1煤礦排水水質(zhì)特點及污泥處理方案

煤礦水處理污泥壓濾機.煤礦排水分為礦井井下排水、露天礦坑內(nèi)排水和疏干排水，煤礦排水水質(zhì)應(yīng)按實測水質(zhì)資料或類似礦區(qū)已有同類工程實測水質(zhì)資料設(shè)計。

1）井下排水水質(zhì)特征。井下排水由井下涌水和井下生產(chǎn)排水組成，主要受井下采煤活動污染，水質(zhì)發(fā)黑，懸浮物超標(biāo)（懸浮物以煤灰為主），主要常規(guī)污染指標(biāo)包括SS、油類。SS為300 ~ 3 000 mg/L；油類為1.0 ~ 20.0 mg/L。

2）內(nèi)排水水質(zhì)特征。露天礦坑內(nèi)排水為露天坑內(nèi)收集的廢水，包括地下水滲出量和大氣降水，以懸浮物為主，和井下排水水質(zhì)相似，主要常規(guī)污染指標(biāo)包括SS、油類。SS為600 ~ 3 000 mg/L；油類為1.0 ~20.0 mg/L。

3）疏干排水水質(zhì)特征。露天礦疏干排水水質(zhì)受當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件影響較大，應(yīng)按實測資料設(shè)計，無實測資料時，可參照煤田地質(zhì)勘查報告中鉆孔水質(zhì)資料確定。

4）煤礦污泥特性及常規(guī)處理方式。污水處理廠污泥大致分3種：生化污泥、物化污泥、物化生化混合污泥。煤礦排水懸浮物較高，主要是隨水排至地面的煤灰，屬無機物化污泥。褐煤的密度一般為1.05～1.2 t/m3，煙煤為1.2～1.4 t/m3，無煙煤為1.35～1.8 t/m3，由煤和矸石組成的污泥，其沉降性較好，經(jīng)混凝、沉淀、過濾處理后，一般懸浮物去除率80% ~90%。而且，煤泥往往含有一定的油性，煤質(zhì)越好，油性越大。此外，井下排水在匯集、井下水倉儲存過程中，塊狀或大的顆粒已經(jīng)沉降，很少能排至地面，少量帶至地面調(diào)節(jié)池的，也在調(diào)節(jié)池內(nèi)繼續(xù)沉降下來，進入污泥脫水環(huán)節(jié)的大顆粒很少，煤泥含水率一般在95% ~ 98%左右。污泥體積大，處理比較困難，歸納來看，礦井水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥有如下4種特性：無機污泥、沉降性好、含油、顆粒小。污泥在處理上通常分為污泥脫水機工藝與污泥干化工藝2種，常規(guī)工藝為：①污泥→濃縮→消化→自然干化→最終處置；②污泥→濕污泥池→自然干化→外運；③污泥→濃縮→機械脫水→最終處置。

2煤礦污泥處理概況

近年來，隨著環(huán)境保護意識的增強，新建煤礦污泥處理逐漸采用機械脫水方式，機械脫水既減少占地，且脫水效率高，為污泥的最終處置帶來極大方便，同時減少環(huán)境的污染，但初期投資和日常運行費用較高。污泥機械脫水的方法有真空吸濾法、壓濾法和離心法等。一般情況下真空過濾脫水泥餅含水率為70%左右，壓濾脫水為45%~80%，離心脫水為80%左右。目前污泥脫水設(shè)備主要有離心機、帶式壓濾機、板框壓濾機3種，真空過濾機由于出泥含水率高、噪聲大、附屬設(shè)備多、工序復(fù)雜、運行費用高等缺點，逐漸被淘汰；板框壓濾機雖然設(shè)備價格和土建造價較高，但運行簡單，污泥脫水率高，是煤礦行業(yè)主要脫水設(shè)備，離心脫水機和帶式壓濾機污泥脫水效果也較好。

3煤礦污泥脫水設(shè)備分析

3.1帶式壓濾脫水機帶式脫水機依靠濾帶本身的張力形成對污泥層的壓榨，把污泥層中的毛細水?dāng)D壓出來，從而獲得含固量較高的泥餅，實現(xiàn)污泥脫水。帶式壓濾脫水機由濾帶、輥壓筒、濾帶張緊系統(tǒng)、濾帶調(diào)偏系統(tǒng)、濾帶沖洗系統(tǒng)和濾帶驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)成，配套設(shè)置有液壓調(diào)節(jié)裝置、清洗裝置。帶式脫水機受污泥負荷波動的影響小，出泥含水率低且工作穩(wěn)定能耗少、對運轉(zhuǎn)人員水平要求不高等特點。由于帶式壓濾脫水機進入國內(nèi)較早，配套設(shè)備及服務(wù)比較完善，使用經(jīng)驗較為豐富，具有普遍適用性，建設(shè)方較為認可。

3.2離心式脫水機離心脫水機主要由轉(zhuǎn)載和帶空心轉(zhuǎn)軸的螺旋輸送器組成，污泥由空心轉(zhuǎn)軸送入轉(zhuǎn)筒后，在高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下，立即被甩人轉(zhuǎn)轂腔內(nèi)。污泥顆粒比重較大，因而產(chǎn)生的離心力也較大，被甩貼在轉(zhuǎn)轂內(nèi)壁上，形成固體層；水密度小，離心力也小，只在固體層內(nèi)側(cè)產(chǎn)生液體層。固體層的污泥在螺旋輸送器的緩慢推動下，被輸送到轉(zhuǎn)載的錐端，經(jīng)轉(zhuǎn)載周圍的出口連續(xù)排出，液體則由堰四溢流排至轉(zhuǎn)載外，匯集后排出脫水機。離心脫水機具有噪音大及出泥口容易堵塞等缺點，優(yōu)點是連續(xù)運行，對進料含水率要求較低，漿液可不經(jīng)濃縮，從而節(jié)省污泥濃縮池的投資。但離心脫水機受污泥負荷的波動影響較大，對運行人員的素質(zhì)要求較高，電耗大，因此一般污水處理廠尤其是大型處理廠很少采用離心脫水工藝。隨著機械制造和控制水平的提高，離心式脫水機的脫水技術(shù)在國內(nèi)外有了長足進展，國內(nèi)類似產(chǎn)品也相對較為成熟，尤其在小型污泥脫水項目中使用，可保證處理效果，且有價格優(yōu)勢，可大膽選用該類國內(nèi)產(chǎn)品。

3.3板框式壓濾脫水機板框式壓濾機是將濾板和濾框平行交替排列，通過壓緊濾板和濾框，使濾板和濾框之間構(gòu)成一個壓濾室，濾餅堆積在框內(nèi)濾布上，松開濾板和濾框后，泥餅從濾框內(nèi)剝落下來，完成污泥脫水。板框式壓濾機一般占地面積較大，間斷式運行，勞動強度大，效率低，操作環(huán)境較差。近年來為適應(yīng)污水處理的要求，壓濾、濾板移動、濾布振蕩等操作流程逐漸實現(xiàn)系統(tǒng)全自動運行，極大地改善了工作環(huán)境。選煤廠的煤泥壓濾多采用板框式壓濾機，選煤廠的煤泥水與礦井水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥從性質(zhì)上來講幾乎相同，從現(xiàn)場反饋來看，使用效果良好。板框式壓濾機與其它類型脫水機相比，泥餅含固率最高，產(chǎn)生的干泥量就較少，忽略勞動強度和作業(yè)環(huán)境，從系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠性考慮，板框式壓濾機應(yīng)該是首選。

3.4疊螺污泥脫水機疊螺污泥脫水機是近年出現(xiàn)在國內(nèi)市場上的一種新型設(shè)備。脫水原理是：污泥在濃縮部經(jīng)過重力濃縮后，運輸?shù)矫撍浚谇斑M的過程中隨著濾縫及螺距的逐漸變小，以及背壓板的阻擋作用下，產(chǎn)生內(nèi)壓，容積不斷縮小，達到充分脫水的目的。疊螺污泥脫水機的價格偏貴，處理量小，優(yōu)點主要為不易堵塞、節(jié)水省電、操作安全、占地面積小、經(jīng)久耐用，由于疊螺污泥脫水機進入國內(nèi)市場較晚，市場占有率低，尤其在煤礦水處理領(lǐng)域應(yīng)用較少，與常用的板框壓濾機、帶式壓濾機和離心脫水機相比，需要增加實際工程應(yīng)用，才能總結(jié)出它在煤礦方面的性能特點。

4脫水設(shè)備比較及選型

4.1常規(guī)脫水設(shè)備性能對比帶式壓濾機、板框壓濾機及離心脫水機的比較見表1。

 

4.2脫水設(shè)備的選型應(yīng)用根據(jù)不同型號脫水機的性能比較，結(jié)合煤礦污泥特性、運行狀況、人員素質(zhì)、對泥餅的要求，以及資金成本等方面綜合考慮，才能做出合理的選擇。

我院設(shè)計的魯能寶清煤電化開發(fā)有限公司朝陽露天煤礦、賀斯格烏拉露天煤礦、神東天隆集團有限責(zé)任公司大海則煤礦、山西壽陽縣博大京魯能源有限責(zé)任公司馬尾溝煤礦，這幾個礦共同特點是為了節(jié)省工程投資，減少日常運行費用，污泥脫水設(shè)備采用帶式壓濾脫水機，實際運行反饋的信息是污泥脫水效果較好，但濾帶需經(jīng)常更換，耗水量較大，操作間環(huán)境衛(wèi)生較差，管理費用較高。鄂爾多斯市蒙泰范家村煤業(yè)有限責(zé)任公司范家村煤礦、山西省長子縣西南呈礦井、鄂爾多斯市伊化礦業(yè)資源有限責(zé)任公司母杜柴登礦井等采用板框式脫水機，實際運行過程中，泥餅含水率較低，設(shè)備容易堵塞，需要經(jīng)常沖洗，更換設(shè)備，手動操作勞動強度較大。沈陽煤業(yè)(集團)有限責(zé)任公司紅陽三礦廢水處理工程、沈陽焦煤股份有限公司西馬煤礦、陜西延長石油集團橫山魏墻煤業(yè)有限公司魏墻礦井及選煤廠、大同煤礦集團有限責(zé)任公司馬道頭礦井等污泥脫水采用離心脫水機，主要考慮降低土建成本，節(jié)省空間，實際污泥脫水過程中，由于工人管理維護水平有限，故障率稍高，影響正常水處理運行，同時煤泥含水率大，濾液含固量高，噪音大。據(jù)了解煤礦水處理污泥脫水設(shè)備或多或少都存在一定缺陷和不足，有些是因為產(chǎn)品質(zhì)量的問題，有些是管理的問題。煤礦的管理普遍來說相對較為粗放，而且水處理在日常管理中的重視程度不夠，往往造成系統(tǒng)運行不暢，甚至導(dǎo)致整個水處理系統(tǒng)建成后閑置。為提高污水污泥處理效果，設(shè)計時加強與建設(shè)方的溝通，了解建設(shè)方的使用經(jīng)驗、管理方式和使用要求，針對水質(zhì)特征，選擇適合于本項目的污泥脫水機是十分必要的。

5結(jié)論根據(jù)煤礦水處理自身特點，選擇適合本項目的煤泥水處理工藝及設(shè)備，是水處理中不可忽視的重要環(huán)節(jié)，關(guān)系到整個水處理系統(tǒng)是否能穩(wěn)定運行，提高污泥脫水率，化害為利，改善環(huán)境，并可帶來一定的經(jīng)濟和環(huán)境效益。

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