現階段我國普遍采用井下沉淀、地面處理手段對礦井污水進(jìn)行處理，井下水倉存在清淤工程量高、運行費用高昂、水泵磨耗嚴重等問(wèn)題。綜合分析礦井現狀，山西某礦采用磁分離水體凈化技術(shù)，對進(jìn)入到水倉前的水進(jìn)行處理，實(shí)現清水進(jìn)水倉。礦井污水處理工程建設分兩期進(jìn)行，其中前期污水處理建設能力為500m3/h。

　　一、工藝概述

　　1.1 流程概述

　　礦井生產(chǎn)污水經(jīng)過(guò)井下巷道排水溝匯聚至進(jìn)水渠后，通過(guò)在進(jìn)水渠內設置機械格柵，去除水中含有的大塊雜質(zhì)后，水流流入至預沉淀池進(jìn)行沉淀。在預沉淀池內水中重量較大雜質(zhì)得以沉積，并通過(guò)沉淀池底部污泥泵輸送至污泥池內，進(jìn)而進(jìn)行壓濾脫水。具體磁分離水體凈化技術(shù)工藝流程，如圖1所示。

　　在預沉池內經(jīng)過(guò)預處后的水體流入到混凝系統中，并添加PAM、PAC、磁種等，使得水體內的懸浮物可以在短時(shí)間內絮凝。絮凝后的水經(jīng)過(guò)磁分離機進(jìn)行固液分離，使得處理后的水體質(zhì)量滿(mǎn)足出水要求。磁分離機分選得到的煤泥進(jìn)入磁分離篩鼓，在篩鼓高速運轉作用下分離磁種與懸浮物，實(shí)現磁種循環(huán)利用。

　　1.2 水質(zhì)處理標準

　　礦井污水污染物種類(lèi)以煤、巖粉，部分無(wú)機鹽以及少量有機物。采用磁分離水體凈化技術(shù)時(shí)進(jìn)水水質(zhì)為：ρ(SS)≤1000mg/L，pH值介于6〜9;出水水質(zhì)除滿(mǎn)足《煤炭工業(yè)污染物排放標準MGB20426—2006)、《煤礦礦井水分類(lèi)MGB/T19223—2003)、《地表水環(huán)境質(zhì)量標準MGB3838—2002)中地表水3類(lèi)標準外，還應滿(mǎn)足ρ(SS)≤30mg/L。

　　1.3 污水處理系統技術(shù)參數

　　采用磁分離技術(shù)的污水處理系統一期處理能力按照500m3/h，具體的技術(shù)參數，如表1所示。

　　二、主要構筑物參數及工藝系統

　　2.1 主要構筑物參數

　　磁分離水體凈化技術(shù)使用的主要構筑物參數包括有格柵渠、沉淀池、混凝反應池、中轉池以及污泥池等，具體的各個(gè)構筑物參數，如表2所示。

　　2.2 主要水處理系統

　　混凝系統主要有PAM攪拌、PAC攪拌以及磁種添加設備。PAM、PAC以及磁種3種物質(zhì)從3個(gè)位置分別添加到水體內，最后通過(guò)槳葉式攪拌機混合均勻發(fā)生絮凝反應;磁分離系統包括有磁分離機、磁分離鼓篩以及磁種投放設備，實(shí)現絮凝團分離，磁種回收利用;加藥系統主要包括制備箱、計量泵、閥門(mén)、攪拌機以及儲液箱等，主要用以添加PAM、PAC藥劑。

　　2.3 控制系統

　　控制系統工作程序包括有PAC、PAM藥劑制備與添加、機械格柵雜質(zhì)去除、預沉池排污泵自動(dòng)控制、板框壓濾機自動(dòng)控制以及水質(zhì)自動(dòng)監控系統等?？刂葡到y內布置一臺工控機，可以顯示系統內的各個(gè)設備運行、水質(zhì)、水位以及流量等，并參與設備運行。根據水質(zhì)、液位以及流量等參數對設備的開(kāi)啟、加藥量等進(jìn)行動(dòng)態(tài)調整?？刂葡到y控制方式分為遠程集中控制以及現場(chǎng)配電柜控制兩種方式。當配電柜出現故障時(shí)，操作人員可以采取操控配電柜上按鈕實(shí)現對設備開(kāi)、?？刂?。

　　三、應用效果

　　在井底車(chē)場(chǎng)靠近中央水泵房位置處布置污水處理站，實(shí)現礦井污水的就近處理?，F污水處理站已平穩運行接近1.5a。采用的污水處理系統總功率為119kW，運行功率為83kW，包括有PAM、PAC制備及加藥系統、預沉淀排泥系統、混凝超磁系統以及壓濾脫水系統等?，F場(chǎng)安裝的儀表、設備包括有液位傳感器(GUCS10)、流量計(LCM127)、電磁閥以及在線(xiàn)濁度儀。監控系統監測到的污水處理系統運行狀態(tài)通過(guò)礦井布置的工業(yè)環(huán)網(wǎng)傳輸至地面監控中心。

　　3.1 處理效果

　　相對于傳統采用的重力沉淀污水處理方式，采用磁分離水體凈化技術(shù)后污染物分離時(shí)間從30min以上降低至3min，分離速度顯著(zhù)提升，同時(shí)污水分離效果更為明顯，水體中懸浮物出去率可以達到90%以上。

　　磁分離篩鼓分離得到的污泥含泥率高于70g/L，遠大于傳統重力沉淀得到的污泥含泥量(10g/L)，含水率更低。得到的污泥可以不經(jīng)濃縮直接壓濾，簡(jiǎn)化了污泥處理流程，降低污水處理費用?，F場(chǎng)應用表明，采用的處理能力為500m3/h的磁分離水體凈化系統每年可以回收污泥量約5000t。

　　3.2 運行費用

　　采用磁分離水體凈化技術(shù)后，僅僅需要投加常規的PAM、PAC藥劑以及磁種，磁種可以實(shí)現循環(huán)利用，不需要額外投入加快水體內污染物絮凝的藥劑。藥劑使用量?jì)H為常規處理方法的40%〜50%，大幅降低藥劑使用費用，預計每年節省藥劑費超過(guò)30萬(wàn)元。經(jīng)過(guò)處理后的水可以直接用以井下噴霧降塵、灑水等工作，降低了水泵運行費用。

　　3.3 維護管理

　　常規污水處理工藝下，井下水倉容易積聚污泥，需要每隔一段時(shí)間對污泥進(jìn)行清理，存在勞動(dòng)強度大、工作環(huán)境惡劣，不安全因素多等問(wèn)題。采用磁分離水體凈化技術(shù)后，流入到水廠(chǎng)內的污泥量顯著(zhù)降低，后期的水倉污泥清理工作量大幅度降低。同時(shí)磁分離水體凈化技術(shù)具有自動(dòng)化程度高、可靠性強、系統結構簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，不需要對設備組件經(jīng)常更換，后期維護管理成本低。設備運行1年多以來(lái)，除去正常保養外，設備未發(fā)生過(guò)故障。

　　四、結語(yǔ)

　　磁分離水體凈化技術(shù)相對于傳統的污水處理技術(shù)大幅度提升了礦井污水處理能力，降低了污水處理投入，提升了水資源利用率。該項技術(shù)在礦井應用實(shí)踐中在污水處理效果、經(jīng)濟性以及可靠性等方面均表現出顯著(zhù)優(yōu)勢，具有一定的推廣應用價(jià)值。（ >

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