梅花井煤礦礦井水處理站污泥處理系統(tǒng)的改造研究

岳許輝，姚 榮，趙俊達(dá)

（1.國家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)有限責(zé)任公司梅花井煤礦，寧夏銀川 750000；

2.中煤科工集團(tuán)唐山研究院有限公司，河北唐山 063000）

1 梅花井煤礦礦井水處理站現(xiàn)狀

梅花井礦井水處理站出水懸浮物濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，礦井水處理站出水懸浮物濃度大于62mg/L，不滿足《煤炭工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的采煤廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。

針對此問題，梅花井煤礦對礦井水處理站進(jìn)行改造，改造后的預(yù)處理工藝流程為：井下原水→預(yù)沉調(diào)節(jié)池1 600m3→調(diào)節(jié)池4 000m3→提升泵房→高效微砂循環(huán)水處理設(shè)備（400m3/h，2套）→清水池→外排水泵→煤化工水處理站深度處理。同時增加污泥壓濾系統(tǒng)，污泥處理工藝為預(yù)沉調(diào)節(jié)池排泥和高效微砂循環(huán)水處理設(shè)備排泥自流至污泥池，通過螺桿泵提升至污泥濃縮罐進(jìn)行濃縮處理后再經(jīng)螺桿泵提升至帶式壓濾機(jī)進(jìn)行壓榨濃縮后外運(yùn)。

圖1 礦井水處理站處理工藝流程圖

2 目前存在的問題

1）預(yù)沉調(diào)節(jié)池分兩格，單格容積800m3，目前，因出水管路未設(shè)置閥門，無法實(shí)現(xiàn)切換使用。

2）預(yù)沉調(diào)節(jié)池上部設(shè)2臺HJG-8型軌道行走絎車式泵吸排泥機(jī)，配吸泥泵2臺，Q=10m3/h，功率2×5.5kW，單格池體寬8m，安裝兩臺吸泥泵，吸泥泵吸泥半徑2m，24h 運(yùn)行。目前，由于絎車式泵吸泥機(jī)未實(shí)現(xiàn)24h 運(yùn)行，同時泵吸泥機(jī)的實(shí)際吸泥半徑僅為1m，造成預(yù)沉調(diào)節(jié)池污泥淤積，絎車式泵吸泥機(jī)無法正常運(yùn)行。

3）預(yù)沉調(diào)節(jié)池污泥由絎車式泵吸排泥機(jī)提升后，沿地面明溝自流進(jìn)入污泥暫存池。地面明溝設(shè)計(jì)坡度i=0.005，由預(yù)沉調(diào)節(jié)池至污泥池溝長66m，污泥沿明溝自流不暢，且冬季低溫存在結(jié)凍風(fēng)險。地面明溝起端溝底標(biāo)高-0.500m，至污泥暫存池溝底標(biāo)高-0.830m。受進(jìn)水口影響，污泥暫存池最高液位為-0.330m，污泥暫存池地上部分無法利用。由于明溝排泥造成污泥暫存池的容積偏小，不具備調(diào)節(jié)作用。污泥量增大時，導(dǎo)致污泥濃縮池負(fù)荷增加，有效停留時間減短，濃縮池出水含水率高，污泥壓濾機(jī)工作大大降低。

4）污泥螺桿泵和帶式壓濾機(jī)性能不匹配，現(xiàn)場設(shè)置旁通管接入污泥濃縮池，造成上清液渾濁回流至原有調(diào)節(jié)池，影響污泥的正常濃縮。

3 改造方案

針對以上存在的問題，對梅花井煤礦礦井水處理站污泥系統(tǒng)進(jìn)行改造，主要改造內(nèi)容為：預(yù)沉調(diào)節(jié)池出水管路改在、預(yù)沉調(diào)節(jié)池絎車式泵吸排泥機(jī)改造、污泥池改造、污泥螺桿泵旁通管改造和污泥池新增溢流管改造。

3.1 預(yù)沉調(diào)節(jié)池出水管路改造

預(yù)沉調(diào)節(jié)池兩格出水管路為De630，管中心標(biāo)高-0.400m，出池體3m 后合并為一趟De630管路。目前，因出口未安裝閘板閥門，無法實(shí)現(xiàn)預(yù)沉調(diào)節(jié)池兩格切換使用，可采取下述措施進(jìn)行改造：

人工開挖原有調(diào)節(jié)池出水管路，在調(diào)節(jié)池出水口處增加一座閥門井，出水管上安裝2個管路控制閥門，如圖2所示。

圖2 增設(shè)閥門示意圖

3.2 預(yù)沉調(diào)節(jié)池絎車式泵吸排泥機(jī)改造

現(xiàn)有絎車式泵吸排泥機(jī)，單格配吸泥泵2臺，Q=10m3/h，功率2×5.5kW，單格池體寬8m，實(shí)際運(yùn)行中未24h 運(yùn)行，吸泥泵吸泥半徑小，絎車式泵吸排泥機(jī)無法正常運(yùn)行，可采取下述措施進(jìn)行改造：

（1）可通過更換單格內(nèi)的吸泥泵，將2臺流量10m3/h、功率2×5.5kW 的吸泥泵更換為4臺流量9m3/h、功率1.1kW 的吸泥泵，使單臺吸泥泵的吸泥半徑變?yōu)?m，如圖3所示。

（2）原有絎車吸泥泵安裝桁架僅為兩個，需增加吸泥泵安裝桁架。（3）增加管路控制閥門。

圖3 改造吸泥泵吸泥半徑示意圖

3.3 污泥池改造

預(yù)沉調(diào)節(jié)池西側(cè)清水池目前閑置，尚未使用。平面尺寸13.9×6.9m，池深4m，為鋼筋混凝土地下式結(jié)構(gòu)，有效容積為360m3。可采取下述措施進(jìn)行改造：

（1）將該清水池改造為污泥暫存池，因高效澄清設(shè)備污泥管路較污泥暫存池頂有600mm 的高度，將高效澄清設(shè)備污泥管由原來的地溝自流進(jìn)去污泥暫存池的形式改造為管路自流池頂進(jìn)入，廢棄原有排泥地溝。

（2）新增污泥螺桿泵，通過液位自動控制啟閉，將該池污泥提升至現(xiàn)有污泥濃縮池。

（3）增設(shè)潛水?dāng)嚢柙O(shè)備，防止污泥的淤積。主要工藝設(shè)備如下：

①預(yù)沉調(diào)節(jié)池De315污泥管路改造長度約40m。

②新增污泥螺桿泵2臺，1用1備。配套污泥輸送管路可采用De225鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯塑料復(fù)合管，長度約100m。

③清水池內(nèi)新增4臺攪拌機(jī)。

④高效澄清設(shè)備De110污泥管采用鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯塑料復(fù)合管，長度約30m。

⑤在清水池池體開孔，對污泥池洞口進(jìn)行封堵。

3.4 污泥螺桿泵旁通管改造

因污泥螺桿泵和帶式壓濾機(jī)性能不匹配，現(xiàn)場設(shè)置旁通管路接入污泥濃縮池，多余污泥通過旁通管路從池頂進(jìn)入污泥濃縮池，沖擊濃縮池上清水，造成上清水渾濁回流至原有調(diào)節(jié)池，可采取下述措施進(jìn)行改造：

（1）將污泥螺桿泵改造為變頻控制，使螺桿泵與壓濾機(jī)相匹配。

（2）拆除原有旁通管路路，消除對濃縮池上清水的沖擊。

3.5 污泥池新增溢流管改造

目前污泥濃縮池有效容積180m3，帶式壓濾機(jī)處理能力30～60m3/h，若涌水量突然增加，導(dǎo)致污泥負(fù)荷增大，污泥處理設(shè)備檢修期間的安全運(yùn)行無法保障，可采取下述措施進(jìn)行改造：

在污泥池上部開孔，重新安裝出水管至調(diào)節(jié)池，作為污泥池的溢流管路，管道做保溫處理，保證設(shè)備檢修期間的安全運(yùn)行。

4 結(jié)論

本文結(jié)合實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對梅花井煤礦礦井水處理站目前的現(xiàn)狀進(jìn)行了研究，取得了如下效果：

1）預(yù)沉調(diào)節(jié)池實(shí)現(xiàn)切換使用，涌水量增大時最大使用體積可達(dá)1 600m3。

2）吸泥泵有效吸泥半徑由2m 增大至8m，解決預(yù)沉調(diào)節(jié)池污泥淤積現(xiàn)象，減少人工清泥的工程量。

3）最大能力發(fā)揮壓濾機(jī)作用，減輕后續(xù)污泥濃縮、壓濾的壓力，從而實(shí)現(xiàn)良好的運(yùn)行處理效果。