貴州水城礦業股份公司汪家寨煤礦
--礦井水處理利用分析

貴州水城礦業股份公司汪家寨煤礦 貴州 六盤水 553001

1 汪家寨煤礦礦井水處理現狀

汪家寨礦區位于貴州省水城縣汪家寨鎮境內,汪家寨煤礦現有礦井水處理站設計處理能力800m3/h,處理工藝:調節池→高效混凝混凝反應池小間距迷宮斜板沉淀池→清水池→最終出水。由于豐水期水量較大,同時現有礦井水處理站運行年限較長,設備老化,凈水能力衰減,故現有污水處理站處理能力無法滿足汪家寨煤礦生產排水需求。

目前,已對礦井水處理站進行擴容,汪家寨煤礦礦井水凈化站擴建處理能力800m3/h,處理工藝采用重介速沉水工藝,礦井水原水進入處理站后經過原有調節池進行水質和水量調節后,提升到重介速沉水處理設備,在混凝段和反應段系統通過投加PAC、重介質和PAM,使懸浮物在快速形成以重介質為載體的微砂絮凝團;沉淀去除水中的懸浮物以及CODcr等物質,混凝沉淀后的水排至原有清水池,多余部分水直接外排。配套建有新的控制系統,新加藥系統以及煤泥壓濾系統。

經檢測,礦井原水出水水質均值為CODcr1950.2mg/L,N-NH34.347mg/L,SS1077mg/L,Fe16.255mg/L,Mn1.094mg/L,石油類2.307mg/L。根據《煤炭工業污染物排放標準》(GB20426-2006)中采煤廢水污染物排放限值的要求,CODcr50mg/L,N-NH315mg/L,SS50mg/L,PH-6-9,六盤水地區未對Fe、Mn作具體要求。

2 處理工藝分析

重介速沉水工藝核心就是微砂絮凝循環技術,其重點就在三級反應。一級反應區加入混凝劑(鋁鹽或鐵鹽),去除原水中帶有負電荷的自然微粒進行脫穩,混凝劑通過機械攪拌達到完全均勻擴散;二級反應區把粒徑大約為

100-150μm的微砂投進反應區,并通過攪拌加速其反應,同時微砂持續循環以增加凝聚的機率,以保證絮體的增長速率和重量。三級反應區是投加陰離子高分子電解質(PAM),作用是形成大的絮凝體。通過吸附、電性中和和顆粒之間的架橋作用等分子間的作用力和物理攪拌作用而增強絮凝體的生長。

處理工藝優點:①重介速沉工藝采取微砂絮凝循環技術,以微砂作為絮凝體的核心,利用其密度大、重量大、易沉降的特點,快速形成絮凝體,從而達到去除懸浮物的目的,工藝先進、技術可靠、操作簡單、便于管理維護,又經濟合理、節省占地、節約能源,運行管理費用低廉,具有較好的經濟效益和社會效益。

②設計斜管60度傾斜,增大沉淀面積,有利于污泥的沉淀,同時設置刮泥機,可連續運轉,防止污泥在污泥斗壁上沉積板結。由于重介循環水處理設備優化的混凝和絮凝,使三級反應后產生的礬花密度大、易沉降,大部分污泥甚至在未進入斜管區時已沉淀下來。所以重介循環水處理設備沉淀池的斜管,不需要經常的沖洗。

③重介循環水處理設備是自動控制的,從而減少勞動強度,節約加藥量,降低運行成本。

處理工藝的缺點:①未考慮未來地方政府環保政策的轉變,從目前來看,未來環保只會越來越嚴,對環保指標要求也越來越高,從該礦原水分析,該礦原水水質Fe、Mn均超標,只是目前對這兩項指標沒有太大要求,該礦應主動建一套Fe、Mn處理系統或預留Fe、Mn處理設施空間,但該礦處理站空間較小,后期再建成本較大。

②未從提高礦井水利用率的角度來改進處理工藝,該礦建有配套洗煤廠和自備電廠,均屬于缺水單位,且離取水點較遠,但未考慮礦井水綜合利用。

3 建議

(1)適當選擇處理規模。近幾年來,由于國家、省對環境保護很高的要求,煤礦企業先期由于缺乏環保意識,同時缺少環保專業從業人員,對礦井水涌水量的認識不足,從而對礦井水處理規模沒有概念。建議后期建設污水處理設施時,請專業第三方人員對礦井水處理作專業的調研,結合實際,不盲目投入,不搞“高大上”,避免出現能力不足和資源浪費。

(2)提高礦井水利用率。建議可增設一套去電導率設備,處理后的復用水可供自備電廠和洗煤廠使用,提高礦井水利用率。目前,去除電導率主要有反滲透、離子交換及電滲析三種工藝。后兩種因投資大、運行復雜等缺點不適合運用在此處。

反滲透的工作原理是:運用特制的高壓水泵,將原水加至特定壓力下,使原水在壓力的作用下滲透過孔徑只有0.0001微米的反滲透膜。化學離子和細菌、真菌、病毒體不能通過,隨廢水排出,只允許體積小于0.0001微米的水分子和溶劑通過。

優點是:反滲透技術可以有效穩定的去除污水中的鹽類;與傳統的水處理技術相比,膜技術具有工藝簡單、操作方便、易于自動控制、無污染、運行成本低等優點;系統可連續運行,產品水水質穩定;產率可以高達75%;沒有再生污水,無需其他污水再處理設備;工藝運行及維修成本低廉。

(3)優化加藥配比。不能單純憑經驗使用混凝劑和絮凝劑,對于新的系統應該使用不同廠家的藥劑進行試驗,來確定最佳藥劑、最佳投入量、最佳配比。

(4)減輕勞動強度。礦井水處理站操作系統應逐步實現自動控制,一方面減少職工與藥劑接觸,一方面減輕職工勞動強度。