梅花井煤礦礦井水處理站污泥處理系統的改造研究

岳許輝，姚 榮，趙俊達

（1.國家能源集團寧夏煤業有限責任公司梅花井煤礦，寧夏銀川 750000；

2.中煤科工集團唐山研究院有限公司，河北唐山 063000）

1 梅花井煤礦礦井水處理站現狀

梅花井礦井水處理站出水懸浮物濃度監測數據顯示，礦井水處理站出水懸浮物濃度大于62mg/L，不滿足《煤炭工業污染物排放標準》規定的采煤廢水排放標準。

針對此問題，梅花井煤礦對礦井水處理站進行改造，改造后的預處理工藝流程為：井下原水→預沉調節池1 600m3→調節池4 000m3→提升泵房→高效微砂循環水處理設備（400m3/h，2套）→清水池→外排水泵→煤化工水處理站深度處理。同時增加污泥壓濾系統，污泥處理工藝為預沉調節池排泥和高效微砂循環水處理設備排泥自流至污泥池，通過螺桿泵提升至污泥濃縮罐進行濃縮處理后再經螺桿泵提升至帶式壓濾機進行壓榨濃縮后外運。

圖1 礦井水處理站處理工藝流程圖

2 目前存在的問題

1）預沉調節池分兩格，單格容積800m3，目前，因出水管路未設置閥門，無法實現切換使用。

2）預沉調節池上部設2臺HJG-8型軌道行走絎車式泵吸排泥機，配吸泥泵2臺，Q=10m3/h，功率2×5.5kW，單格池體寬8m，安裝兩臺吸泥泵，吸泥泵吸泥半徑2m，24h 運行。目前，由于絎車式泵吸泥機未實現24h 運行，同時泵吸泥機的實際吸泥半徑僅為1m，造成預沉調節池污泥淤積，絎車式泵吸泥機無法正常運行。

3）預沉調節池污泥由絎車式泵吸排泥機提升后，沿地面明溝自流進入污泥暫存池。地面明溝設計坡度i=0.005，由預沉調節池至污泥池溝長66m，污泥沿明溝自流不暢，且冬季低溫存在結凍風險。地面明溝起端溝底標高-0.500m，至污泥暫存池溝底標高-0.830m。受進水口影響，污泥暫存池最高液位為-0.330m，污泥暫存池地上部分無法利用。由于明溝排泥造成污泥暫存池的容積偏小，不具備調節作用。污泥量增大時，導致污泥濃縮池負荷增加，有效停留時間減短，濃縮池出水含水率高，污泥壓濾機工作大大降低。

4）污泥螺桿泵和帶式壓濾機性能不匹配，現場設置旁通管接入污泥濃縮池，造成上清液渾濁回流至原有調節池，影響污泥的正常濃縮。

3 改造方案

針對以上存在的問題，對梅花井煤礦礦井水處理站污泥系統進行改造，主要改造內容為：預沉調節池出水管路改在、預沉調節池絎車式泵吸排泥機改造、污泥池改造、污泥螺桿泵旁通管改造和污泥池新增溢流管改造。

3.1 預沉調節池出水管路改造

預沉調節池兩格出水管路為De630，管中心標高-0.400m，出池體3m 后合并為一趟De630管路。目前，因出口未安裝閘板閥門，無法實現預沉調節池兩格切換使用，可采取下述措施進行改造：

人工開挖原有調節池出水管路，在調節池出水口處增加一座閥門井，出水管上安裝2個管路控制閥門，如圖2所示。

圖2 增設閥門示意圖

3.2 預沉調節池絎車式泵吸排泥機改造

現有絎車式泵吸排泥機，單格配吸泥泵2臺，Q=10m3/h，功率2×5.5kW，單格池體寬8m，實際運行中未24h 運行，吸泥泵吸泥半徑小，絎車式泵吸排泥機無法正常運行，可采取下述措施進行改造：

（1）可通過更換單格內的吸泥泵，將2臺流量10m3/h、功率2×5.5kW 的吸泥泵更換為4臺流量9m3/h、功率1.1kW 的吸泥泵，使單臺吸泥泵的吸泥半徑變為1m，如圖3所示。

（2）原有絎車吸泥泵安裝桁架僅為兩個，需增加吸泥泵安裝桁架。（3）增加管路控制閥門。

圖3 改造吸泥泵吸泥半徑示意圖

3.3 污泥池改造

預沉調節池西側清水池目前閑置，尚未使用。平面尺寸13.9×6.9m，池深4m，為鋼筋混凝土地下式結構，有效容積為360m3。可采取下述措施進行改造：

（1）將該清水池改造為污泥暫存池，因高效澄清設備污泥管路較污泥暫存池頂有600mm 的高度，將高效澄清設備污泥管由原來的地溝自流進去污泥暫存池的形式改造為管路自流池頂進入，廢棄原有排泥地溝。

（2）新增污泥螺桿泵，通過液位自動控制啟閉，將該池污泥提升至現有污泥濃縮池。

（3）增設潛水攪拌設備，防止污泥的淤積。主要工藝設備如下：

①預沉調節池De315污泥管路改造長度約40m。

②新增污泥螺桿泵2臺，1用1備。配套污泥輸送管路可采用De225鋼絲網骨架聚乙烯塑料復合管，長度約100m。

③清水池內新增4臺攪拌機。

④高效澄清設備De110污泥管采用鋼絲網骨架聚乙烯塑料復合管，長度約30m。

⑤在清水池池體開孔，對污泥池洞口進行封堵。

3.4 污泥螺桿泵旁通管改造

因污泥螺桿泵和帶式壓濾機性能不匹配，現場設置旁通管路接入污泥濃縮池，多余污泥通過旁通管路從池頂進入污泥濃縮池，沖擊濃縮池上清水，造成上清水渾濁回流至原有調節池，可采取下述措施進行改造：

（1）將污泥螺桿泵改造為變頻控制，使螺桿泵與壓濾機相匹配。

（2）拆除原有旁通管路路，消除對濃縮池上清水的沖擊。

3.5 污泥池新增溢流管改造

目前污泥濃縮池有效容積180m3，帶式壓濾機處理能力30～60m3/h，若涌水量突然增加，導致污泥負荷增大，污泥處理設備檢修期間的安全運行無法保障，可采取下述措施進行改造：

在污泥池上部開孔，重新安裝出水管至調節池，作為污泥池的溢流管路，管道做保溫處理，保證設備檢修期間的安全運行。

4 結論

本文結合實際運行經驗，對梅花井煤礦礦井水處理站目前的現狀進行了研究，取得了如下效果：

1）預沉調節池實現切換使用，涌水量增大時最大使用體積可達1 600m3。

2）吸泥泵有效吸泥半徑由2m 增大至8m，解決預沉調節池污泥淤積現象，減少人工清泥的工程量。

3）最大能力發揮壓濾機作用，減輕后續污泥濃縮、壓濾的壓力，從而實現良好的運行處理效果。