淺談高懸浮物煤礦廢水處理工程的調試與運行

魏然

摘 要：在煤礦中，根據水量和水質特點以及地形和地理區域等的不同，所選擇處理的工藝流程也不一樣。針對北方地區的煤礦單一且高懸浮物的水質特點，進行分析后，通過給出處理措施，已經取得了很好的效果。但是，針對西南熔巖地區CODCr和懸浮物都很高，與北方地區煤礦的水質差別比較大，但是，研究西南熔巖地區的煤礦廢水處理也比較少，該文進行了深入的分析和研究。

關鍵詞：高懸浮物 煤礦廢水 調試 運行 自動控制

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）07（b）-0117-02

從當前來看，西南熔巖地區與北方地區煤礦相比較，煤礦的水質特點還有很多差別，特別是CODCr和懸浮物都很比較高，并且對于西南熔巖地區，研究和處理懸浮物的煤礦廢水的成果報道也非常少，因此，該文針對于西南大型礦井工程在處理廢水上進行研究和分析，對于工程運行和調試進行簡述。

1 高懸浮物煤礦廢水處理工程規模

煤礦副井口的斜坡下方有一個處理礦井廢水的廠子，面積大約1 300 m2，此工程一共投資為240萬元，2015年4月開始建設，11月下旬竣工，并且調試開始正式運行。礦井需要原水主給涌水，工程設計每小時出水400 m3的規模，出水的水質必須要按《煤炭工業污染物排放標準》進行執行，由于該工程屬于老礦井，所以，SS必須要小于或者等于每升70 mg。排放標準與進水水質設計參數，見表1所示。

2 高懸浮物煤礦廢水處理工程調試的情況

高懸浮物煤礦廢水處理工程在調試上，主要分了2個階段，管線和設備以及自動的控制系統等相關的調試通常在11月7～8日完成，而工藝設計的階段主要是11月8日以后才能夠正式進行這個階段。系統的整個調試相對都比較順利，用了大約10 d的時間[1]。

2.1 助凝劑和混凝劑投加量的調試

由于水中的膠體物質比較穩定，也就是進水的水質特點相對比較穩定，因此，通常混凝劑選用PAC，國凝劑選用碳酸鈉。在調試的工藝以前，需要進行小試，PAC的質量深度達到10%為最佳[2]。

（1）高懸浮物煤礦廢水處理工程調試11月9日的上午10點正式開始，進水以后，以每升42.5 L的量作為PAC的投加量；碳酸鈉以每升30 mL作為投加量，5個h以后，沉淀開始出水、好轉，直到正常。

（2）在出水相對比較穩定以后，將PAC和碳酸鈉的投加量進行降低，PAC以每升30 mg作為投加量；碳酸鈉以每升15 mg和每升24 mg作為投加量，5 h以后，沉淀池的出水效果還是比較良好的。

（3）將PAC和碳酸鈉投加量繼續降低，PAC以每升24 mg作為投加量；碳酸鈉以每升10 mg作為投加量，5 h以后，再看沉淀池的出水情況，效果還是比效穩定和良好的。

（4）將PAC投加量繼續降低，PAC以每升20 mg作為投加量；碳酸鈉以每升10 mg作為投加量，5 h以后，再看沉淀池的出水情況，出水的水質變得比較差。

（5）將PAC和碳酸鈉的投加量繼續進行改變，PAC以每升24 mg增加投加量，將碳酸鈉的投加量減少到每升8 mg，5 h以后，觀察沉淀池的出水情況，水質有了一定的好轉，但是，投加量還是沒有前3種的出水效果好。

（6）將PAC和碳酸鈉的投加量繼續進行改變，PAC以每升24 mL作為投加量；碳酸鈉以每升10 mg作為投加量，5個h以后，觀察沉淀池的出水情況，水質的效果比較良好。

因此，PAC以每升24 mL作為投加量，碳酸鈉以每升10 mL作為投加量，是該高懸浮物煤礦廢水處理工程最佳的涌水處理。

2.2 自動反沖洗的子程序

自動過濾反沖洗的子程序，既能夠控制反沖洗系統的閥門，又能夠控制原水的提高。結合原水池液位來對原水泵自動進行啟動；比較過濾系統設定的壓差值與前后的壓差，將反沖洗的閥門自動開啟，然后反沖洗過濾系統，從而使系統正常的運行得以有效地保證。采用輪流切換方式將原水的5臺提升泵運行，使水泵電機運行的時間得以平衡，從而使水泵的壽命得以延長。

3 分析高懸浮物煤礦廢水處理工程運行的管理

針對于高懸浮物煤礦廢水處理工程而言，正常運行以后，外排水符合要求，能夠使當地水環境得到有效保護，外排水所產生的回用水，能夠為水資源的循環基礎進行創造；煤炭資源的回收，不但使經濟效益得以有效提升，同時，社會和環境以及經濟效益融為一體的目標也得以實現，對于改造和設計其他礦井水的處理方案，也具有很好的參考價值。

3.1 控制水量和水質的問題

礦井的涌水水質和水量根據時間的變化比較大，尤其是流量的變化非常大。如果增大進水的水量，水質變得比較差時，為了讓出水能夠達到穩定的狀態，可以將加藥量進行有效調節，但是，缺少水質各流量的自動監測儀器，通常發現時，出水已經達不到標準了，對藥劑再進行改變時，緩沖還得需要一定的時間。如果想要該問題得到有效解決，在高位的蓄水池中，使廢水盡量能夠充分停留，其一，流量可以進行調節；其二，水質也可以進行調節，在達到藥劑的投加量沒有發生改變的同時，致使出水相對穩定的目的得以有效保持[3]。

3.2 PLC控制的自動排泥系統

運用變頻系統和PLC，能夠將自動排泥和加藥功能得以有效地實現，從而使人工干預減少。提升泵將礦井水提升到澄清池，將混凝劑加入到泵前，利用PID變頻調節系統加藥，結合檢測的進出水的流量和濁度等相關的指標，以及試驗所得出的數學模型，通過變頻系統的自動調節計量泵轉速以及PLC的程序，將計量泵投加量進行調節，加藥以后，就會在澄清池中反應。

3.3 分析高懸浮物煤礦廢水處理工程運行的成本

對于處理煤礦的廢水成本進行估算，大約為每立方米0.36元，每年能夠將煤泥回收4.1萬噸，以每噸35元進行計算，能夠將收入增加143萬元；每年還可以將排污費減少70萬元，所以，3年就能夠將投資的成本回收。從當前來看，該縣環保局已經將高懸浮物煤礦廢水處理工程評為示范性的工程。

4 結語

綜上所述，高懸浮物煤礦廢水處理工程將地形充分地進行利用，全程沒有動力的消耗，工藝的流程比較短，自動化運行的程度比較高，不但投資比較少，占地的面積小，而且，運行的成本相對也比較低。同時，采用PLC控制的自動排泥系統，效果比較良好，系統運行比較穩定，能夠使處理礦井水環保的要求得以有效滿足。

參考文獻

[1] 陳亞豪.文水股份有限公司釀酒廢水處理系統改造研究[D].四川農業大學，2015.

[2] 張濤.煤礦建井期間掘進廢水處理工藝及工程實踐[J].資源節約與環保，2014（5）：123.

[3] 趙亮.“高效澄清+重力式無閥濾池”在礦井廢水處理中的應用研究[D].天津大學，2012.