APP下载

矿井废水处理系统优化升级改造

2013-04-29陈艳

关键词:改造

摘要:耿村煤矿由于井下大量使用泡花碱、化肥等各种灭火剂,造成矿井水水质变化波动大,悬浮物无法沉淀,净化站处理后的水质无法满足井下生产要求。该矿通过对矿井废水处理系统进行优化升级改造,使处理后的废水完全满足井下生产要求,余水全部达标排放。

关键词:矿井废水 污染因子 处理系统 改造

耿村煤矿是河南大有能源股份有限公司的骨干礦井之一,核定生产能力达400万吨。矿井生产废水中含有大量高浓度细小煤粉颗粒悬浮物,加上井下大量使用泡花碱、化肥等各种灭火剂,造成矿井水水质变化波动大,废水PH值处于时刻变化中,呈偏碱性状态,悬浮物不易沉淀、去除。老工艺的处理效果已不能满足生产要求,污染因子排放浓度达不到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)和《煤炭工业污染物综合排放标准》(GB20426-2006)的相关要求。外排废水不但会严重污染矿区周边水域环境,同时因为大量煤粉沉积在河流及周边地区,也会危害到下游地区居民生活环境和区域景观环境。耿村煤矿所在地属于缺水区,而井下生产需要消耗大量水资源,因此优化废水处理系统,提高矿井废水的回用率意义重大。

1 老工艺存在的问题

2006年矿井水净化站进行系统改造后,项目一直未升级,处理工艺仍停留在老水平上,出水水质浑浊,悬浮物大部分未能沉淀,老工艺已经无法处理近年来井下添加了灭火剂的废水。1.1 矿井废水PH值呈强碱性

由于生产安全需要,耿村煤矿井下大量使用泡花碱、化肥等各种灭火剂,而灭火剂加量的多少导致水质变化波动大, 即PH值变化大,使废水呈强碱性。由于聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)等混凝剂最适宜反应的PH值在中性(7)左右,废水PH值实测值偏碱性,影响混凝剂处理效果。

1.2 废水流经沉淀池的时间短

从图2原工艺基础设施简易图可以看出,由于地理位置的限制,净化站在建造时仅有一个平流式沉淀池,长度仅15m,面积过小,容积仅为120m3,悬浮物沉淀时间不够,影响了出水水质。

1.3 加两药间隔时间短

由于搅拌池中各小部分面积仅为2m2,从搅拌池A进入搅拌池B间隔时间短,PAC混凝作用时间短,反应不充分,流入B池PAM直接把未反应的PAC网捕在一起,影响了PAC对污水的混凝、凝聚作用。

2 废水处理系统优化升级改造的具体实施

通过现场调查、实验分析等方式,在不增加新的土建设施的前提下进行了系统优化升级。将原工艺中的一次沉淀改为二次沉淀,再通过多次的试验,选定了加混凝效果更好的聚合氯化铝铁(PAFC)、PAM,加98%浓硫酸调节废水PH值,吨水加药剂量、酸量标准等等,最终确定了新的处理工艺。

2.1 解决矿井废水偏碱性的问题

从图4可以看出,加酸点设置在原第一调节池入口处。井下生产废水自中央泵房提升进入净化站时,通过PH试纸测试,根据池中废水的PH值,调节入口的加酸量,使废水PH值在7左右。由于井下有时水质波动变化大,采用每隔5分钟检测一次的方式,在连续三次测试的PH值相当时,说明此阶段水质比较稳定,测试频率可适当延长至每10分钟测一次,经过反复检测,动态管理,确保了调节池中废水PH值保持在中性左右。

2.2 解决废水流经沉淀池时间短的问题

为了延长SS的停留时间,按照既让水中悬浮物完全沉淀,又不增加新的土建设施,降低工程造价的原则下,重新设计处理工艺。将原第二调节池改为第一沉淀池,原平流沉淀池变为第二沉淀池。经过优化改造,使沉淀池容积由120m3扩大至435m3,沉淀面积增大3-4倍,处理能力大大提升,处理量由原来的1200m3/d提升至4000m3/d。根据实际需要,新增板框压滤机一台,增大污泥处理能力。同时增加一沉池吸泥机及配套管渠等。通过工艺流程的优化升级,给生产废水处理提供了良好的运行环境,确保了净化后的出水水质。

2.3 解决一次加两药,间隔时间短的问题

对加药方式进行优化,将以往一次加药改为二次加药,即在废水流入第一沉淀池前的A搅拌池时加PAFC,在流入第二沉淀池前的C搅拌池加PAFC、PAM。采取间隔加药法,使药剂在沉淀池内反应更充分,沉淀物在沉淀过程中颗粒粒径和体积变大,重量增加,沉淀更完全。

3 系统优化升级后产生的效果

矿井废水处理系统优化升级改造资金约150万元,处理能力由原来的1200m3/d提升至4000m3/d,重复利用率可以达90%以上。渑池县环境监测站对我矿矿井水水质进行了监测,PH值由处理前的12.1降为6.96,COD浓度由处理前的111.58mg/l降为41.65mg/l,SS浓度由处理前的507.75 mg/l降为42mg/l,NH3-N浓度由18.95mg/l降为6.45mg/l,出水水质中污染因子浓度大大降低,废水不仅满足回用井下生产要求,达到《污水综合排放标准》一级标准,同时也满足《煤炭工业污染物综合排放标准》相关要求,改造效果显著。

3.1 产生的环境效益

废水处理工程的建设,是保护环境的重要措施之一。耿村煤矿所在地属于缺水区,水资源不充足,净化站系统的优化升级,改善了出水水质,提高了废水回用率,即可充分利用废水资源,保护了区域生态,美化了周边环境,又减少了污染因子对涧河流域的污染,具有很好的环境效益。

3.2 产生的经济效益

处理后的水质完全达标,可提供给井下生产使用,节约了大量购水费用。假设购买一吨水按3.5元计,使用量按3000m3/d,一年节约的购水费用:3.5×3000×365=

3832500(元),经济效益十分可观。

4 结语

矿井废水处理系统优化升级改造后,出水水质有了明显改善,在降低污染因子对周边水体环境影响的同时,也减少了新鲜水的投入,节约了大量的水资源。此次废水处理系统优化升级改造的成功,不仅进一步体现了我矿大力开展环保工作的决心和信心,而且为我矿今后的节能减排和环保工作探索了一条新路,提供了无限的发展空间。

参考文献:

[1]刘胜元.煤矿矿井废水处理工程工艺设计[J].山西煤炭管理干部学院学报,2006(04).

[2]曹江文.浅议煤矿矿井废水的处理[J].环境科学导刊,2007(S1).

[3]尹晓峰,韩志强,陈现明,马艳玲.煤矿矿井废水处理回用工程实例[J].舰船防化,2009(02).

作者简介:

陈艳(1985-),女,福建南平人,本科,毕业于河南理工大学环境工程专业,现在河南大有能源股份有限公司耿村煤矿机电科从事环保、机电及技术管理工作。

猜你喜欢

改造
安全型时间继电器常见故障及解决措施
探讨使用网络终端技术改造小型印刷厂计算机排版系统
京隆电厂脱硝技术改造案例分析
矿井主排水系统的优化设计与改造
江西广电网络设区市数字电视备份平台改造方案
电力系统水轮发电机调速器的改造探讨
杭州“城中村”改造的调查
300MW机组顶轴油系统改造
论电梯单开门改双开门的改造方式