司馬煤礦礦井水處理提標(biāo)改造工藝概述

張沛沛

(山西潞安集團(tuán)司馬煤業(yè)有限公司，山西 長(zhǎng)治 047105)

引 言

為落實(shí)長(zhǎng)治市政府《長(zhǎng)治市水污染防治2017年行動(dòng)計(jì)劃》(長(zhǎng)政辦發(fā)〔2017〕77號(hào))中“全市所有煤礦礦井水排放達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)”和《長(zhǎng)治市水污染防治2018年行動(dòng)計(jì)劃》(長(zhǎng)政辦發(fā)〔2018〕34號(hào))對(duì)煤礦礦井水提出的“煤礦外排礦井水化學(xué)需氧量、氨氮、總磷、氟化物、石油類五項(xiàng)主要污染物達(dá)地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)”的提標(biāo)改造工作要求，針對(duì)司馬礦井水處理站目前工藝及現(xiàn)狀，進(jìn)行優(yōu)化和提升，使設(shè)計(jì)方案在原有基礎(chǔ)之上，工藝路線及設(shè)備具備國內(nèi)超前的水平，出水設(shè)計(jì)指標(biāo)比原有系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)提高許多。

1 司馬煤礦井水原有處理系統(tǒng)介紹

司馬煤業(yè)礦井水處理站始于2005年3月開工建設(shè)，9月土建工程及設(shè)備安裝完畢并初步調(diào)試完成。初建時(shí)采用一級(jí)處理，設(shè)計(jì)處理能力為300 m3/h，工程工藝流程為：井下排水→調(diào)節(jié)池→污水提升泵→機(jī)械(混凝)反應(yīng)池→豎流式(斜管)沉淀池→中間水池→中間水泵→無閥濾池→出水池。

2009年10月為提高處理出水水質(zhì)，增建了一套礦井復(fù)用水深度處理裝置，增建工程設(shè)計(jì)處理能力為120 m3/h，增建工程后工藝流程為：靜壓水池→過濾水泵→多介質(zhì)過濾器→精密過濾器→出水池。

2 提標(biāo)改造工程的處理工藝

2.1 提標(biāo)改造工藝流程說明

礦井水處理站改造仍以“絮凝+沉淀+過濾”為主工藝，進(jìn)一步優(yōu)化，選擇設(shè)計(jì)更加具備技術(shù)性和前瞻性的“全自動(dòng)等離子相變過濾裝置”及“高效反硝化設(shè)備”，省水節(jié)電、功耗小、無二次污染產(chǎn)生、針對(duì)性強(qiáng)，解決了利用反滲透方法產(chǎn)生大量廢水，二次污染無法排放的問題。

礦井井下污水通過設(shè)在井下的提升泵提升到地面的礦井水處理站的調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池內(nèi)安裝有渦流混合攪拌機(jī)，避免煤泥的沉積，調(diào)節(jié)池污水由潛污泵提升并投加混凝劑和絮凝劑，經(jīng)高效反射混合器混合，進(jìn)入機(jī)械(混凝)反應(yīng)池和豎流式(斜管)沉淀池，通過混合、反應(yīng)、混凝、沉淀、懸浮澄清工藝處理，豎流式(斜管)沉淀池上清液自流進(jìn)入中間水池，經(jīng)中間水池加壓泵加壓通過多介質(zhì)過濾器過濾出水，出水水質(zhì)排放執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，供井下消防灑水、地面防塵灑水、綠化等。設(shè)備污泥排入污泥濃縮池，進(jìn)入原污泥脫水處理系統(tǒng)。

提標(biāo)改造工程的處理系統(tǒng)從中間水池取水加壓，通過高效等離子復(fù)合過濾器后，再通過高效反硝化裝置去除氨氮、總氮、有機(jī)物等污染物，達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)中的Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，排入地表水域。

2.2 新舊工藝流程對(duì)比(見第218頁圖1和圖2)

2.3 提標(biāo)改造新增設(shè)置的工藝設(shè)備技術(shù)介紹

2.3.1 高效反硝化裝置

為使氧化劑與被處理水的充分接觸，使氧化徹底進(jìn)行，氨氮完全氧化成氮?dú)鈴乃幸绯?。除氨氮裝置設(shè)計(jì)為三級(jí)混合反應(yīng)區(qū)、解析脫氣區(qū)和溢流收水區(qū)。通過中間水池提升泵將被處理的水首先流經(jīng)射錐混合器。射錐混合器對(duì)投加次氯酸鈉非常有效的使處理水體實(shí)現(xiàn)瞬間混合的理想設(shè)備。原水在進(jìn)入高效反硝化裝置時(shí)，首先進(jìn)入裝置底部的配水區(qū)，進(jìn)水設(shè)計(jì)為一側(cè)進(jìn)水，穿孔管布水的方式，確保進(jìn)水布水均勻，每個(gè)微孔水流以一定的流速噴出，確保系統(tǒng)水流的均勻性。本裝置應(yīng)具有處理效果好，不耗水，動(dòng)力消耗省，占地面積小，節(jié)水、節(jié)電等優(yōu)點(diǎn)。

圖1 司馬煤業(yè)礦井水處理工藝圖(提標(biāo)前)

圖2 司馬煤業(yè)礦井水處理工藝圖(提標(biāo)后)

2.3.2 全自動(dòng)等離子相變過濾裝置

WYLV系列全自動(dòng)等離子相變過濾裝置核心技術(shù)是表面復(fù)合納米材料的高效纖維，該過濾技術(shù)是一種結(jié)構(gòu)先進(jìn)、性能優(yōu)良的過濾、吸附方式，獲得過環(huán)保部“最佳實(shí)用技術(shù)”推廣項(xiàng)目。

全自動(dòng)等離子相變過濾裝置能夠有效地去除水中的懸浮物及氨氮，并對(duì)水中的有機(jī)物、膠體、鐵、錳等有明顯的去除作用。全自動(dòng)等離子相變過濾裝置具有以下先進(jìn)性：

1) 過濾精度高，水中懸浮物的去處可接近99%,處理濁度出水可小于1個(gè)NTU；

2) 除氨氮功能，過濾雜質(zhì)的同時(shí)可有效去除部分污水中的氨氮；

3) 過濾速度快，一般為40 m/h，最大可以達(dá)到80 m/h；

4) 截污容量大，一般為10 kg/m3～15 kg/m3，是傳統(tǒng)過濾裝置的2倍～4倍；

5) 占地面積小，制取相同的水量，占地僅為傳統(tǒng)過濾裝置的1/4～1/3；

6) 省水省電，反洗再生水僅為周期制水量的0.5～2%，一般情況下可用原水清洗，用過濾完的水清洗效果更好，電機(jī)功耗?。?/p>

7) 使用壽命長(zhǎng)，濾元濾材壽命不小于10年，一次添加使用十年以上；

8) 聯(lián)合反洗，反沖時(shí)，無需特別高壓力的反沖水，大于0.5 kg即可，壓力高反沖效果更佳，一般為了徹底洗凈，需要空氣配合擦洗。

3 監(jiān)測(cè)及達(dá)標(biāo)情況

提標(biāo)改造工程于2017年12月開工建設(shè)，2018年4月初工程完工。提標(biāo)改造項(xiàng)目工程完成經(jīng)調(diào)試正常后，委托有資質(zhì)的環(huán)境檢測(cè)有限公司進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)報(bào)告表明，本次礦井污水提標(biāo)改造后，出水水質(zhì)滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)表1中地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值Ⅲ類限值的要求，達(dá)到了長(zhǎng)治市政府《長(zhǎng)治市水污染防治2018年行動(dòng)計(jì)劃》(長(zhǎng)政辦發(fā)〔2018〕34號(hào))對(duì)煤礦礦井水提標(biāo)改造工作的要求。