梅花井煤矿矿井水处理站污泥处理系统的改造研究

岳许辉，姚 荣，赵俊达

（1.国家能源集团宁夏煤业有限责任公司梅花井煤矿，宁夏银川 750000；

2.中煤科工集团唐山研究院有限公司，河北唐山 063000）

1 梅花井煤矿矿井水处理站现状

梅花井矿井水处理站出水悬浮物浓度监测数据显示，矿井水处理站出水悬浮物浓度大于62mg/L，不满足《煤炭工业污染物排放标准》规定的采煤废水排放标准。

针对此问题，梅花井煤矿对矿井水处理站进行改造，改造后的预处理工艺流程为：井下原水→预沉调节池1 600m3→调节池4 000m3→提升泵房→高效微砂循环水处理设备（400m3/h，2套）→清水池→外排水泵→煤化工水处理站深度处理。同时增加污泥压滤系统，污泥处理工艺为预沉调节池排泥和高效微砂循环水处理设备排泥自流至污泥池，通过螺杆泵提升至污泥浓缩罐进行浓缩处理后再经螺杆泵提升至带式压滤机进行压榨浓缩后外运。

图1 矿井水处理站处理工艺流程图

2 目前存在的问题

1）预沉调节池分两格，单格容积800m3，目前，因出水管路未设置阀门，无法实现切换使用。

2）预沉调节池上部设2台HJG-8型轨道行走绗车式泵吸排泥机，配吸泥泵2台，Q=10m3/h，功率2×5.5kW，单格池体宽8m，安装两台吸泥泵，吸泥泵吸泥半径2m，24h 运行。目前，由于绗车式泵吸泥机未实现24h 运行，同时泵吸泥机的实际吸泥半径仅为1m，造成预沉调节池污泥淤积，绗车式泵吸泥机无法正常运行。

3）预沉调节池污泥由绗车式泵吸排泥机提升后，沿地面明沟自流进入污泥暂存池。地面明沟设计坡度i=0.005，由预沉调节池至污泥池沟长66m，污泥沿明沟自流不畅，且冬季低温存在结冻风险。地面明沟起端沟底标高-0.500m，至污泥暂存池沟底标高-0.830m。受进水口影响，污泥暂存池最高液位为-0.330m，污泥暂存池地上部分无法利用。由于明沟排泥造成污泥暂存池的容积偏小，不具备调节作用。污泥量增大时，导致污泥浓缩池负荷增加，有效停留时间减短，浓缩池出水含水率高，污泥压滤机工作大大降低。

4）污泥螺杆泵和带式压滤机性能不匹配，现场设置旁通管接入污泥浓缩池，造成上清液浑浊回流至原有调节池，影响污泥的正常浓缩。

3 改造方案

针对以上存在的问题，对梅花井煤矿矿井水处理站污泥系统进行改造，主要改造内容为：预沉调节池出水管路改在、预沉调节池绗车式泵吸排泥机改造、污泥池改造、污泥螺杆泵旁通管改造和污泥池新增溢流管改造。

3.1 预沉调节池出水管路改造

预沉调节池两格出水管路为De630，管中心标高-0.400m，出池体3m 后合并为一趟De630管路。目前，因出口未安装闸板阀门，无法实现预沉调节池两格切换使用，可采取下述措施进行改造：

人工开挖原有调节池出水管路，在调节池出水口处增加一座阀门井，出水管上安装2个管路控制阀门，如图2所示。

图2 增设阀门示意图

3.2 预沉调节池绗车式泵吸排泥机改造

现有绗车式泵吸排泥机，单格配吸泥泵2台，Q=10m3/h，功率2×5.5kW，单格池体宽8m，实际运行中未24h 运行，吸泥泵吸泥半径小，绗车式泵吸排泥机无法正常运行，可采取下述措施进行改造：

（1）可通过更换单格内的吸泥泵，将2台流量10m3/h、功率2×5.5kW 的吸泥泵更换为4台流量9m3/h、功率1.1kW 的吸泥泵，使单台吸泥泵的吸泥半径变为1m，如图3所示。

（2）原有绗车吸泥泵安装桁架仅为两个，需增加吸泥泵安装桁架。（3）增加管路控制阀门。

图3 改造吸泥泵吸泥半径示意图

3.3 污泥池改造

预沉调节池西侧清水池目前闲置，尚未使用。平面尺寸13.9×6.9m，池深4m，为钢筋混凝土地下式结构，有效容积为360m3。可采取下述措施进行改造：

（1）将该清水池改造为污泥暂存池，因高效澄清设备污泥管路较污泥暂存池顶有600mm 的高度，将高效澄清设备污泥管由原来的地沟自流进去污泥暂存池的形式改造为管路自流池顶进入，废弃原有排泥地沟。

（2）新增污泥螺杆泵，通过液位自动控制启闭，将该池污泥提升至现有污泥浓缩池。

（3）增设潜水搅拌设备，防止污泥的淤积。主要工艺设备如下：

①预沉调节池De315污泥管路改造长度约40m。

②新增污泥螺杆泵2台，1用1备。配套污泥输送管路可采用De225钢丝网骨架聚乙烯塑料复合管，长度约100m。

③清水池内新增4台搅拌机。

④高效澄清设备De110污泥管采用钢丝网骨架聚乙烯塑料复合管，长度约30m。

⑤在清水池池体开孔，对污泥池洞口进行封堵。

3.4 污泥螺杆泵旁通管改造

因污泥螺杆泵和带式压滤机性能不匹配，现场设置旁通管路接入污泥浓缩池，多余污泥通过旁通管路从池顶进入污泥浓缩池，冲击浓缩池上清水，造成上清水浑浊回流至原有调节池，可采取下述措施进行改造：

（1）将污泥螺杆泵改造为变频控制，使螺杆泵与压滤机相匹配。

（2）拆除原有旁通管路路，消除对浓缩池上清水的冲击。

3.5 污泥池新增溢流管改造

目前污泥浓缩池有效容积180m3，带式压滤机处理能力30～60m3/h，若涌水量突然增加，导致污泥负荷增大，污泥处理设备检修期间的安全运行无法保障，可采取下述措施进行改造：

在污泥池上部开孔，重新安装出水管至调节池，作为污泥池的溢流管路，管道做保温处理，保证设备检修期间的安全运行。

4 结论

本文结合实际运行经验，对梅花井煤矿矿井水处理站目前的现状进行了研究，取得了如下效果：

1）预沉调节池实现切换使用，涌水量增大时最大使用体积可达1 600m3。

2）吸泥泵有效吸泥半径由2m 增大至8m，解决预沉调节池污泥淤积现象，减少人工清泥的工程量。

3）最大能力发挥压滤机作用，减轻后续污泥浓缩、压滤的压力，从而实现良好的运行处理效果。