【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 要取決于混凝劑水解產(chǎn)物本身具有的吸附架橋連接能力與絮凝設(shè)備給微小顆粒之間提供的接觸碰撞機(jī)會(huì)兩大因素，同時(shí)與原水的溫度等因素有關(guān)。混凝劑水解產(chǎn)物本身具有的吸附架橋連接能力可通過(guò)采用有機(jī)高分子混凝劑的萬(wàn)法來(lái)解決，但價(jià)格一般較高 。絮凝設(shè)備給微小顆粒之間提供的接觸碰撞機(jī)會(huì)可通過(guò) 采用高效絮凝設(shè)備和優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法盡量提高，但投資會(huì)相應(yīng)增加 。原水溫度較低時(shí)，由于布朗運(yùn)動(dòng)減弱，絮凝效果明顯下降，雖然可通過(guò)增加混凝劑投量、延長(zhǎng)絮凝時(shí)間、投加助凝劑的萬(wàn)法來(lái)改善，但效果也不十分明顯，所以低溫水處理目前仍屬國(guó)際難題。 新疆冬季非常寒冷，礦井水溫度大約降低至 4~5℃ 之間，根據(jù)新疆目前現(xiàn)有礦井水處理站的實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，傳統(tǒng)工藝冬季處理效果欠佳，即使混凝劑投量成倍增加、絮凝時(shí)間長(zhǎng)達(dá)30min、沉淀池表面負(fù)荷控制在 h 以下，但沉淀池出水濁度也在 25NTU 左右，色度高達(dá) 40 度，很 難達(dá)到濾池進(jìn)水要求，導(dǎo)致濾池運(yùn)行周期縮短、反洗頻繁、自用水量成倍增加等現(xiàn)象。同時(shí)傳統(tǒng)工藝存在占地面積大、工藝系統(tǒng)復(fù)雜及藥劑投加勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作環(huán)境惡劣等弊端。 332 膜分離技術(shù) 3321 技術(shù)簡(jiǎn)介 膜分離技術(shù)是指在電位差、壓力差、濃度差、化學(xué)位差等推動(dòng)力的作用下，利用無(wú)機(jī)或有機(jī)高分子薄膜，對(duì)溶質(zhì)和溶劑進(jìn)行分離、分級(jí)、凈化和濃縮的萬(wàn)法。膜分離技術(shù)發(fā)展歷史不長(zhǎng)，屬高新技術(shù)，近年來(lái)發(fā)展尤為迅速，目前廣泛應(yīng)用于石油、化工、環(huán)保、能源、電子、重工、輕工、食品、飲料、醫(yī)藥和生物工程等領(lǐng)域。 膜的 種類繁多，其分類萬(wàn)法有多種 :按形成膜的材料分為無(wú)機(jī)膜和有機(jī)膜兩種，無(wú)機(jī)膜包括陶瓷膜和金屬膜，有機(jī)膜包括聚諷膜、醋酸纖維膜和聚酷胺復(fù)合膜等 。按膜孔徑大小分為微濾膜(MF)、超濾膜 (UF)、納濾膜 (NF)和反滲透膜 (RO)四種。膜作為一種先進(jìn)的分離技術(shù)，具有分離精度高、選擇性強(qiáng)、無(wú)相態(tài)變化、能耗較低、污染小、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，國(guó)際學(xué)術(shù)界一致認(rèn)為 誰(shuí)掌握了膜分離技術(shù)，誰(shuí)就掌握了化學(xué)工業(yè)的未來(lái) ，由此可見(jiàn)，發(fā)展膜分離技術(shù)對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和學(xué)科建設(shè)部具有重要而又深遠(yuǎn)的意義。 膜分離技術(shù)應(yīng)用于礦井水處理，是 近年來(lái)才才發(fā)展起來(lái)的，雖然國(guó)內(nèi)用戶不多，但凈化效果確實(shí)不凡。根據(jù)礦井水的水質(zhì)特性，必須采用抗污染能力強(qiáng)的無(wú)機(jī)陶瓷膜 。根據(jù)礦井水污染物微粒大小，膜孔徑采用 比較合適 。根據(jù)膜孔徑大小來(lái)判斷，無(wú)機(jī)陶瓷膜屬微濾膜或超濾膜的一種。 3332 最大優(yōu)點(diǎn) 無(wú)機(jī)陶瓷膜具有極好的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和機(jī)械度，因而可作為惡劣條件下最有效的固液分離介質(zhì)之一 。 由于無(wú)機(jī)陶瓷膜孔徑只有 ，甚至一些病毒都無(wú)法通過(guò)，所以透過(guò)液十分清潔，不必?fù)?dān)心出水水質(zhì)的濁度不符合要求 。 無(wú)機(jī)陶瓷膜采 用 錯(cuò)流過(guò)濾 技術(shù)，膜表面流速通常 ，由于表面流速較快，從而不會(huì)造成膜表面堵塞現(xiàn)象 。 無(wú)機(jī)陶瓷膜僅以壓力作為推動(dòng)力，因此分離設(shè)備和流程比較簡(jiǎn)單、操作和維護(hù)保養(yǎng)十分方便，極易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 。 無(wú)機(jī)陶瓷膜受冬季水溫影響微小，可在高溫、高壓、高粘度、高固含量、高氯化物含量和苛刻 PH 值條件下工常使用，特別適合礦井水凈化。 333 工藝確定 鑒于新疆冬季水溫較低，傳統(tǒng) 混凝技術(shù) 受水溫影響比較明顯等因素，同時(shí)考慮該項(xiàng)目用水對(duì)象主要是生活飲用水等原因，設(shè)計(jì)本著 以人為本 的原 則，推薦采用發(fā)展前景廣闊、具有劃時(shí)代意義的無(wú)機(jī)陶瓷膜分離技術(shù)，作為水質(zhì)澄清工藝。 334 設(shè)計(jì)參數(shù) 采用無(wú)機(jī)陶瓷膜分離技術(shù)，目前尚沒(méi)有針對(duì)性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)規(guī)范可以遵循，根據(jù)國(guó)內(nèi)權(quán)威部門實(shí)驗(yàn)研究和煤炭工業(yè)工程實(shí)例， 設(shè)計(jì)必須抓住下列 3 點(diǎn) : 要選擇好膜孔徑，本項(xiàng)目暫時(shí)確定膜孔徑為 ，待項(xiàng)目真正實(shí)施時(shí)，建議通過(guò)權(quán)威部門實(shí)驗(yàn)確定 。 要控制好膜表面流速，本設(shè)計(jì)確定膜表面起端流速為，膜管阻力按沿程均勻泄流管路計(jì)算，粗糙系數(shù) ； 考慮膜通量難免會(huì)出現(xiàn)降低等 原因，取值不宜過(guò)大，應(yīng)留有適當(dāng)余量，一般情況不宜大于 335 工藝設(shè)計(jì) 予沉循環(huán)池設(shè)計(jì)進(jìn)水量 162m3/h、循環(huán)水量 378m3/h、實(shí)際處理水量 540m3/h，由配水段、沉淀段、貯水段組成，幾何尺寸L(++)m，鋼筋鹼結(jié)構(gòu)。沉淀段配水區(qū)高度 ，清水區(qū)高度 10m，設(shè) 4 條 L12021XB250XH500 不銹鋼均勻穿孔集水槽、 8 個(gè)重力排泥斗、 8 根 DN200 排泥管，每根排泥管設(shè)手動(dòng)、電動(dòng)偏心半球閥各 1 個(gè)。經(jīng)計(jì)算沉淀段設(shè)計(jì)表面負(fù)荷 h 、上升流速約 。 根據(jù)膜孔徑、膜表面流速和膜通量三個(gè)參數(shù)計(jì)算，并考慮國(guó)內(nèi)現(xiàn)有定型產(chǎn)品等因素，設(shè)計(jì)選用 型無(wú)機(jī)陶瓷膜 732 根，膜管長(zhǎng) L=，流道直徑 248。=4mm，單根膜面積 ，共組裝成 6 個(gè)膜分離罐，每罐裝 612=122 根 (兩根相接 )。膜分離罐分成 3 組并聯(lián)運(yùn)行，每組串聯(lián) 2 罐，只有這樣，才能保證膜表面流速。經(jīng)計(jì)算 :實(shí)際膜表面起端流速約 ，略小于 。膜通量約 h ，末超過(guò) h 。 膜通量隨著運(yùn)行時(shí)間的不斷 延長(zhǎng)，難免會(huì)出現(xiàn)下降現(xiàn)象，為了安全起見(jiàn)，配有空氣壓縮機(jī)隨時(shí)鼓氣和酸堿泵定時(shí)清洗。 凈化車間平面布置詳見(jiàn)附圖 K713301，水質(zhì)澄清工藝系統(tǒng)詳見(jiàn)附圖 K713302，予沉循環(huán)池剖面詳見(jiàn)附圖 K713303，水質(zhì)澄清主要設(shè)備詳見(jiàn)表 331。 消毒劑性能比較表 消毒劑名稱 主要優(yōu)點(diǎn) 主要缺點(diǎn) 適用條件 氯 液氯 具有余氯的持續(xù)消毒作用 。成本 較低 。加氯設(shè)備體積小、操作簡(jiǎn) 單、投量準(zhǔn)確 會(huì)產(chǎn)生三鹵甲烷和氯酚味 。液氯 屬危險(xiǎn)化學(xué)品，使用時(shí)須注意安 全、防止泄漏 貨源充足 漂白粉 具有余氯的持續(xù)消毒作用 。價(jià) 格 低廉 。投加工藝簡(jiǎn)單 會(huì)產(chǎn)生三鹵甲烷和氯酚味 。易分 解失效，須注意貯存 。有效氯含 量低，溶解配制工程量大 水量較小 漂白精 具有余氯的持續(xù)消毒作用 。價(jià)格 低廉 。投加工藝簡(jiǎn)單 。有效氯含 量高，溶解配制工程量小 會(huì)產(chǎn)生三鹵甲烷和氯酚味 。易分 解失效，須注意貯存 水質(zhì)突然 變壞時(shí)臨 時(shí)投加 。 水量較小 次氯酸鈉 具有余氯的持續(xù)消毒作用 。成本 較低 。比投加液氯安全、可靠、 方便 會(huì)產(chǎn)生三鹵甲烷和氯酚味 。極易 分解失效，不能貯存，須現(xiàn)場(chǎng)制 備 。耗用一定電能及食鹽 管網(wǎng)中途 投加 。水 量較小 氯胺 可減少三 鹵甲烷和氯酚味的產(chǎn) 生 。能延長(zhǎng)管網(wǎng)申剩余氯的持續(xù) 時(shí)間，抑制細(xì)菌生成 消毒作用比液氯進(jìn)行得慢，接觸 時(shí)間較長(zhǎng) 。需增加投氨設(shè)備，操 作管理麻煩 原水有機(jī) 物較多 。 輸配水管 線較長(zhǎng) 二氧化氯 不會(huì)產(chǎn)生三鹵甲烷和氯酚味 。較 自由氯消毒效果好 。投量少，接 觸時(shí)間短，余氯持續(xù)時(shí)間長(zhǎng) 。氧 化作用強(qiáng)烈，能除臭、去色，氧 化鐵、錳等物質(zhì) 成本較高 。與空氣接觸易爆炸， 貯運(yùn)困難，須現(xiàn)場(chǎng)制備 。制備設(shè) 備較復(fù)雜 原水有機(jī) 物污染較 嚴(yán)重 臭氧 不會(huì)產(chǎn)生三鹵甲烷 。氧化作用強(qiáng) 烈，對(duì)微生物、病毒、芽抱等均 具有殺傷力，消毒效果好，接觸 時(shí)間短 。能除酚、除臭、除色， 氧化鐵、錳等物質(zhì) 基建投資大，經(jīng)常電耗高 。在水 中不穩(wěn)定、易揮發(fā)，消毒持續(xù)時(shí) 間短 。工藝設(shè)備復(fù)雜，管理麻煩 原水有機(jī) 物污染較 嚴(yán)重 。供 電方便 紫外線 殺菌效率高、速度快、接觸時(shí)間 短 。采用純物理方法消毒，不會(huì) 產(chǎn)生三鹵甲烷和氯酚味 。己具有 成套設(shè)備，操作簡(jiǎn)單，便于管理， 易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 無(wú)持續(xù)消毒作用，易受重復(fù)污 染 。電耗較高 。燈管壽命短，有 待提高 水量小 。 輸配水管 線短 。用 戶集中 3412消毒方式 消毒方式分為物理法 (紫外線等 )和化學(xué)法 (氯、 二氧化氯、臭氧等 )，設(shè)計(jì)應(yīng)本著 以人為本、安全衛(wèi)生、經(jīng)濟(jì)合理 的原則進(jìn)行選擇，同時(shí)必須兼顧原水水質(zhì)、出水要求、凈化工藝和貨源供應(yīng)等情況。 上述消毒劑各有利弊，適用條件也不盡相同。氯消毒具有余氯的持續(xù)消毒作用，成 本也較低，但產(chǎn)生的三鹵甲烷和氯酚味，是致癌物質(zhì)，對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生不利影響 。氯胺消 毒雖然能減少生成對(duì)人體有害的衍生物，亦能延長(zhǎng)管網(wǎng)中剩余氯的持續(xù)時(shí)間，但消毒速 度慢、接觸時(shí)間長(zhǎng)、需增加投氨設(shè)備 。臭氧消毒效果確實(shí)不凡， 也不會(huì)產(chǎn)生致癌物質(zhì)， 但消毒持續(xù)時(shí)間短，同時(shí)存在基建投資大、經(jīng)常電耗高、工藝設(shè)備復(fù)雜、管 理麻煩等致 命弱點(diǎn) 。紫外線消毒最大優(yōu)點(diǎn)是殺菌效率高、速度快、不會(huì)產(chǎn)生三鹵甲烷和氯酚味，可 惜存在無(wú)持續(xù)消毒作用、易受重復(fù)污染、電耗較高、燈管壽命短等弊端。 二氧化氯是目前國(guó)際上公認(rèn)的新一代最佳消毒劑，具有廣譜、安全、高效、快速十 天毒等優(yōu)點(diǎn)，亦不會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有害的三鹵甲烷和氯酚味，聯(lián)合國(guó)世界衛(wèi)生組織 (WTO) 和糧農(nóng)組織 (FAO)將其確認(rèn)為 AI級(jí)安全消毒劑，是替代氯消毒劑的第四代綠色環(huán)保產(chǎn) 品。二氧化氯一般采用化學(xué)法現(xiàn)場(chǎng)制備，目前市場(chǎng)上有定型的二氧化氯消毒設(shè)備，所用 鹽酸、亞氯酸鈉等原材料的貨源也十 分充足，故設(shè)計(jì)推薦采用二氧化氯消毒方式。 342 消毒工藝 3421 投加量確定 礦井水經(jīng)無(wú)機(jī)陶瓷膜分離設(shè)備處理后，除細(xì)菌學(xué)指標(biāo)外，其余水質(zhì)指標(biāo)均符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》 GB57492021，故本 設(shè)計(jì)不考慮除鐵、除錳、除藻、除臭、除色等特殊功能，只作為生活飲用水的一般消毒處理來(lái)對(duì)待。 根據(jù)相關(guān)資料，濾后清水或地下水作為生活飲用水，其二氧化氯的投加量一般不大于 。由于該項(xiàng)目水源為礦井水，同時(shí)考慮輸水管道長(zhǎng)、礦部高位水池存在二次污染等因素，最大投加量確定為 3422 投加位直 凈化水少部分用于礦井自身，大部分輸送給礦部，兼顧兩處用水，確定在礦井水處理站統(tǒng)一消毒處理。礦井自用水投加位置確定為變頻給水泵吸水管，可利用水泵葉輪進(jìn)行混合，能實(shí)現(xiàn)消毒設(shè)備與給水泵同步運(yùn)行 。向礦部輸送水投加位置確定為輸水管道始端，由于在管道里的接觸時(shí)間長(zhǎng)達(dá) ，故沒(méi)有必要利用清水池進(jìn)行接觸。 3423 設(shè)備選型 根據(jù)二氧化氯最大投加量 ，選擇 l臺(tái) HSB500型柜式二氧化氯消毒劑發(fā)生器 (產(chǎn)氣量 500g/h、電耗 、消毒液出口壓力 ≤)，藥液通過(guò) 計(jì)量泵投加， 所需壓力水可從變頻給水泵總出水管上接管，通過(guò)可調(diào)式減壓閥把壓力控制在 ~ 之間。 排泥水處理 污泥濃縮 凈水工程設(shè)計(jì)規(guī)模 Q=3600m3/d，設(shè)計(jì)原水懸浮物濃度為1000mg/L，若不考慮出水濁度，則每天產(chǎn)生干污泥 3600kg/d。予沉循環(huán)池排泥濃度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取 30kg/m39。(含水率 %)，則排泥量為 120m3/d。 予沉循環(huán)池污泥斗總?cè)莘e約 ，排泥周期約 ，底部污泥可依靠重力自流進(jìn)入污泥濃縮池。設(shè) 1 座 污泥濃縮池 ，表面積約 28m2，有效容積約 80m2。 配 l 臺(tái) D=、N= 中 心傳動(dòng)濃縮機(jī)。濃縮池設(shè)計(jì)進(jìn)料濃度 %、底流濃度 %。 濃縮時(shí)間約 16h。 污泥脫水 濃縮池底部濃縮污泥由污泥輸送泵壓力送入板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，壓成泥餅后外運(yùn)。由于泥餅含煤量較大，可作為燃料使用，這樣可減少對(duì)環(huán)境的不利影響。 污泥脫水系統(tǒng)設(shè)計(jì)處理濃縮污泥 60mV/d，產(chǎn)生含水率 70%的泥餅 12m3/d ，在聯(lián)合泵房安裝 2 臺(tái)污泥輸送泵 (Q=25mV/=)，污泥脫水間安裝 2 套 F160m\、\、 N= 板框壓濾機(jī)。污泥脫水系統(tǒng)每天一班作業(yè)，整個(gè)工作周期估計(jì) ≤,每天最多工作 3 個(gè)循環(huán)。 廢水處理 污泥濃縮池設(shè)計(jì)進(jìn)泥量 120m3/d、迸料濃度 %、底流濃度%，則產(chǎn)生澄清液 60mV/d，估計(jì)懸浮物濃度 500mg/L。污泥脫 水系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓濾濃縮污泥 60m3/d，產(chǎn)生含水率 70%的泥餅12mV/d，則產(chǎn)生壓濾廢水 48m3/d，估計(jì)懸浮物濃度 1000mg/L。 礦井水處理系統(tǒng)在生產(chǎn)過(guò)程申產(chǎn)生 60+48=108m3/d 廢水，占設(shè)計(jì)規(guī)模的 3%，估計(jì)懸浮物濃度約 750mg/L。為了避免造成二次污染，濃縮池上部澄清液、壓濾廢水均自流進(jìn)入廢水池，然后由安裝在聯(lián)合泵房?jī)?nèi)的 2 臺(tái)廢水提升泵 (Q=50m3/h、 H=、N=)定時(shí)送入予沉循環(huán)池重新進(jìn)行凈化處理。 供配電系統(tǒng) 電源概況 目前該礦井供電系統(tǒng)正在進(jìn)行技術(shù)改造，技改后的礦井變電所雙回電源線路引自礦 區(qū) 110kV 變電所。礦區(qū)變電所施工圖設(shè)計(jì)己經(jīng)完成，計(jì)劃 2021年開(kāi)工建設(shè)， 2021 交付 使用。礦井水處