煤矿矿井水污泥处理存在的问题及对策

Posted 2023-01-12 污泥处理

篇首语：愿你纵踩淤泥，也要心向光明。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了煤矿矿井水污泥处理存在的问题及对策相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

为了掌握我国煤矿矿井水污泥处理现状及存在的问题，对全国50多座煤矿的矿井水污泥处理设施进行了调研分析。结果表明：大部分煤矿建有矿井水污泥处理设施，但是污泥处理水平参差不齐，最终处置利用途径狭窄。通过加强针对性研究、提高自动化程度、完善标准规范、开拓最终处置方式和资源化利用途径、政策引导与监督，可以有效改善污泥的处理和处置状况。
0.引言
通过对我国50多座煤矿矿井水处理污泥处理设施的调研(其中：神东矿区16座、宁东基地10座、新疆基地2座、乌海矿区7座、宝日希勒矿区1座、淮南矿区12座、丰沛矿区4座、邢台矿区3座、黄陵矿区1座)，分析了矿井水污泥处理的现状及存在的问题，并且提出了解决对策。
1.污泥处理现状
1.1污泥种类
所有参与调查的煤矿，只有宝日希勒矿区煤种为褐煤，其他均为烟煤；只有丰沛矿区孔庄矿开采方式为水采，其他均为综采；矿井水处理一般都采用先预沉，再混凝沉淀的处理工艺，大部分在混凝沉淀后有过滤工艺。从矿井水污泥的产生过程分类，主要分预沉污泥和混凝沉淀污泥。
(1)预沉污泥预沉污泥是指预沉池或者调节池底部沉淀的污泥，主要以煤渣、砂砾等为主，粒径较大，性质相对简单。
(2)混凝沉淀污泥混凝沉淀污泥是指通过加药反应后沉淀的污泥，以煤粉、岩粉和混凝药剂为主，粒径小，化学药剂多，性质相对复杂；从调查情况来看，混凝药剂主要是聚丙烯酰胺、聚合氯化铝，少部分是铁盐。
1.2处理现状
煤矿矿井水污泥处理工艺，可分为完全工程处理、不完全工程处理、自然处理3类。完全工程处理工艺为矿井水污泥浓缩→脱水→最终处置；自然处理工艺为矿井水污泥自然沉淀或晾晒→最终处置；不完全工程处理为矿井水污泥浓缩→自然晾晒或沉淀→最终处置或者是部分矿井水污泥采用完全工程处理，部分自然处理。从表1可以看出，在受调查的56座煤矿中，采用完全工程处理的占66%以上，脱水工艺以板框压滤和带式压滤为主，其中有4座煤矿是将矿井水煤泥排入选煤厂，通过选煤厂的板框压滤机处理；自然处理也占26%以上，仅有1座煤矿采用矿井水井下处理，无煤泥产生。

最终处置方式主要有掺入地销煤、作为燃料、注浆、作为建材添加剂等，具体如表2所示。在参与调查的56座煤矿中，有20座煤矿的煤泥最终处置方式是明确的，其中提供给当地群众作为低品位燃料占55%；由企业集团统一处理作为水泥、砖瓦添加剂等占25%；另有2家掺入地销煤；淮南矿区某煤矿矿井水污泥不做处理，与黄土混合后作为注浆原料；丰沛矿区某煤矿处理后的矿井水污泥量较少，与生活污泥一起作为农肥。

1.3处理效果
矿井水污泥采用完全工程处理的37家煤矿中，处理效果较好的有14家，其中11家为板框压滤；处理一般的有19家，其中13家为带式压滤；处理较差的有4家，离心脱水和带式压滤各2家，见表3。

离心脱水后的煤泥含水率较高，如泥浆状，图1(a)为离心脱水后经过一段时间风干的煤泥，整体效果较差，无法运输；大部分原来设计的离心脱水机都因为处理效果差而改成了板框压滤机或带式压滤机。板框压滤的泥饼含水率最低，如图1(b)所示，整体效果较好；但存在压板不紧，泥浆四溅的情况，部分手动拉板，劳动强度大。带式压滤产生的泥饼比较细碎，部分含水率较高，需要风干后才能运输，图1(c)为短暂风干后的泥饼；带式压滤机对污泥调理要求较高，存在滤带跑偏、跑泥漏泥、脱水效率低等问题。不完全工程处理和自然处理的污泥通过自然晾晒或沉淀可以达到较低的含水率，满足运输要求；但是存在占地面积大，二次污染严重等问题。

2.存在问题
(1)矿井水处理缺少污泥处理工序部分矿井水处理厂无污泥处理工序，有的将污泥排入选煤循环水，含有的混凝剂造成选煤效率较低；有的排入选煤厂煤泥处理系统，由于污泥浓度低造成选煤厂污泥脱水系统故障，被迫进行矿井水处理改造，增加污泥处理工序。
(2)不完全工程处理和自然处理占地面积较大，二次污染严重
自然沉淀和自然晾晒都需要较大面积，表层风干后粉尘随风飞扬；人工清挖效率较低，煤泥抛洒严重，造成二次污染，影响周边环境。
(3)污泥脱水工艺、设备选择不合理
由于矿井水污泥的特殊性，以及相关研究的欠缺，大部分工程设计套用市政给水污泥或者污水污泥的参数，造成脱水效果较差，影响运行及最终处置；部分板框压滤为手动拉板，人工除泥，劳动强度大，工人劳动积极性不高，处理效果大打折扣。
(4)缺乏相应标准规范、疏于管理
污泥处理处于矿井水处理的末端，缺乏相应的标准规范，运行管理权责不清，不能充分发挥处理设施的作用。
(5)煤泥最终处置和利用途径有限
煤泥掺入地销煤会增加灰分、降低热值，由于市场变化掺入地销煤的处置数量越来越少，大部分无偿提供给当地群众作为低品位燃料，存在对环境再次污染的可能。
3.解决对策
(1)加强针对性技术研究及设备开发通过对矿井水污泥组成特点、脱水性能的研究，指导污泥脱水工艺设计和设备选型，改善污泥脱水设备的处理效果，开发适合煤矿矿井水污泥处理的新工艺、新设备。
(2)提高自动化程度，减轻劳动强度通过提高污泥脱水设备的自动化程度，尤其是减少手动拉板式板框压滤机的使用，减轻劳动强度，提高工人的劳动积极性，改善现有污泥脱水设备的安全管理理念处理效果。
(3)完善标准，科学管理完善煤炭工业污染物排放标准体系，增加对固体废弃物的排放要求，使得运行管理有标准可依，权责分明。
(4)提高认识、改变观念、变废为宝矿井水污泥作为矿井水处理的最终产物，应该归入固体废弃物处理与处置领域，按照无害化、减量化和资源化利用的要求，深入挖掘煤泥资源化利用的途径和环境友好的最终处置方法，加大作为工业燃料、灌浆材料和建材添加剂等资源化利用方式的研究和应用力度。
(5)加强政策引导
政策上应该加强引导和监督，推广对环境友好的矿井水全过程处理方法；而不是简单的污染物迁移或转移。
4.结语
煤矿矿井水处理与资源化利用技术已经相对成熟，而矿井水污泥处理技术一直是其中的短板。主要表现为污泥处理工艺缺失或不完善，二次污染严重；污泥处理设备选型不当，处理效果不理想；标准规范不健全，运行管理不善；煤泥的最终处置和利用途径有限等。今后应该加强针对矿井水污泥的基础研究，为工艺设计、设备研制提供理论依据与技术支撑；完善相关标准规范，为科学管理提供依据；改变观念，加强煤泥资源化利用方面的研究与应用；通过政策引导，推广对环境友好的矿井水全过程处理方法。