煤矿矿井水处理工程存在的问题及对策

Posted 2023-01-12 水处理

篇首语：发光并非太阳的专利，你也可以发光。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处理工程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。

为了掌握煤矿矿井水处理工程现状，对我国北方30余座矿井水处理站进行了调研分析。结果表明，矿井水处理选用工艺合理，技术成熟。但是，矿井水处理工程良莠不齐，存在不少问题，主要有：调节池没有起到良好的调节和预沉作用、一体化净水器处理效果差、土建和安装工程质量较差、消毒系统和污泥脱水系统运行的较少、自动化程度不高、运行管理水平有待提高。通过分析总结，提出了加强建设监理、提高综合管理水平等对策，这对改善矿井水处理运行效果和提高工程质量具有重要的现实意义。
近年来，在国家“十一五"纲要和发改委《矿井水利用专项规划》的政策指引下，经过煤炭环保工作者的共同努力，不同矿区因地制宜地选择矿井水利用的发展方向，较大程度地提高了矿井水的处理利用率，某些矿区矿井水的处理利用率达到90%以上。然而，从运行效果上看，这些矿井水处理工程良莠不齐，有些工程项目质量较差，未能达到预期设计标准。笔者先后调研了山西、河北、河南以及内蒙古等地的30余座矿井水处理站，对煤矿矿井水处理工程的处理效果进行了分析总结，找出问题，并提出改进措施。
1.矿井水处理工艺现状
我国矿井水作为水资源开发利用已历时近40年，主要类型(含悬浮物、高矿化度和酸性)的矿井水处理工艺基本成熟。含悬浮物矿井水又称常规矿井水，处理工艺流程一般为：矿井水→调节池→提升泵→反应沉淀池(或澄清池)→过滤→消毒→回用[3，4]，将过滤器中的滤料更换为锰砂，可用于高铁锰矿井水处理。对于高矿化度矿井水的处理与回用，预处理工艺同常规矿井水，其关键是除盐，目前常用的除盐工艺是反渗透技术[6，7]。酸性矿井水主要是采用石灰或氢氧化钠加药中和。矿井水处理后的消毒方法主要采用二氧化氯或隔膜电解食盐产生氯气等混合气体消毒方式。统计了38座矿井水处理站，针对悬浮物去除的单体构筑物选型情况如表1、2所示。

由表1、2可以看出，矿井水处理的主要工艺是反应/沉淀/过滤，占到近60%，其中反应池以穿孔旋流或隔板反应池为主，沉淀池以斜管沉淀池为主，滤池中无阀滤池占到一半多。这些构筑物经济实用，适于规模较小的矿井水处理，总体上矿井水处理选用工艺合理、技术成熟。
2.矿井水处理工程存在的问题
根据调研结果可知，煤矿矿井水处理工程主要存在以下问题：
①调节池没有起到良好的调节和预沉作用
由于煤矿生产的特殊性，矿井水排放水质和水量变化较大，大部分矿井排水是在每天的用电低峰，排水时间集中在3～4h，因此矿井水排出口都设有一个较大的调节池。但是，现场情况是调节池容积不够大，有的没有考虑排泥设施，有的排泥不畅，长期以来污泥占用了大部分空间，调节池未起到良好的调节和预沉作用，严重影响到后续处理工序的稳定运行。
②一体化净水器处理效果差
一体化净水器是集反应、沉淀和过滤于一体，具有占地面积小、上马快等优点，但是由于一体化净水器的设计参数选取不当，致使处理水量通常只能达到设计水量的50%左右，水质经常出现不合格。调研中六家采用一体化净水器的只有一家运行良好。
③土建和安装工程质量较差
现场调研发现，矿井水处理工程的土建和安装质量较差，某些处理站的池体渗水、构筑物表面粗糙、设备管道安装不规范，有些直接影响到处理效果。
④消毒系统大都未运行
由于矿井水处理后大都回用于工业生产，消毒系统基本上未得到有效运行，这里存在一个错误观念，认为矿井水处理后回用于工业可以不消毒。实际上污水再生处理回用于工业也应考虑消毒，如用于井下防尘就必须进行消毒处理。
⑤污泥处理存在较多问题
近半数的矿井水处理站污泥系统未运行，其中脱水设备的问题较多。根据现场情况，矿井水处理后污泥脱水设备主要有三类：板框压滤机、带式压滤机和离心脱水机。其中离心脱水机效果最差，脱水污泥含水率较高，运输困难。板框压滤机在煤炭洗选行业应用非常广泛，其问题是操作复杂，污泥脱水处理效率较低。带式压滤机又分为两大类：普通尼龙带式和新型立毛带式，其中普通尼龙带式抓泥效果较差；新型立毛带式应用效果良好，但因价格较高，实际应用还较少。
⑥自动化程度不高
目前，大部分矿井水处理站的运行均为手动操作，不仅工人劳动强度大，而且影响运行效果。例如，加药系统的手动操作，加药量控制不当，对处理效果影响较大。
⑦运行管理水平有待提高
许多新建矿井水处理站工人是新招的，包括管理人员也是刚刚进入水处理领域，对水处理的基本原理了解较少，不利于处理系统的管理和提高处理效率。另外，某些矿井水处理站办公条件较差，特别是缺少必要的分析仪器和器皿，影响到高效的运行管理。
3.对策
①改善调节池排泥系统，提高其预沉作用
针对矿井水排放水质及水量变化较大的特点，设计阶段应充分考虑设计容积较大的调节预沉池，使整个水处理系统有较好的耐冲击负荷能力。对于已应用的工程，应改善调节池的排泥系统，及时排泥，提高调节池的预沉作用。如果没有排泥系统，则应采取相应措施，如在调节池内曝气以防污泥沉积，同时加强沉淀池的排泥，保证后续工序的稳定运行。
②加强建设监理，保证工程质量
矿井水处理土建和安装工程质量较差的主要原因是工程转包、施工企业素质较差以及监理不到位，因此要加强施工管理，尽量减少转包，选择素质较高的专业施工单位，严格监理，才能保证工程质量。
③进行职工培训，提高综合管理水平
对于新建矿井水处理站，应由厂家或请专业人员对运行管理人员进行必要的培训，包括建立必要的分析化验室，这对良好的运行管理非常重要。建议在有条件的情况下尽量实现自动控制。加强设备管理，如消毒设备要定期维护，保证设备的完好性，在特殊时期(如流行病蔓延)能达到应急处理；对于污泥脱水设备，有条件的尽量选取先进的适合于矿井水污泥脱水的设备(如新型立毛带式压滤机)，已有设备需与设备厂家积极配合进行完善，另外自身应加强设备维护管理。总之，增强职工对矿井水处理的基本知识、提高设备的自动化程度和综合管理水平，是改善矿井水处理站运行效果的内在因素。
4.结语
我国矿井水资源开发利用历时近40年来，矿井水处理选用工艺合理，技术成熟。但是，矿井水处理工程良莠不齐，存在不少问题，如调节池没有起到良好的调节和预沉作用、一体化净水器处理效果差、土建和安装工程质量较差、消毒系统及污泥脱水系统运行的较少、自动化程度不高、运行管理水平有待提高。解决对策有：改善调节池排泥系统，提高其预沉作用；加强建设监理，保证工程质量；进行职工培训，提高综合管理水平。