李揚(yáng)

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各地區(qū)煤礦的生產(chǎn)量越來越大，與此同時也產(chǎn)生大量的污水。為了避免環(huán)境污染，減少資源不必要的浪費(fèi)，需要對煤礦生產(chǎn)的污水進(jìn)行處理。云蓋山煤礦一礦地面污水處理廠每天都要處理大量的污水，但是由于集煤池機(jī)械攪拌有一定的局限性，影響了污水處理效率。本文設(shè)計了新的攪拌工藝，通過壓風(fēng)的方式代替電能攪拌，經(jīng)過實踐證明該工藝效果好，使用可靠性高。

關(guān)鍵詞：污水處理;風(fēng)壓攪拌;工藝改進(jìn)

中圖分類號：TU992文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：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

河南永錦能源有限公司云蓋山煤礦一礦（簡稱“云煤一礦”）隸屬河南能源化工集團(tuán)有限公司，是國有重點(diǎn)煤礦，該礦始建于1994年9月，2000年6月建成投產(chǎn)，核定生產(chǎn)能力為45萬t/年。在該礦投入生產(chǎn)的過程中，不可避免地會產(chǎn)生大量的礦井污水，在煤礦地面污水處理工藝中，通常將斜管沉淀池內(nèi)的淤泥排放到集泥池中，用攪拌機(jī)將集泥池中的淤煤攪拌均勻泵送到壓濾機(jī)鐵水箱內(nèi)，鐵水箱和壓濾泵、壓濾機(jī)通過管道連接，壓濾泵將淤泥泵入壓濾機(jī)內(nèi)，壓濾機(jī)壓濾作業(yè)后產(chǎn)出煤餅，然后由機(jī)電隊將煤餅運(yùn)輸?shù)矫簣?，既保證了水資源的合理利用，又產(chǎn)生了客觀的經(jīng)濟(jì)價值。

集煤池中一般采用電動攪拌機(jī)攪拌水中的淤泥，然后泵入鐵水箱中。但是，在攪拌的過程中，電機(jī)設(shè)備損壞會影響池內(nèi)的攪拌，直接對整個系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生影響。經(jīng)過礦井機(jī)電技術(shù)人員商議討論，決定采用風(fēng)能攪拌的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電能攪拌，主要方案是在礦井壓風(fēng)管路接出一路壓風(fēng)注入集煤池底，運(yùn)用壓風(fēng)吹動的方式激活集煤池底部淤泥達(dá)到攪拌的效果，下文將講述壓風(fēng)攪拌的具體實施方案和工作效果[1]。

1 煤礦污水處理調(diào)查概況

云煤一礦井下在-150m水平建造有中央泵房，礦井各頭面產(chǎn)生的污水全部匯集至中央泵房水倉內(nèi)，再由主排水泵將污水排至地面污水處理廠。中央泵房安裝4臺型號為MD280-65×10型離心式水泵，正常排水能力264.1m3/h，最大排水能力775.8m3/h，實現(xiàn)一級排水至地面，日均排水量約2 905m3。由于污水量大，造成了地面的污水處理廠工作量和任務(wù)量非常大，每天需要處理的水資源非常多。在集煤池攪拌的過程中，可能會導(dǎo)致線路負(fù)載，影響工作電機(jī)的正常運(yùn)行。礦井生產(chǎn)污水具有懸浮物較多、沉淀物容易黏結(jié)成型的特點(diǎn)。傳統(tǒng)的做法是利用電能帶動攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌：一是為了減少淤泥的沉淀，影響污水處理的效果;二是為了增加污水中的含氧量，利用微生物的作用分解污水雜質(zhì)。當(dāng)攪拌電機(jī)的運(yùn)行終止以后，池內(nèi)不經(jīng)攪拌將會造成煤泥沉淀池底結(jié)塊，造成壓濾泵吸入大量污水，壓濾機(jī)壓濾效果差，造成壓濾煤餅不成形、煤泥稀，不利于回收產(chǎn)生二次利用經(jīng)濟(jì)價值。鑒于云蓋山煤礦擁有完整的通風(fēng)系統(tǒng)，本研究充分利用風(fēng)能，在通風(fēng)系統(tǒng)接觸管道通入集煤池中，利用風(fēng)壓能量充分帶動集煤池內(nèi)污泥不斷翻滾，利用壓風(fēng)攪拌代替?zhèn)鹘y(tǒng)攪拌[2]。

2 污水處理廠集泥池技術(shù)改造

2.1 可行性研究

在每個煤礦當(dāng)中都會有大量的通風(fēng)系統(tǒng)，來減少井下工作面粉塵和瓦斯的濃度，降低工作面環(huán)境的溫度和濕度，保證煤礦的基本生產(chǎn)安全。本設(shè)計根據(jù)煤礦強(qiáng)大的通風(fēng)系統(tǒng)，在不影響煤礦井下通風(fēng)的情況下，在礦井壓風(fēng)管路接出一路壓風(fēng)注入集煤池底，通過壓風(fēng)氣流吹動集煤池底部淤煤，池內(nèi)底部淤泥受壓風(fēng)氣流影響而不斷翻滾，避免淤煤在底部沉淀結(jié)塊影響壓濾。

2.2 主要技術(shù)內(nèi)容

①污水廠基本處理情況。在蓋云山煤礦設(shè)有日處理量為1 000t/d的污水處理廠，集煤池的內(nèi)部尺寸為10 000mm×12 000mm×6 000mm（H），超高500mm，工作水位為500～5 500mm。根據(jù)污水處理規(guī)程的要求，污水停留的時間為1h。為了取得良好的風(fēng)壓攪拌效果，根據(jù)集煤池的大小風(fēng)壓攪拌強(qiáng)度應(yīng)該在1.5～2.5m3/（h·m2），本技術(shù)路線選擇曝氣強(qiáng)度為2.0m3/（h·m2）。完成攪拌需要的壓風(fēng)量為12m×10m×2.0m3/（h·m2）=4m3/min。

②風(fēng)管管徑的設(shè)定。在水上的管道選用DN80的碳鋼鋼管，集煤池水底的管道為直徑90cm的UPVC管。通過計算，干管流速在10～15m/s，符合規(guī)程設(shè)計的要求。設(shè)計圖如圖1所示。

③曝氣支管的設(shè)置。本工藝的風(fēng)壓攪拌采用穿孔曝氣，為了使攪拌的效果更好以及布?xì)飧泳鶆?，所以空氣的進(jìn)出口流速應(yīng)該在10～15m/s，曝氣口的直徑為5cm，開孔數(shù)量定為300個，孔口流速為11.3m/s。

考慮到污水的pH以及其中的重金屬離子，曝氣管應(yīng)該具有一定的耐酸性、耐腐蝕性和較好的經(jīng)濟(jì)性，因此選用6根直徑為75mm的UPVC管。通過曝氣管攪拌時的空氣流速為3.35m/s[3]。

3 實際應(yīng)用效果

使用壓風(fēng)氣流代替電能攪拌，實現(xiàn)24h不間斷攪拌作業(yè)，風(fēng)壓的力量帶動污泥不斷懸浮，攪拌效果較好，抑制了污泥的沉淀。在技術(shù)實施過程中，僅僅需要安裝幾根管道就能完成風(fēng)壓攪拌，避免投入大量的人力、物力和財力，避免了機(jī)械攪拌技術(shù)對電機(jī)的安裝、檢修，避免了電動攪拌機(jī)的頻繁更換，降低職工勞動強(qiáng)度，同時為礦井節(jié)省電能消耗，促進(jìn)壓濾機(jī)壓濾煤餅，從而將排污廢水變成煤餅，產(chǎn)生二次價值，得到了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，保證了污水處理廠工作的可靠性。使用壓風(fēng)氣流代替電能攪拌的1年內(nèi)，沒有發(fā)生任何故障，無維修記錄。

4 推廣應(yīng)用的前景及意義

地面污水處理廠集泥池技術(shù)改造應(yīng)用不僅僅解決了電能設(shè)備消耗問題，降低礦井生產(chǎn)成本，而且避免了電機(jī)攪拌設(shè)備故障所產(chǎn)生的人力、物力投入，積極提升壓濾機(jī)壓濾效果，從而變廢為寶，提升污水利用價值，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)價值;另外，保證了對污水處理的可靠性，在產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)價值的同時，保證了污染的零排放，對周邊環(huán)境生物的和諧生長、環(huán)境生態(tài)發(fā)展以及周邊居民的身體健康都是一種保障，具有很高的推廣價值。

5 結(jié)語

本文對云蓋山煤礦污水處理的基本情況進(jìn)行了介紹，主要分析采用壓風(fēng)攪拌代替電能攪拌的工藝，通過在礦井壓風(fēng)管路接出一路壓風(fēng)注入集煤池底，運(yùn)用壓風(fēng)吹動的方式激活集煤池底部淤泥達(dá)到攪拌的目的。為了保證壓風(fēng)攪拌的性能，本文對管道直徑、管材類型進(jìn)行了設(shè)定。實施壓風(fēng)攪拌工藝以后，對污水的處理取得了更好的效果，增加了污水處理系統(tǒng)的可靠性，為礦區(qū)工作、生活用水提供了保障，保證了周邊地區(qū)水域不受污染，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]林鋒祖.空氣攪拌在調(diào)節(jié)池中的應(yīng)用和設(shè)計[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2017（16）：108-109.

[2]凌磊彰.城市污水處理廠改良AAO工藝除磷效果影響因素及對策分析[J].節(jié)能，2018（8）：90-91.

[3]劉士軍，安克紅，成紅崗，等.氣浮-UASB-接觸氧化組合工藝處理屠宰廢水[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2018（4）：65-68.