【文章內容簡介】 水處理工藝選擇 1） 根據(jù)進出水水質指標可知，本項目主要的目的在于去除水中的懸浮物，以及 COD、鐵錳等污染物 。 2）我國礦井水凈化處理技術起始于上世紀 70 年代未，已有四十多年的歷史。目前用于日處理能力在幾萬噸以下的處理地表江河、湖泊水的凈化處理構筑物，在煤礦礦井水處理工藝中大部分被采用，如預沉調節(jié)池、混凝反應沉淀池（或澄清池）、濾池等。礦井水凈化處理后通常用作工業(yè)用水、生活用水的回用水源，或者達標排放。目前，已投入使用的凈化處理技術主要有：沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀過濾（混平煤集團夏店煤礦 600m3/h 礦井水井下處理工程 磁分離水處理工藝設計方案 6 凝澄清過濾）等，均采用重力沉降原理對水體的懸浮物進行分離，其主要缺點是占地面積很大，水力停留時間較長，底泥（煤泥）含水率高、體積大，對場地、池容的要求很大。 近年來，隨著水處理技術的不斷進步，出現(xiàn)了絮凝斜板沉淀和高效迷宮斜板沉淀等水處理凈化工藝，其仍然還是重力沉降的一種形式，沒有從根本上解決占地省、水力停留時間長以及底泥的高含水率、綜合投資大、運行費用高、維護困難等問題。 磁分離水處理技術是目前應用于礦井水處理的一種新工藝，其凈化原理是通過投加磁種介質與微磁絮凝藥劑，使水體中的懸浮物和磁種凝聚在一起，形成具有磁性的“礬花”之后，依靠永磁材料所產(chǎn)生的高強磁場，在強磁場力的作用下對賦磁性絮團進行快速分離。磁力是重力的數(shù)百倍，因此磁分離水處理技術因其分離 速度快，大大地縮短了水力停留時間，為工程設施占地面積的縮小提供了技術保障。 3)磁分離水處理技術的特點及優(yōu)勢 ①采用永磁磁鋼，構造分離磁場，技術穩(wěn)定成熟 目前井下在線運行設備達 26 套，日處理能力 60 萬噸。在設備的布磁、聚磁組合、微磁絮凝、脫磁、分散等工藝技術上實現(xiàn)了突破，設備不斷改進與完善，已達到國際領先水平，國內首家，技術穩(wěn)定而成熟。 ②磁分離時間短，占地面積小 聚磁組合磁盤表面產(chǎn)生的磁力是重力的 640 倍以上，能快速地捕捉到微磁性絮團，從而可以采用一體化、短流程的設備集成，使整個水處理凈化過程的時間大大縮 短，來水自混凝反應池進至磁盤機出水的時間為 3～ 6min，大大優(yōu)于傳統(tǒng)的沉淀法。與傳統(tǒng)處理方法相比，設備分離時間短，相應的設備占地僅為傳統(tǒng)工藝的 30%。 ③與傳統(tǒng)工藝比運行成本低 磁分離依靠強磁力進行吸附和分離，不需要大量的藥劑使水體中的懸浮物形成大的絮團，而僅需微絮凝。與常規(guī)的混凝沉降系統(tǒng)比較，可大大節(jié)約系統(tǒng)的藥劑使用量（僅為常規(guī)水處理加藥量的 1/3～ 1/2），節(jié)省藥劑費用，同時設備總裝機功率低，電耗少，設備運行穩(wěn)定使用壽命長，維修費用低，綜合運行成本為傳統(tǒng)工藝的 1/2。 ④出渣污泥濃度高 平煤集團夏店煤礦 600m3/h 礦井水井下處理工程 磁分離水處理工藝設計方案 7 磁分離磁鼓分離出 的污泥含泥率大于 70000mg/L，含水率小于 93%（普通沉淀污泥含水率為 98%99%），可不經(jīng)過濃縮直接進入脫水設備，大大節(jié)省污泥濃縮池占地和污泥脫水設備選型時的大小。經(jīng)過常規(guī)的壓濾脫水后，污泥含水率小于 45%，成泥餅狀，便于裝卸外運。 表 23 磁分離水處理技術與傳統(tǒng)沉淀工藝比較表 序號 項目 單位 混凝 +磁分離 混凝 +斜板沉淀 磁分離與斜板沉淀的 比較 1 處理水量 m3/d 9600 9600 2 占地面積 m2 ≤ 240 ～ 1600 占地節(jié)省 85% 3 水力停留時間 min 3～ 6 60～ 90 時間縮短為 1/10 4 藥劑添 加量 PAC mg/L ≤ 30 120 藥量減少 60% PAM mg/L ≤ 2 5 藥量減少 60% 5 運行成本 元 /噸水 節(jié)省運行費 52% 6 出水懸浮物濃度 mg/L ≤ 20 ≤ 20 相同 7 污泥 (煤泥 )濃度 mg/L ＞ 70000 ＞ 40000 污泥濃度提高 75% 8 施工周期 d 90 210 縮短施工周期 70% 9 耐沖擊負荷能力 一般 一般 10 自動化程度 自動化程度 高 自動化程 度低 11 日 常維護 維護量小 運行維護 較復雜 污泥處理工藝選擇 因磁分離機分離出來的泥渣含固量較高 (＞ 70000mg/L)，污泥含水率小于 93%，可不經(jīng)過濃縮而直接進入板框壓濾機進行脫水處理。 本工程選用板框壓濾機進行脫水，污泥經(jīng)脫水可使污泥含水率降至 45%左右。泥餅干化后便于轉移和運輸。 平煤集團夏店煤礦 600m3/h 礦井水井下處理工程 磁分離水處理工藝設計方案 8 礦井水處理工藝方案設計 工藝流程圖 工藝流程說明 井下部分： 礦井水經(jīng)巷道內溝渠集水后，匯總至進水渠內，在進水端渠內設置機械格柵，去除來水中生活垃圾及漂浮物，自 流進入預沉池，水中大顆粒及大比重物質在預沉池中沉積下來，預沉池設潛水渣漿泵，沉淀物定期排入污泥池，再由污泥泵送至壓濾機脫水，干泥外運。 經(jīng)過預沉處理的水自流進入磁分離混凝系統(tǒng)，混凝系統(tǒng)通過投加磁種和混凝劑（ PAC 和 PAM），使懸浮物在較短時間內（約 3~6min）形成以磁種為載體的“微磁性絮團”。 平煤集團夏店煤礦 600m3/h 礦井水井下處理工程 磁分離水處理工藝設計方案 9 經(jīng)過混凝之后的水再自流進入磁分離機進行固液分離凈化，磁分離機通過磁吸附打撈， 使出水水質達到設計出水指標后，自流進入 中央水倉，再由中央泵房系統(tǒng)提升至地面調節(jié)池，進入后續(xù)處理系統(tǒng)。 磁分離機分離出的煤泥，由磁分離機自身 的卸渣裝置刮下進入磁分離磁鼓；在磁鼓的高速分散區(qū)將磁種和非磁性懸浮物分散，磁鼓對磁種進行吸附回收，回收磁種由泵打入前端的混凝投加系統(tǒng)循環(huán)使用；非磁性污泥排入污泥池，和預沉池污泥一起由泵打入板框壓濾機進行脫水，脫水后的泥餅通過井下礦車外運。 地面部分： 磁分離系統(tǒng)出水 由中央泵房系統(tǒng)提升至地面調節(jié)池，礦井正常排水量為14400m3/d，其中 3840m3/d （ 160m3/h） 的礦井排水進行深度處理，由調節(jié)池進入石英砂、活性炭過濾系統(tǒng)，再經(jīng)過二氧化氯消毒后進入清水池再利用，實現(xiàn)礦井水資源化利用，用于礦井井 下防塵灑水、地面生產(chǎn)生活用水、地面消防用水、選煤廠軸封冷卻補等，其余不需要深度處理的礦井水由調節(jié)池供黃泥灌漿用水、選煤廠循環(huán)水池補水，富余的礦井排水由調節(jié)池轉輸至夏店水庫。 主要構筑物設計參數(shù) 1）構筑物功能 去除來水中的生活垃圾及漂浮物，充分保障后續(xù)處理單元安全穩(wěn)定運行。 2）構筑物設計參數(shù) 構造：鋼筋混凝土結構； 構筑物數(shù)量： 1 座； 單座構筑物尺寸： （長 寬 深） 1）構筑物功能 平煤集團夏店煤礦 600m3/h 礦井水井下處理工程 磁分離水處理工藝設計方案 10 主要用于去除水中的 較大 顆粒物質，采用 潛水渣漿泵將沉積在污泥斗的污泥 排至污泥池 。 2）構筑物設計參數(shù) 構造：鋼筋混凝土結構； 構筑物數(shù)量： 1 座； 單座有效容積： ； 單座構筑物尺寸： （長 寬 深） 12m 。 1）構筑物功能 混凝系統(tǒng)是微磁絮凝反應設施，池內 PAC、 PAM 及磁種充分混合反應，形成微絮凝體，充分的微磁絮凝反應，為磁分離機的吸附分離提供了保證。 2）構筑物設計參數(shù) 構造：鋼筋混凝土結構； 構筑物數(shù)量： 1 座； 快速混合池 1 格，內部尺寸 ，有效容積 ； Ⅰ 級反應池 1 格， 內部尺寸 ，有效容積 ； Ⅱ 級反應池 1 格， 內部尺寸 ，有效容積 ； 1） 構筑物功能 暫存非磁性污泥。 2）構筑物設計參數(shù) 構造：鋼筋混凝土結構； 構筑物數(shù)量： 1 座； 單座有效容積 ： ； 構筑物尺寸： （長 寬 深） 2 平煤集團夏店煤礦 600m3/h 礦井水井下處理工程 磁分離水處理工藝設計方案 11 1）構筑物功能 貯存磁分離磁鼓機分離出的污泥及預沉池定期排放的污泥。 2）構筑物設計參數(shù) 構造：鋼筋混凝土結構； 構筑物數(shù)量： 1 座； 有效容 積： m3； 構筑物尺寸： （長 寬 深） 6 主要設備技術參數(shù)表 表 24 主要工藝設備技術數(shù)據(jù)表 序號 名稱 技術規(guī)格 單位 數(shù)量 備注 一 機械格柵 臺 1 設備材質：不銹鋼 電機 額定電壓： 660v 50Hz 額定功率 : 絕緣等級 :F級 防護等級： IP55 二 排泥泵 設備型號： ZJQ502111 臺 4 3 用 1 備 型式：潛水渣漿泵 流量： 50m3/h 揚程： 21m 電機 額定功率： 絕緣等級： F級 額定電壓： 660V 50Hz 防護等級： IPX8 平煤集團夏店煤礦 600m3/h 礦井水井下處理工程 磁分離水處理工藝設計方案 12 防爆等級 : ExdI 三 混凝系統(tǒng) 設備型號 HHN－ 14400 套 1 混合攪拌器 攪拌器形式：槳葉式 功率： 攪拌器材質：不銹鋼 一級反應攪拌器 攪拌器形式：框架式 功率： 攪拌器材質：不銹鋼 二級反應 攪拌器 攪拌器形式：框架式 功率： 攪拌器材質：不銹鋼 配套電機 額定電壓： 660V 50Hz 防爆等級 : ExdI 防護等級： IP55 絕緣等級： F級 四 磁分離系統(tǒng) 磁分離機 設備型號： CSMD14400 臺 1 處理水量： 14400m3/d 配套電機 主機額定電壓： 380/660V 50Hz 輔機 額定電壓： 660V 50Hz 主電機： 輔電機： 4kW 防爆等 級： ExdI 防護等級： IP55 平煤集團夏店煤礦 600m3/h 礦井水井下處理工程 磁分離水處理工藝設計方案 13 絕緣等級： F級 磁分離磁鼓機 設備型號： HCG14400 臺 1 處理量 :與 CSMD14400配套 配套電機 磁輥電機： 660V 50HZ 高速分散用電機： 660V 50HZ 磁種攪拌電機： 660V 50HZ 絕緣等級： F級 防爆等級： ExdI 防護等級： IP55 磁種投加泵 型號： IHP50 臺 2 1 用 1 備 型式：軟管泵 流量： 揚程：≤ 轉速：≤ 50r/min 材質 軟管：橡膠 外殼：碳鋼 配套電機 額定電壓： 660V 50Hz 功率： 4kW 絕緣等級： F級 防爆等級 : ExdI 防護等級： IP55 五 污泥系統(tǒng) 板框壓濾機 臺 1 型號： XMZ180/1250U 平煤集團夏店煤礦 600m3/h 礦井水井下處理工程 磁分離水處理工藝設計方案 14 型式：板 框壓濾機 濾板尺寸： 1250mm 1250mm65mm 濾板材質：增強聚丙烯 控制方式： PLC控制 過濾壓力：≤ 油缸壓力：≤ 16MPa 進泥含水率：≤ 95% 出泥含水率：≤ 65% 過濾周期： 1 h 電機 額定電壓： 660V 50Hz 額定 功率： 防護等級： IP55 防爆等級： Exd I 控制方式：與污泥泵聯(lián)動控制 運行方式：間歇運行 中轉泵 臺 2 1 用 1 備 設備型號： ZJQ502111 流量： 50m3/h 揚程： 21m 轉速： 1480r/min 配套電機 額定電壓： 660V 50Hz 額定功率： 防護等級： IP55 防爆等級： ExdⅠ 絕緣等級： F級 污泥泵 臺 2 1 用 1 備 平煤集團夏店煤礦 600m3/h 礦井水井下處理工程 磁分離水處理工藝設計方案 15 型號： BQS306015/N 流量： 30m3/h 揚程： 60m