定的油性，煤質(zhì)越好，油性越大。此外，井下排水在匯集、井下水倉(cāng)儲(chǔ)存過程中，塊狀或大的顆粒已經(jīng)沉降，很少能排至地面，少量帶至地面調(diào)節(jié)池的，也在調(diào)節(jié)池內(nèi)繼續(xù)沉降下來，進(jìn)入污泥脫水環(huán)節(jié)的大顆粒很少，煤泥含水率一般在95% ~ 98%左右。污泥體積大，處理比較困難，歸納來看，礦井水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥有如下4種特性：無(wú)機(jī)污泥、沉降性好、含油、顆粒小。污泥在處理上通常分為污泥脫水機(jī)工藝與污泥干化工藝2種，常規(guī)工藝為：①污泥→濃縮→消化→自然干化→最終處置；②污泥→濕污泥池→自然干化→外運(yùn)；③污泥→濃縮→機(jī)械脫水→最終處置。

2煤礦污泥處理概況

近年來，隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，新建煤礦污泥處理逐漸采用機(jī)械脫水方式，機(jī)械脫水既減少占地，且脫水效率高，為污泥的最終處置帶來極大方便，同時(shí)減少環(huán)境的污染，但初期投資和日常運(yùn)行費(fèi)用較高。污泥機(jī)械脫水的方法有真空吸濾法、壓濾法和離心法等。一般情況下真空過濾脫水泥餅含水率為70%左右，壓濾脫水為45%~80%，離心脫水為80%左右。目前污泥脫水設(shè)備主要有離心機(jī)、帶式壓濾機(jī)、板框壓濾機(jī)3種，真空過濾機(jī)由于出泥含水率高、噪聲大、附屬設(shè)備多、工序復(fù)雜、運(yùn)行費(fèi)用高等缺點(diǎn)，逐漸被淘汰；板框壓濾機(jī)雖然設(shè)備價(jià)格和土建造價(jià)較高，但運(yùn)行簡(jiǎn)單，污泥脫水率高，是煤礦行業(yè)主要脫水設(shè)備，離心脫水機(jī)和帶式壓濾機(jī)污泥脫水效果也較好。

3煤礦污泥脫水設(shè)備分析

3.1帶式壓濾脫水機(jī)帶式脫水機(jī)依靠濾帶本身的張力形成對(duì)污泥層的壓榨，把污泥層中的毛細(xì)水?dāng)D壓出來，從而獲得含固量較高的泥餅，實(shí)現(xiàn)污泥脫水。帶式壓濾脫水機(jī)由濾帶、輥壓筒、濾帶張緊系統(tǒng)、濾帶調(diào)偏系統(tǒng)、濾帶沖洗系統(tǒng)和濾帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成，配套設(shè)置有液壓調(diào)節(jié)裝置、清洗裝置。帶式脫水機(jī)受污泥負(fù)荷波動(dòng)的影響小，出泥含水率低且工作穩(wěn)定能耗少、對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)人員水平要求不高等特點(diǎn)。由于帶式壓濾脫水機(jī)進(jìn)入國(guó)內(nèi)較早，配套設(shè)備及服務(wù)比較完善，使用經(jīng)驗(yàn)較為豐富，具有普遍適用性，建設(shè)方較為認(rèn)可。

3.2離心式脫水機(jī)離心脫水機(jī)主要由轉(zhuǎn)載和帶空心轉(zhuǎn)軸的螺旋輸送器組成，污泥由空心轉(zhuǎn)軸送入轉(zhuǎn)筒后，在高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下，立即被甩人轉(zhuǎn)轂腔內(nèi)。污泥顆粒比重較大，因而產(chǎn)生的離心力也較大，被甩貼在轉(zhuǎn)轂內(nèi)壁上，形成固體層；水密度小，離心力也小，只在固體層內(nèi)側(cè)產(chǎn)生液體層。固體層的污泥在螺旋輸送器的緩慢推動(dòng)下，被輸送到轉(zhuǎn)載的錐端，經(jīng)轉(zhuǎn)載周圍的出口連續(xù)排出，液體則由堰四溢流排至轉(zhuǎn)載外，匯集后排出脫水機(jī)。離心脫水機(jī)具有噪音大及出泥口容易堵塞等缺點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)是連續(xù)運(yùn)行，對(duì)進(jìn)料含水率要求較低，漿液可不經(jīng)濃縮，從而節(jié)省污泥濃縮池的投資。但離心脫水機(jī)受污泥負(fù)荷的波動(dòng)影響較大，對(duì)運(yùn)行人員的素質(zhì)要求較高，電耗大，因此一般污水處理廠尤其是大型處理廠很少采用離心脫水工藝。隨著機(jī)械制造和控制水平的提高，離心式脫水機(jī)的脫水技術(shù)在國(guó)內(nèi)外有了長(zhǎng)足進(jìn)展，國(guó)內(nèi)類似產(chǎn)品也相對(duì)較為成熟，尤其在小型污泥脫水項(xiàng)目中使用，可保證處理效果，且有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，可大膽選用該類國(guó)內(nèi)產(chǎn)品。

3.3板框式壓濾脫水機(jī)板框式壓濾機(jī)是將濾板和濾框平行交替排列，通過壓緊濾板和濾框，使濾板和濾框之間構(gòu)成一個(gè)壓濾室，濾餅堆積在框內(nèi)濾布上，松開濾板和濾框后，泥餅從濾框內(nèi)剝落下來，完成污泥脫水。板框式壓濾機(jī)一般占地面積較大，間斷式運(yùn)行，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，操作環(huán)境較差。近年來為適應(yīng)污水處理的要求，壓濾、濾板移動(dòng)、濾布振蕩等操作流程逐漸實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全自動(dòng)運(yùn)行，極大地改善了工作環(huán)境。選煤廠的煤泥壓濾多采用板框式壓濾機(jī)，選煤廠的煤泥水與礦井水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥從性質(zhì)上來講幾乎相同，從現(xiàn)場(chǎng)反饋來看，使用效果良好。板框式壓濾機(jī)與其它類型脫水機(jī)相比，泥餅含固率最高，產(chǎn)生的干泥量就較少，忽略勞動(dòng)強(qiáng)度和作業(yè)環(huán)境，從系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠性考慮，板框式壓濾機(jī)應(yīng)該是首選。

3.4疊螺污泥脫水機(jī)疊螺污泥脫水機(jī)是近年出現(xiàn)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的一種新型設(shè)備。脫水原理是：污泥在濃縮部經(jīng)過重力濃縮后，運(yùn)輸?shù)矫撍浚谇斑M(jìn)的過程中隨著濾縫及螺距的逐漸變小，以及背壓板的阻擋作用下，產(chǎn)生內(nèi)壓，容積不斷縮小，達(dá)到充分脫水的目的。疊螺污泥脫水機(jī)的價(jià)格偏貴，處理量小，優(yōu)點(diǎn)主要為不易堵塞、節(jié)水省電、操作安全、占地面積小、經(jīng)久耐用，由于疊螺污泥脫水機(jī)進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)較晚，市場(chǎng)占有率低，尤其在煤礦水處理領(lǐng)域應(yīng)用較少，與常用的板框壓濾機(jī)、帶式壓濾機(jī)和離心脫水機(jī)相比，需要增加實(shí)際工程應(yīng)用，才能總結(jié)出它在煤礦方面的性能特點(diǎn)。

4脫水設(shè)備比較及選型

4.1常規(guī)脫水設(shè)備性能對(duì)比帶式壓濾機(jī)、板框壓濾機(jī)及離心脫水機(jī)的比較見表1。

 

4.2脫水設(shè)備的選型應(yīng)用根據(jù)不同型號(hào)脫水機(jī)的性能比較，結(jié)合煤礦污泥特性、運(yùn)行狀況、人員素質(zhì)、對(duì)泥餅的要求，以及資金成本等方面綜合考慮，才能做出合理的選擇。

我院設(shè)計(jì)的魯能寶清煤電化開發(fā)有限公司朝陽(yáng)露天煤礦、賀斯格烏拉露天煤礦、神東天隆集團(tuán)有限責(zé)任公司大海則煤礦、山西壽陽(yáng)縣博大京魯能源有限責(zé)任公司馬尾溝煤礦，這幾個(gè)礦共同特點(diǎn)是為了節(jié)省工程投資，減少日常運(yùn)行費(fèi)用，污泥脫水設(shè)備采用帶式壓濾脫水機(jī)，實(shí)際運(yùn)行反饋的信息是污泥脫水效果較好，但濾帶需經(jīng)常更換，耗水量較大，操作間環(huán)境衛(wèi)生較差，管理費(fèi)用較高。鄂爾多斯市蒙泰范家村煤業(yè)有限責(zé)任公司范家村煤礦、山西省長(zhǎng)子縣西南呈礦井、鄂爾多斯市伊化礦業(yè)資源有限責(zé)任公司母杜柴登礦井等采用板框式脫水機(jī)，實(shí)際運(yùn)行過程中，泥餅含水率較低，設(shè)備容易堵塞，需要經(jīng)常沖洗，更換設(shè)備，手動(dòng)操作勞動(dòng)強(qiáng)度較大。沈陽(yáng)煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司紅陽(yáng)三礦廢水處理工程、沈陽(yáng)焦煤股份有限公司西馬煤礦、陜西延長(zhǎng)石油集團(tuán)橫山魏墻煤業(yè)有限公司魏墻礦井及選煤廠、大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司馬道頭礦井等污泥脫水采用離心脫水機(jī)，主要考慮降低土建成本，節(jié)省空間，實(shí)際污泥脫水過程中，由于工人管理維護(hù)水平有限，故障率稍高，影響正常水處理運(yùn)行，同時(shí)煤泥含水率大，濾液含固量高，噪音大。據(jù)了解煤礦水處理污泥脫水設(shè)備或多或少都存在一定缺陷和不足，有些是因?yàn)楫a(chǎn)品質(zhì)量的問題，有些是管理的問題。煤礦的管理普遍來說相對(duì)較為粗放，而且水處理在日常管理中的重視程度不夠，往往造成系統(tǒng)運(yùn)行不暢，甚至導(dǎo)致整個(gè)水處理系統(tǒng)建成后閑置。為提高污水污泥處理效果，設(shè)計(jì)時(shí)加強(qiáng)與建設(shè)方的溝通，了解建設(shè)方的使用經(jīng)驗(yàn)、管理方式和使用要求，針對(duì)水質(zhì)特征，選擇適合于本項(xiàng)目的污泥脫水機(jī)是十分必要的。

5結(jié)論根據(jù)煤礦水處理自身特點(diǎn)，選擇適合本項(xiàng)目的煤泥水處理工藝及設(shè)備，是水處理中不可忽視的重要環(huán)節(jié)，關(guān)系到整個(gè)水處理系統(tǒng)是否能穩(wěn)定運(yùn)行，提高污泥脫水率，化害為利，改善環(huán)境，并可帶來一定的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

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