一体化水处理系统排泥阀在线检测装置改造优化

朱绍文 李钦才 张维朔

（兖州煤业公司济宁二号煤矿，山东 济宁 272072）

济宁二号煤矿一级净水站一体化矿井水处理系统，设计日处理规模为20000m3,总装机功率为107.6kW。该系统综合运用嵌入式搅拌、高效絮凝、多级沉淀、陶粒过滤、压风反冲等多项水处理工艺，并装备出水水质在线监测装置[1]，实时在线监控排泥的频率。在矿井水处理过程中，及时有效的排泥作业能大幅度减少甚至消除水体中的污泥，降低COD含量，进而确保矿井水出水达标。

1 存在问题

一体化矿井水处理系统的排泥环节由4组8个集泥斗及其电控液压阀门组成，集泥斗收集矿井水处理过程中沉降的污泥，岗位操作人员通过操作集泥斗的液压阀门，将集泥斗内的污泥排放至污泥池内，然后输送至选煤厂压滤车间进行压榨，形成煤泥饼。

由于排泥阀只是单纯的液压阀门，没有配套的监控装置，排泥的时间和间隔无法进行有效统计，排泥作业缺乏有效的指导和数据支撑。岗位操作人员在排泥作业操作过程中存在较大的随意性和盲目性，在矿井水水质发生变化时，仍然采用相同的时间间隔排放，致使矿井水中污泥不能得到及时有效的排出，矿井水外排部分的水质无法得到保证。因上述原因，多次排污泥不当导致外排水质超标，造成了较大的社会影响和环境影响。

2 改造方案

济宁二号煤矿决定在一体化水处理系统排泥阀上安设在线监测装置和集泥斗泥量界面仪，以实现对每次污泥排放的实时监测和记录，用于监督和督促岗位操作人员根据矿井水水质变化及界面仪显示的煤泥量百分比，来实时调整排放污泥的频率与时间。

具体改造方案如下：

在一体化水处理系统下各集泥斗电动液压阀门处安装接近行程开关（负责采集阀门的开关状态）和接近开关(负责采集阀门开启时间)，采集阀门的开闭信号，并将该信号输送至PLC模块，数据经处理后通过工控机上的“组态王”软件将各个阀门的开闭状态、开闭时间及时间间隔进行显示，实现对每次污泥排放的实时记录。如图1、图2所示。

图1 阀门改造示意图

图2 改造原理图

3 现场应用

3.1 制定操作方法规定

操作人员根据系统界面仪显示的百分比来确定排泥的时间和频率。当煤泥的积存量达到50%时进行排泥一次，时间为30s，达到70%时排泥时间为45s，达到90%以上时排泥两次，每3min排1次，每次40s。

3.2 建立排泥管理制度

车间技术人员根据井下水质的变化情况及前期该系统的排泥记录情况，制定了详细的排泥管理制度。

3.3 形成电子统计记录

该系统具有信号灵敏、数据传送显示及时、安全可靠等诸多优点，全面准确地记录了每班排泥的排泥阀门编号、排泥开始时间、排泥结束时间、排泥时间间隔等数据[2]。

3.4 应用前景

鉴于该系统在济二煤矿应用良好，目前在兖州煤业下属其他部分矿井已进行推广应用，提高了兖矿集团矿井水处理系统排泥工艺环节的现代化程度。

4 产生的经济效益

矿井水污泥以煤泥为主要成分，本矿矿井水污泥排放至选煤厂浓缩池，经过浓缩沉降后，输送至压滤机进行过滤、压榨，形成煤泥滤饼对外销售。以现矿井水处理系统为例，每天处理矿井水（附带部分洗煤水）10000m³左右，含泥量按15%计，含泥量为1500t，经过压滤机压榨去除煤泥空隙水分（含水率一般为70%），干煤泥约450t，按市场价125元/t计，即每天矿井水淤泥产生直接效益56250余元。

排泥阀在线监测系统使用之后，根据岗位记录和电子记录来看，排泥作业中的排泥频率及其对应的排泥量较使用之前要提高10%左右，即每天在原来的基础上多压榨出干煤泥45t，即每天间接增加了约5625余元的经济效益，2014年全年共计产生经济效益205万余元，节支总额达到231.7万元。

5 结束语

排泥阀在线监测系统使用之后，提高了矿井水处理系统排泥工艺环节的现代化程度，降低了排泥环节主观人为因素的影响；减少了因排泥不当导致出水中出现的悬浮颗粒，外排水超标频次大大减少；岗位操作人员根据污泥量的多少，可以及时调整系统加药量，间接促进了加药环节的规范，降低了药剂成本；及时有效的排泥，减少了集泥斗的磨损，降低了设备维护成本；确保了矿井水的达标外排，对当地的环境保护起到了积极的推动作用[3]。