高效旋流净化技术在矿井水处理中的应用_靳学林

收稿日期:2008-03-06作者简介:靳学林(1957—),男,山西大同人,高级工程师,从事科学研究管理工作。第28卷第3期2008年9月山西煤炭SHANXICOALVol.28No.3Sep.2008高效旋流净化技术在矿井水处理中的应用靳学林1,牛海军2,王世海3(1,2、晋城煤业集团凤凰山矿,山西晋城048007;3、南京科恒环境技术工程有限公司,江苏南京210036)摘要:采用高效旋实现了流净化技术改进矿井水处理厂工艺,具有投资低、运行成本低、占地面积小、处理效果好的优点。实现了集水处理混凝、絮凝、沉淀、澄清、过滤技术为一体,科技含量高,在操控方面集合了PLC技术和在线监测技术,操作简便,控制功能齐全,自动化程度高,在凤凰山矿得到很好应用。关键词:高效旋流净化器;矿井水处理;应用实践中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1672-5050(2008)03-0038-031凤凰山矿矿井水处理厂现状凤凰山矿矿井水处理厂在使用高效旋流净化器前,每天只能处理4500m3/d;经过处理的水质浊度在5NTU左右(环保规定浊度≤5NTU),而凤凰山矿每天实际需求用水量夏季4500m3/d;冬季6000m3/d;包括:洗煤用水、工业广场各生产单位用水、锅炉补水等。由于矿井水厂场地面积的限制,已无法进行扩建,在冬季供暖期间,锅炉补水用水量大,只能停止其它单位用水,而矿井水涌水量大、抽至地面无法处理只能外排,既不符合环保要求,又造成了水资源浪费。2提升矿井水处理能力的有效途径2007年,凤凰山矿把矿井水处理工艺和处理能力达标列入科研攻关项目。矿成立科研攻关组,对矿井水厂目前处理能力及工艺进行攻关。主要从四个方面攻关:一、改进现有矿井水处理工艺,提高原水进水水质均匀性,提高原有处理系统的抗冲击能力;二、增加高效旋流净化系统,提高矿井水厂处理能力;三、增设PAM投加系统,强化药剂絮凝效果;四、增设自动控制措施,优化矿井水厂的运行方式。3改进矿井水处理厂的工艺选择3.1设计处理能力矿井目前正常情况下平均涌水量6000m3/d,矿井水厂最大实际处理水量为4500m3/d,本次技术改造后达到生产用水6000m3/d的的处理能力。3.2水质标准目前矿井水处理前主要水质指标为含盐量和悬浮物等。其中:悬浮物为180mg/L～240mg/L,浊度为23.4NTU～131.2NTU,PH值为12。技术改造后水处理水质要求为:悬浮物≤35mg/L,浊度≤5NTU,PH值为9。3.3矿井水处理厂存在的问题及工艺比选3.3.1矿井水处理厂处理能力不足随矿井的发展,井下涌水量增加,矿井水厂处理的能力满足不了要求,超负荷的矿井水涌入穿孔旋流反应池和斜管沉淀池,导致药剂浪费和沉淀条件恶化,影响出水的水质,也给后续的无阀过滤带来了冲击。通过增加新处理系统分流一部分水量,降低原有系统的运行负荷,并提高药剂的使用效果。3.3.2增加高效旋流净化系统凤矿是一个老矿井,矿井水厂已经改造过一次,厂区没有多余的用地,无法进行扩建改造,只能考虑选择占地越少越好的集成式处理系统,经过多名科研人员的努力,最终确定了“把`混凝、絮凝、沉淀、澄清、过滤技术'集成为一体,采用设备化”的技术38路线。并确定为高效旋流净化系统,设备为高效旋流净化器。本项目中高效旋流净化系统的处理能力确定为1500m3/d～2000m3/d的范围,并以此展开整个设备和系统的设计。3.3.3增加PAM加药系统,强化絮凝效果矿井水中的污染物主要是以悬浮物形式存在,集成式处理系统特点是:在短时间内实现悬浮物沉淀和过滤,悬浮物快速沉淀和过滤的前提条件是:悬浮物能与混凝、絮凝剂快速、均匀地混合形成絮体颗粒。选择合适的药剂和如何混合均匀是良好处理效果的关键。根据现有经验,本矿井水的PAC投药效果良好,为了缩短颗粒形成时间,增加PAM投加系统,并增加了旋流混合器,利用“架桥+网捕”效应,强化药剂絮凝效果。3.3.4增加自动控制系统整个矿井水厂经两次改造,形成了处理系统和回用系统两段,现有处理和新增高效旋流净化系统两大块,为了减轻操作人员的劳动强度和增加处理效果,高效旋流净化系统采用“PLC+就地按钮箱”自动控制运行。3.4工艺流程的确定在充分考虑利用现有的建筑物和设备基础上,节省投资,实现旧系统和新增系统100%的处理效能,确定了工艺流程。4矿井水处理厂改造应用实践4.1主体工艺设施改造4.1.1改造调节水池原有调节池容积共2×300m3,将其中一座调节池中间加隔墙,隔开容积200m3作为增加系统的调节池。原调节池2与调节池1剩余的50m3的两座调节池进行连通改造,加连通管道作为原有系统的中间水池。新系统的调节池与前面的中间水池加管道,并由阀门切断,阀门打开,则连通一起。4.1.2穿孔旋流反应池及斜管沉淀池保持原有系统不变,