1煤礦排水水質特點及污泥處理方案

煤礦水處理Sludge Filter Press.煤礦排水分為礦井井下排水、露天礦坑內排水和疏干排水，煤礦排水水質應按實測水質資料或類似礦區已有同類工程實測水質資料設計。

1）井下排水水質特征。井下排水由井下涌水和井下生產排水組成，主要受井下采煤活動污染，水質發黑，懸浮物超標（懸浮物以煤灰為主），主要常規污染指標包括SS、油類。SS為300 ~ 3 000 mg/L；油類為1.0 ~ 20.0 mg/L。

2）內排水水質特征。露天礦坑內排水為露天坑內收集的廢水，包括地下水滲出量和大氣降水，以懸浮物為主，和井下排水水質相似，主要常規污染指標包括SS、油類。SS為600 ~ 3 000 mg/L；油類為1.0 ~20.0 mg/L。

3）疏干排水水質特征。露天礦疏干排水水質受當地的水文地質條件影響較大，應按實測資料設計，無實測資料時，可參照煤田地質勘查報告中鉆孔水質資料確定。

4）煤礦污泥特性及常規處理方式。污水處理廠污泥大致分3種：生化污泥、物化污泥、物化生化混合污泥。煤礦排水懸浮物較高，主要是隨水排至地面的煤灰，屬無機物化污泥。褐煤的密度一般為1.05～1.2 t/m3，煙煤為1.2～1.4 t/m3，無煙煤為1.35～1.8 t/m3，由煤和矸石組成的污泥，其沉降性較好，經混凝、沉淀、過濾處理后，一般懸浮物去除率80% ~90%。而且，煤泥往往含有一定的油性，煤質越好，油性越大。此外，井下排水在匯集、井下水倉儲存過程中，塊狀或大的顆粒已經沉降，很少能排至地面，少量帶至地面調節池的，也在調節池內繼續沉降下來，進入污泥脫水環節的大顆粒很少，煤泥含水率一般在95% ~ 98%左右。污泥體積大，處理比較困難，歸納來看，礦井水處理系統產生的污泥有如下4種特性：無機污泥、沉降性好、含油、顆粒小。污泥在處理上通常分為污泥脫水機工藝與污泥干化工藝2種，常規工藝為：①污泥→濃縮→消化→自然干化→最終處置；②污泥→濕污泥池→自然干化→外運；③污泥→濃縮→機械脫水→最終處置。

2煤礦污泥處理概況

近年來，隨著環境保護意識的增強，新建煤礦污泥處理逐漸采用機械脫水方式，機械脫水既減少占地，且脫水效率高，為污泥的最終處置帶來極大方便，同時減少環境的污染，但初期投資和日常運行費用較高。污泥機械脫水的方法有真空吸濾法、壓濾法和離心法等。一般情況下真空過濾脫水泥餅含水率為70%左右，壓濾脫水為45%~80%，離心脫水為80%左右。目前污泥脫水設備主要有離心機、帶式壓濾機、板框壓濾機3種，真空過濾機由于出泥含水率高、噪聲大、附屬設備多、工序復雜、運行費用高等缺點，逐漸被淘汰；板框壓濾機雖然設備價格和土建造價較高，但運行簡單，污泥脫水率高，是煤礦行業主要脫水設備，離心脫水機和帶式壓濾機污泥脫水效果也較好。

3煤礦污泥脫水設備分析

3.1帶式壓濾脫水機帶式脫水機依靠濾帶本身的張力形成對污泥層的壓榨，把污泥層中的毛細水擠壓出來，從而獲得含固量較高的泥餅，實現污泥脫水。帶式壓濾脫水機由濾帶、輥壓筒、濾帶張緊系統、濾帶調偏系統、濾帶沖洗系統和濾帶驅動系統構成，配套設置有液壓調節裝置、清洗裝置。帶式脫水機受污泥負荷波動的影響小，出泥含水率低且工作穩定能耗少、對運轉人員水平要求不高等特點。由于帶式壓濾脫水機進入國內較早，配套設備及服務比較完善，使用經驗較為豐富，具有普遍適用性，建設方較為認可。

3.2離心式脫水機離心脫水機主要由轉載和帶空心轉軸的螺旋輸送器組成，污泥由空心轉軸送入轉筒后，在高速旋轉產生的離心力作用下，立即被甩人轉轂腔內。污泥顆粒比重較大，因而產生的離心力也較大，被甩貼在轉轂內壁上，形成固體層；水密度小，離心力也小，只在固體層內側產生液體層。固體層的污泥在螺旋輸送器的緩慢推動下，被輸送到轉載的錐端，經轉載周圍的出口連續排出，液體則由堰四溢流排至轉載外，匯集后排出脫水機。離心脫水機具有噪音大及出泥口容易堵塞等缺點，優點是連續運行，對進料含水率要求較低，漿液可不經濃縮，從而節省污泥濃縮池的投資。但離心脫水機受污泥負荷的波動影響較大，對運行人員的素質要求較高，電耗大，因此一般污水處理廠尤其是大型處理廠很少采用離心脫水工藝。隨著機械制造和控制水平的提高，離心式脫水機的脫水技術在國內外有了長足進展，國內類似產品也相對較為成熟，尤其在小型污泥脫水項目中使用，可保證處理效果，且有價格優勢，可大膽選用該類國內產品。

3.3板框式壓濾脫水機板框式壓濾機是將濾板和濾框平行交替排列，通過壓緊濾板和濾框，使濾板和濾框之間構成一個壓濾室，濾餅堆積在框內濾布上，松開濾板和濾框后，泥餅從濾框內剝落下來，完成污泥脫水。板框式壓濾機一般占地面積較大，間斷式運行，勞動強度大，效率低，操作環境較差。近年來為適應污水處理的要求，壓濾、濾板移動、濾布振蕩等操作流程逐漸實現系統全自動運行，極大地改善了工作環境。選煤廠的煤泥壓濾多采用板框式壓濾機，選煤廠的煤泥水與礦井水處理系統產生的污泥從性質上來講幾乎相同，從現場反饋來看，使用效果良好。板框式壓濾機與其它類型脫水機相比，泥餅含固率最高，產生的干泥量就較少，忽略勞動強度和作業環境，從系統運行穩定可靠性考慮，板框式壓濾機應該是首選。

3.4疊螺污泥脫水機疊螺污泥脫水機是近年出現在國內市場上的一種新型設備。脫水原理是：污泥在濃縮部經過重力濃縮后，運輸到脫水部，在前進的過程中隨著濾縫及螺距的逐漸變小，以及背壓板的阻擋作用下，產生內壓，容積不斷縮小，達到充分脫水的目的。疊螺污泥脫水機的價格偏貴，處理量小，優點主要為不易堵塞、節水省電、操作安全、占地面積小、經久耐用，由于疊螺污泥脫水機進入國內市場較晚，市場占有率低，尤其在煤礦水處理領域應用較少，與常用的板框壓濾機、帶式壓濾機和離心脫水機相比，需要增加實際工程應用，才能總結出它在煤礦方面的性能特點。

4脫水設備比較及選型

4.1常規脫水設備性能對比帶式壓濾機、板框壓濾機及離心脫水機的比較見表1。

 

4.2脫水設備的選型應用根據不同型號脫水機的性能比較，結合煤礦污泥特性、運行狀況、人員素質、對泥餅的要求，以及資金成本等方面綜合考慮，才能做出合理的選擇。

我院設計的魯能寶清煤電化開發有限公司朝陽露天煤礦、賀斯格烏拉露天煤礦、神東天隆集團有限責任公司大海則煤礦、山西壽陽縣博大京魯能源有限責任公司馬尾溝煤礦，這幾個礦共同特點是為了節省工程投資，減少日常運行費用，污泥脫水設備采用帶式壓濾脫水機，實際運行反饋的信息是污泥脫水效果較好，但濾帶需經常更換，耗水量較大，操作間環境衛生較差，管理費用較高。鄂爾多斯市蒙泰范家村煤業有限責任公司范家村煤礦、山西省長子縣西南呈礦井、鄂爾多斯市伊化礦業資源有限責任公司母杜柴登礦井等采用板框式脫水機，實際運行過程中，泥餅含水率較低，設備容易堵塞，需要經常沖洗，更換設備，手動操作勞動強度較大。沈陽煤業(集團)有限責任公司紅陽三礦廢水處理工程、沈陽焦煤股份有限公司西馬煤礦、陜西延長石油集團橫山魏墻煤業有限公司魏墻礦井及選煤廠、大同煤礦集團有限責任公司馬道頭礦井等污泥脫水采用離心脫水機，主要考慮降低土建成本，節省空間，實際污泥脫水過程中，由于工人管理維護水平有限，故障率稍高，影響正常水處理運行，同時煤泥含水率大，濾液含固量高，噪音大。據了解煤礦水處理污泥脫水設備或多或少都存在一定缺陷和不足，有些是因為產品質量的問題，有些是管理的問題。煤礦的管理普遍來說相對較為粗放，而且水處理在日常管理中的重視程度不夠，往往造成系統運行不暢，甚至導致整個水處理系統建成后閑置。為提高污水污泥處理效果，設計時加強與建設方的溝通，了解建設方的使用經驗、管理方式和使用要求，針對水質特征，選擇適合于本項目的污泥脫水機是十分必要的。

5結論根據煤礦水處理自身特點，選擇適合本項目的煤泥水處理工藝及設備，是水處理中不可忽視的重要環節，關系到整個水處理系統是否能穩定運行，提高污泥脫水率，化害為利，改善環境，并可帶來一定的經濟和環境效益。

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