矿区污水处理再利用的探讨

马喜武

摘要:矿区原有井下水,洗煤厂溢流水等外排水,不仅造成水资源浪费和煤泥的流失,还严重污染水库水质,影响途径居民区的环境,通过矿区污水处理,有效控制水质、环境污染,也充分地显示了中水再利用,煤泥资源回收,此工程投资少,工期短,采用先进的设备,科学技术,通过检验、验收在处理水方面有了新的领域。

关键词:再利用 矿井水 回收量 中水

0 引言

唐山矿业分公司现有三股外排工业污水,分别是三号井矿井水、净化水厂底流(沉淀污泥)、选煤厂循环溢流水,排放总量为7500吨/日。这些污水的直接排放,不仅污染了环境,同时也造成了水资源的浪费。对企业本身来讲,选煤需要大量补充水,排污还需上缴排污费,所以对外排污水进行处理,并采用中水回用,从环境效益、社会效益、经济效益各方面来讲,是十分必要的。

1 设计原理

1.1 原水质及处理后水质要求

1.1.1 污水水质及水量:

净化水厂底流SS:12000mg/L。水量:Q=500m3/d

三号井矿井水SS:437mg/L。 水量:Q=5000m3/d

选煤厂循环溢流水SS:341mg/L。水量:Q=1000m3/d

SS:表示每升水里含有悬浮浓度。 Q:表示每天水的总流量。

1.1.2 处理水规模:7500m3/d

1.2 回用水(中水)水质要求与标准

1.2.1 回用水(中水)水质要求,主要用于补充循环水、选煤厂地面及设备冲洗,职工宿舍楼冲厕。富余水量排入陡河达景观要求。

1.2.2 外排水执行标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A标准

化学需氧量(COD) 50mg/L

生化需氧量(BOD5)10mg/L

悬浮物 (SS)10mg/L

PH 6—9

2 工艺原理

2.1 选煤厂循环水处理工艺改造项目

选煤厂循环水处理工艺现状见图1:

由于选煤厂浓缩耙沉淀采用的是自然沉淀,效果较差,其二段溢流水煤泥污泥浓度在25-35g/L,底流浓度较低,缺点如下:①循环水浓度高增加重介工艺的脱介难度,介耗过大;②底流浓度低,致使压滤机效率下降。

2.2 选煤厂循环水处理工艺改造,将浓缩耙自然沉淀改为混凝沉淀,即在浓缩耙进水中加入适量絮凝剂,沉淀效率可提高60%以上,在浓缩耙不变的条件下溢流水浓度可控制4g/L以下,效果十分明显。污水处理工艺选择原则; 选择成熟工艺,出水稳定达标;投资小,运行费用低;员工操作、维护方便;自动化水平高,管理方便;所投药剂货源广,价格低;由于该污水主要污染物为悬浮物和胶体物,根据出水要求,采用混凝沉淀和过滤工艺,该工艺成熟,能确保达标,且初期投资和运行费用低,改造后的工艺流程见图2:

2.3 工艺流程

2.3.1 污水自流进入调节池,经调节池均质均量后提升至斜板沉淀池,在提升过程中投加混凝剂碱式氯化铝和聚丙烯酰胺,经混合器混合和絮凝池絮凝后,悬浮物和胶体物形成大颗粒在沉淀池进行沉淀分离,以达到水质净化的目的,溢流水进入下一步深度处理工序。

2.3.2 提升泵提入斜板沉淀池内,沉淀后的净水悬浮物浓度一般在50mg/L左右,为满足中水回用标准,进一步提高水质,再次采用过滤的方法除去水中残余的细小杂粒和细菌等,使用过滤泵使沉淀后水提入过滤罐,再次过滤,使过滤水的悬浮物浓度降到10mg/L以下。

3 设备选型及施工

3.1 设备选型本着节能、环保的原则,震动超标设备基础添加减震、消声措施,用电方面采用手动和自动相结合。

3.1.1 选煤厂循环水加药设备:选用全自动絮凝剂制备及添加装置,型号SB-AT4000/96型号。当提升泵从储水池往沉淀池提升水同时,加药设备自动开启加药。

3.1.2 储水池池上采用自动行车式吸泥机, 行车式吸泥机型号:BXX6—22,行车速度1.0m/min,吸泥机吸嘴距地200mm,吸出煤泥沿水槽自流储泥池,通过泥浆泵进入压滤车间,压滤成煤饼。

3.1.3 提升泵:型号:150YW180-15-15,共四台两用两备,Q=

180m3/h,H=15米n=1450r/min,N=15kw,采用手动和自动相结合。

3.1.4 过滤泵:型号:150YW150-26-18.5,共4台,两用两备,Q=150m3/hH=26米n=1450r/minN=18.5kw

3.1.5 过滤器:过滤器采用机械过滤器,过滤器尺寸Φ3.0×4.5米,共6台。滤料采用石英砂、无烟煤双层滤料。过滤器为钢制、人工反冲洗。共六台,并联运行。

3.1.6 压滤机:更新选煤厂三台压滤机,入料含水率65%,煤饼含水率25%。

3.1.7 恒压供水装置:采用变频恒压供水工艺,占地面积小,自动化程度高,省电。型号:APS-A-4-18.5,Q=200m3/h,H=40米,

3.2 根据规范和实际情况修建洗煤厂矿井水处理工艺见图3

3.2.1 调节池 污水为间歇排放,水量水质不均,为使处理设备正常运行,不受污水高峰流量或浓度变化的影响,设调节池。考虑水量变化的周期,设调节池的调节时间为6小时,则调节池的有效容积为1750m3。调节池分供两个,单个容积875m3。

3.2.2 斜板沉淀池 外形尺寸 长×宽×高12.5米×5.5米×6.37米(悬空0.5米),共两台,并联运行。池体采用钢结构,每台斜板沉淀池设两个泥斗。排泥靠高差自流进入东西浓缩耙。污泥量Q=15m3/h,浓度为15g/L。

3.2.3 中间水池 水力停留时间T=1h,有效容积V=294m3。

3.2.4 贮泥池 储泥池储泥量为114m3,为防止煤泥沉积,采用空气搅拌。配套罗茨风机两台型号:BK5003一用一备。

3.2.5 附属清水池300m3。

4 结论

4.1 社会效益:该工程于2008年7月开工至2008年11月竣工验收,根据省、市环保检测达一级A标准,主要化学需氧量(COD)50mg/L、悬浮物(SS)10mg/L符合排放要求。

4.1.1 外排水达景观要求,为今后成为我市环城河提供水源。

4.1.2 保护环境,排除了原下流生活区污染问题,给居民生活环境得到改善。

4.2 经济效应,按处理水能力,工程总投资1600万元。

4.2.1 处理水再利用,回水利用每小时200吨,用于洗煤厂洗煤工业用水和厂区绿化等,节约了水的资源,充分利用水资源,年节水效益=200x12x24x1.7元/吨=9.8万元。

4.2.2 煤泥回收量:处理水量Q乘以处理前悬浮物SS,再乘以处理后悬浮物SS,即为每天回收煤泥量。

(净化水厂底流SS:12000mg/Lx水量:Q=500m3/d+三号井矿井水SS:437mg/Lx水量:Q=5000m3/d+选煤厂循环溢流水SS:341mg/Lx水量:Q=1000m3/d )x处理后悬浮物SS:10mg/L=85.26吨,为每天回收煤泥量85.26吨。

4.2.3 该工程投入生产后,每年节省12万元排污费。