污水处理厂集泥池技术改造

李扬

摘 要：随着科学技术的发展，各地区煤矿的生产量越来越大，与此同时也产生大量的污水。为了避免环境污染，减少资源不必要的浪费，需要对煤矿生产的污水进行处理。云盖山煤矿一矿地面污水处理厂每天都要处理大量的污水，但是由于集煤池机械搅拌有一定的局限性，影响了污水处理效率。本文设计了新的搅拌工艺，通过压风的方式代替电能搅拌，经过实践证明该工艺效果好，使用可靠性高。

关键词：污水处理;风压搅拌;工艺改进

中图分类号：TU992文献标识码：A文章编号：1003-5168（2018）28-0088-02

Abstract： With the development of science and technology， the production of coal mines in various regions is increasing， and at the same time， a lot of sewage will be generated. In order to avoid environmental pollution and reduce unnecessary waste of resources， it is necessary to treat the sewage produced by coal mines. The surface sewage treatment plant in Yungaishan has to deal with a large amount of sewage every day. However， due to the limitations of mechanical mixing in coal collection pools， the sewage treatment efficiency is affected. In this paper， a new mixing process was designed， which is replaced by electric energy stirring by pressure wind. It is proved by practice that the process has good effect and high reliability.

Keywords： sewage treatment;wind pressure stirring;process improvement

河南永锦能源有限公司云盖山煤矿一矿（简称“云煤一矿”）隶属河南能源化工集团有限公司，是国有重点煤矿，该矿始建于1994年9月，2000年6月建成投产，核定生产能力为45万t/年。在该矿投入生产的过程中，不可避免地会产生大量的矿井污水，在煤矿地面污水处理工艺中，通常将斜管沉淀池内的淤泥排放到集泥池中，用搅拌机将集泥池中的淤煤搅拌均匀泵送到压滤机铁水箱内，铁水箱和压滤泵、压滤机通过管道连接，压滤泵将淤泥泵入压滤机内，压滤机压滤作业后产出煤饼，然后由机电队将煤饼运输到煤场，既保证了水资源的合理利用，又产生了客观的经济价值。

集煤池中一般采用电动搅拌机搅拌水中的淤泥，然后泵入铁水箱中。但是，在搅拌的过程中，电机设备损坏会影响池内的搅拌，直接对整个系统的运行产生影响。经过矿井机电技术人员商议讨论，决定采用风能搅拌的方式代替传统的电能搅拌，主要方案是在矿井压风管路接出一路压风注入集煤池底，运用压风吹动的方式激活集煤池底部淤泥达到搅拌的效果，下文将讲述压风搅拌的具体实施方案和工作效果[1]。

1 煤矿污水处理调查概况

云煤一矿井下在-150m水平建造有中央泵房，矿井各头面产生的污水全部汇集至中央泵房水仓内，再由主排水泵将污水排至地面污水处理厂。中央泵房安装4台型号为MD280-65×10型离心式水泵，正常排水能力264.1m3/h，最大排水能力775.8m3/h，實现一级排水至地面，日均排水量约2 905m3。由于污水量大，造成了地面的污水处理厂工作量和任务量非常大，每天需要处理的水资源非常多。在集煤池搅拌的过程中，可能会导致线路负载，影响工作电机的正常运行。矿井生产污水具有悬浮物较多、沉淀物容易黏结成型的特点。传统的做法是利用电能带动搅拌机进行搅拌：一是为了减少淤泥的沉淀，影响污水处理的效果;二是为了增加污水中的含氧量，利用微生物的作用分解污水杂质。当搅拌电机的运行终止以后，池内不经搅拌将会造成煤泥沉淀池底结块，造成压滤泵吸入大量污水，压滤机压滤效果差，造成压滤煤饼不成形、煤泥稀，不利于回收产生二次利用经济价值。鉴于云盖山煤矿拥有完整的通风系统，本研究充分利用风能，在通风系统接触管道通入集煤池中，利用风压能量充分带动集煤池内污泥不断翻滚，利用压风搅拌代替传统搅拌[2]。

2 污水处理厂集泥池技术改造

2.1 可行性研究

在每个煤矿当中都会有大量的通风系统，来减少井下工作面粉尘和瓦斯的浓度，降低工作面环境的温度和湿度，保证煤矿的基本生产安全。本设计根据煤矿强大的通风系统，在不影响煤矿井下通风的情况下，在矿井压风管路接出一路压风注入集煤池底，通过压风气流吹动集煤池底部淤煤，池内底部淤泥受压风气流影响而不断翻滚，避免淤煤在底部沉淀结块影响压滤。

2.2 主要技术内容

①污水厂基本处理情况。在盖云山煤矿设有日处理量为1 000t/d的污水处理厂，集煤池的内部尺寸为10 000mm×12 000mm×6 000mm（H），超高500mm，工作水位为500～5 500mm。根据污水处理规程的要求，污水停留的时间为1h。为了取得良好的风压搅拌效果，根据集煤池的大小风压搅拌强度应该在1.5～2.5m3/（h·m2），本技术路线选择曝气强度为2.0m3/（h·m2）。完成搅拌需要的压风量为12m×10m×2.0m3/（h·m2）=4m3/min。

②风管管径的设定。在水上的管道选用DN80的碳钢钢管，集煤池水底的管道为直径90cm的UPVC管。通过计算，干管流速在10～15m/s，符合规程设计的要求。设计图如图1所示。

③曝气支管的设置。本工艺的风压搅拌采用穿孔曝气，为了使搅拌的效果更好以及布气更加均匀，所以空气的进出口流速应该在10～15m/s，曝气口的直径为5cm，开孔数量定为300个，孔口流速为11.3m/s。

考虑到污水的pH以及其中的重金属离子，曝气管应该具有一定的耐酸性、耐腐蚀性和较好的经济性，因此选用6根直径为75mm的UPVC管。通过曝气管搅拌时的空气流速为3.35m/s[3]。

3 实际应用效果

使用压风气流代替电能搅拌，实现24h不间断搅拌作业，风压的力量带动污泥不断悬浮，搅拌效果较好，抑制了污泥的沉淀。在技术实施过程中，仅仅需要安装几根管道就能完成风压搅拌，避免投入大量的人力、物力和财力，避免了机械搅拌技术对电机的安装、检修，避免了电动搅拌机的频繁更换，降低职工劳动强度，同时为矿井节省电能消耗，促进压滤机压滤煤饼，从而将排污废水变成煤饼，产生二次价值，得到了可观的经济效益，保证了污水处理厂工作的可靠性。使用压风气流代替电能搅拌的1年内，没有发生任何故障，无维修记录。

4 推广应用的前景及意义

地面污水处理厂集泥池技术改造应用不仅仅解決了电能设备消耗问题，降低矿井生产成本，而且避免了电机搅拌设备故障所产生的人力、物力投入，积极提升压滤机压滤效果，从而变废为宝，提升污水利用价值，产生巨大的经济价值;另外，保证了对污水处理的可靠性，在产生巨大经济价值的同时，保证了污染的零排放，对周边环境生物的和谐生长、环境生态发展以及周边居民的身体健康都是一种保障，具有很高的推广价值。

5 结语

本文对云盖山煤矿污水处理的基本情况进行了介绍，主要分析采用压风搅拌代替电能搅拌的工艺，通过在矿井压风管路接出一路压风注入集煤池底，运用压风吹动的方式激活集煤池底部淤泥达到搅拌的目的。为了保证压风搅拌的性能，本文对管道直径、管材类型进行了设定。实施压风搅拌工艺以后，对污水的处理取得了更好的效果，增加了污水处理系统的可靠性，为矿区工作、生活用水提供了保障，保证了周边地区水域不受污染，具有良好的经济效益、社会效益。

参考文献：

[1]林锋祖.空气搅拌在调节池中的应用和设计[J].中国新技术新产品，2017（16）：108-109.

[2]凌磊彰.城市污水处理厂改良AAO工艺除磷效果影响因素及对策分析[J].节能，2018（8）：90-91.

[3]刘士军，安克红，成红岗，等.气浮-UASB-接触氧化组合工艺处理屠宰废水[J].环境保护科学，2018（4）：65-68.