浅谈高悬浮物煤矿废水处理工程的调试与运行

魏然

摘 要：在煤矿中，根据水量和水质特点以及地形和地理区域等的不同，所选择处理的工艺流程也不一样。针对北方地区的煤矿单一且高悬浮物的水质特点，进行分析后，通过给出处理措施，已经取得了很好的效果。但是，针对西南熔岩地区CODCr和悬浮物都很高，与北方地区煤矿的水质差别比较大，但是，研究西南熔岩地区的煤矿废水处理也比较少，该文进行了深入的分析和研究。

关键词：高悬浮物 煤矿废水 调试 运行 自动控制

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）07（b）-0117-02

从当前来看，西南熔岩地区与北方地区煤矿相比较，煤矿的水质特点还有很多差别，特别是CODCr和悬浮物都很比较高，并且对于西南熔岩地区，研究和处理悬浮物的煤矿废水的成果报道也非常少，因此，该文针对于西南大型矿井工程在处理废水上进行研究和分析，对于工程运行和调试进行简述。

1 高悬浮物煤矿废水处理工程规模

煤矿副井口的斜坡下方有一個处理矿井废水的厂子，面积大约1 300 m2，此工程一共投资为240万元，2015年4月开始建设，11月下旬竣工，并且调试开始正式运行。矿井需要原水主给涌水，工程设计每小时出水400 m3的规模，出水的水质必须要按《煤炭工业污染物排放标准》进行执行，由于该工程属于老矿井，所以，SS必须要小于或者等于每升70 mg。排放标准与进水水质设计参数，见表1所示。

2 高悬浮物煤矿废水处理工程调试的情况

高悬浮物煤矿废水处理工程在调试上，主要分了2个阶段，管线和设备以及自动的控制系统等相关的调试通常在11月7～8日完成，而工艺设计的阶段主要是11月8日以后才能够正式进行这个阶段。系统的整个调试相对都比较顺利，用了大约10 d的时间[1]。

2.1 助凝剂和混凝剂投加量的调试

由于水中的胶体物质比较稳定，也就是进水的水质特点相对比较稳定，因此，通常混凝剂选用PAC，国凝剂选用碳酸钠。在调试的工艺以前，需要进行小试，PAC的质量深度达到10%为最佳[2]。

（1）高悬浮物煤矿废水处理工程调试11月9日的上午10点正式开始，进水以后，以每升42.5 L的量作为PAC的投加量；碳酸钠以每升30 mL作为投加量，5个h以后，沉淀开始出水、好转，直到正常。

（2）在出水相对比较稳定以后，将PAC和碳酸钠的投加量进行降低，PAC以每升30 mg作为投加量；碳酸钠以每升15 mg和每升24 mg作为投加量，5 h以后，沉淀池的出水效果还是比较良好的。

（3）将PAC和碳酸钠投加量继续降低，PAC以每升24 mg作为投加量；碳酸钠以每升10 mg作为投加量，5 h以后，再看沉淀池的出水情况，效果还是比效稳定和良好的。

（4）将PAC投加量继续降低，PAC以每升20 mg作为投加量；碳酸钠以每升10 mg作为投加量，5 h以后，再看沉淀池的出水情况，出水的水质变得比较差。

（5）将PAC和碳酸钠的投加量继续进行改变，PAC以每升24 mg增加投加量，将碳酸钠的投加量减少到每升8 mg，5 h以后，观察沉淀池的出水情况，水质有了一定的好转，但是，投加量还是没有前3种的出水效果好。

（6）将PAC和碳酸钠的投加量继续进行改变，PAC以每升24 mL作为投加量；碳酸钠以每升10 mg作为投加量，5个h以后，观察沉淀池的出水情况，水质的效果比较良好。

因此，PAC以每升24 mL作为投加量，碳酸钠以每升10 mL作为投加量，是该高悬浮物煤矿废水处理工程最佳的涌水处理。

2.2 自动反冲洗的子程序

自动过滤反冲洗的子程序，既能够控制反冲洗系统的阀门，又能够控制原水的提高。结合原水池液位来对原水泵自动进行启动；比较过滤系统设定的压差值与前后的压差，将反冲洗的阀门自动开启，然后反冲洗过滤系统，从而使系统正常的运行得以有效地保证。采用轮流切换方式将原水的5台提升泵运行，使水泵电机运行的时间得以平衡，从而使水泵的寿命得以延长。

3 分析高悬浮物煤矿废水处理工程运行的管理

针对于高悬浮物煤矿废水处理工程而言，正常运行以后，外排水符合要求，能够使当地水环境得到有效保护，外排水所产生的回用水，能够为水资源的循环基础进行创造；煤炭资源的回收，不但使经济效益得以有效提升，同时，社会和环境以及经济效益融为一体的目标也得以实现，对于改造和设计其他矿井水的处理方案，也具有很好的参考价值。

3.1 控制水量和水质的问题

矿井的涌水水质和水量根据时间的变化比较大，尤其是流量的变化非常大。如果增大进水的水量，水质变得比较差时，为了让出水能够达到稳定的状态，可以将加药量进行有效调节，但是，缺少水质各流量的自动监测仪器，通常发现时，出水已经达不到标准了，对药剂再进行改变时，缓冲还得需要一定的时间。如果想要该问题得到有效解决，在高位的蓄水池中，使废水尽量能够充分停留，其一，流量可以进行调节；其二，水质也可以进行调节，在达到药剂的投加量没有发生改变的同时，致使出水相对稳定的目的得以有效保持[3]。

3.2 PLC控制的自动排泥系统

运用变频系统和PLC，能够将自动排泥和加药功能得以有效地实现，从而使人工干预减少。提升泵将矿井水提升到澄清池，将混凝剂加入到泵前，利用PID变频调节系统加药，结合检测的进出水的流量和浊度等相关的指标，以及试验所得出的数学模型，通过变频系统的自动调节计量泵转速以及PLC的程序，将计量泵投加量进行调节，加药以后，就会在澄清池中反应。

3.3 分析高悬浮物煤矿废水处理工程运行的成本

对于处理煤矿的废水成本进行估算，大约为每立方米0.36元，每年能够将煤泥回收4.1万吨，以每吨35元进行计算，能够将收入增加143万元；每年还可以将排污费减少70万元，所以，3年就能够将投资的成本回收。从当前来看，该县环保局已经将高悬浮物煤矿废水处理工程评为示范性的工程。

4 结语

综上所述，高悬浮物煤矿废水处理工程将地形充分地进行利用，全程没有动力的消耗，工艺的流程比较短，自动化运行的程度比较高，不但投资比较少，占地的面积小，而且，运行的成本相对也比较低。同时，采用PLC控制的自动排泥系统，效果比较良好，系统运行比较稳定，能够使处理矿井水环保的要求得以有效满足。

参考文献

[1] 陈亚豪.文水股份有限公司酿酒废水处理系统改造研究[D].四川农业大学，2015.

[2] 张涛.煤矿建井期间掘进废水处理工艺及工程实践[J].资源节约与环保，2014（5）：123.

[3] 赵亮.“高效澄清+重力式无阀滤池”在矿井废水处理中的应用研究[D].天津大学，2012.