一體化水處理系統(tǒng)排泥閥在線檢測(cè)裝置改造優(yōu)化

朱紹文 李欽才 張維朔

（兗州煤業(yè)公司濟(jì)寧二號(hào)煤礦，山東 濟(jì)寧 272072）

濟(jì)寧二號(hào)煤礦一級(jí)凈水站一體化礦井水處理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)日處理規(guī)模為20000m3,總裝機(jī)功率為107.6kW。該系統(tǒng)綜合運(yùn)用嵌入式攪拌、高效絮凝、多級(jí)沉淀、陶粒過(guò)濾、壓風(fēng)反沖等多項(xiàng)水處理工藝，并裝備出水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)裝置[1]，實(shí)時(shí)在線監(jiān)控排泥的頻率。在礦井水處理過(guò)程中，及時(shí)有效的排泥作業(yè)能大幅度減少甚至消除水體中的污泥，降低COD含量，進(jìn)而確保礦井水出水達(dá)標(biāo)。

1 存在問(wèn)題

一體化礦井水處理系統(tǒng)的排泥環(huán)節(jié)由4組8個(gè)集泥斗及其電控液壓閥門(mén)組成，集泥斗收集礦井水處理過(guò)程中沉降的污泥，崗位操作人員通過(guò)操作集泥斗的液壓閥門(mén)，將集泥斗內(nèi)的污泥排放至污泥池內(nèi)，然后輸送至選煤廠壓濾車(chē)間進(jìn)行壓榨，形成煤泥餅。

由于排泥閥只是單純的液壓閥門(mén)，沒(méi)有配套的監(jiān)控裝置，排泥的時(shí)間和間隔無(wú)法進(jìn)行有效統(tǒng)計(jì)，排泥作業(yè)缺乏有效的指導(dǎo)和數(shù)據(jù)支撐。崗位操作人員在排泥作業(yè)操作過(guò)程中存在較大的隨意性和盲目性，在礦井水水質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，仍然采用相同的時(shí)間間隔排放，致使礦井水中污泥不能得到及時(shí)有效的排出，礦井水外排部分的水質(zhì)無(wú)法得到保證。因上述原因，多次排污泥不當(dāng)導(dǎo)致外排水質(zhì)超標(biāo)，造成了較大的社會(huì)影響和環(huán)境影響。

2 改造方案

濟(jì)寧二號(hào)煤礦決定在一體化水處理系統(tǒng)排泥閥上安設(shè)在線監(jiān)測(cè)裝置和集泥斗泥量界面儀，以實(shí)現(xiàn)對(duì)每次污泥排放的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄，用于監(jiān)督和督促崗位操作人員根據(jù)礦井水水質(zhì)變化及界面儀顯示的煤泥量百分比，來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)整排放污泥的頻率與時(shí)間。

具體改造方案如下：

在一體化水處理系統(tǒng)下各集泥斗電動(dòng)液壓閥門(mén)處安裝接近行程開(kāi)關(guān)（負(fù)責(zé)采集閥門(mén)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)）和接近開(kāi)關(guān)(負(fù)責(zé)采集閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)間)，采集閥門(mén)的開(kāi)閉信號(hào)，并將該信號(hào)輸送至PLC模塊，數(shù)據(jù)經(jīng)處理后通過(guò)工控機(jī)上的“組態(tài)王”軟件將各個(gè)閥門(mén)的開(kāi)閉狀態(tài)、開(kāi)閉時(shí)間及時(shí)間間隔進(jìn)行顯示，實(shí)現(xiàn)對(duì)每次污泥排放的實(shí)時(shí)記錄。如圖1、圖2所示。

圖1 閥門(mén)改造示意圖

圖2 改造原理圖

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

3.1 制定操作方法規(guī)定

操作人員根據(jù)系統(tǒng)界面儀顯示的百分比來(lái)確定排泥的時(shí)間和頻率。當(dāng)煤泥的積存量達(dá)到50%時(shí)進(jìn)行排泥一次，時(shí)間為30s，達(dá)到70%時(shí)排泥時(shí)間為45s，達(dá)到90%以上時(shí)排泥兩次，每3min排1次，每次40s。

3.2 建立排泥管理制度

車(chē)間技術(shù)人員根據(jù)井下水質(zhì)的變化情況及前期該系統(tǒng)的排泥記錄情況，制定了詳細(xì)的排泥管理制度。

3.3 形成電子統(tǒng)計(jì)記錄

該系統(tǒng)具有信號(hào)靈敏、數(shù)據(jù)傳送顯示及時(shí)、安全可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)，全面準(zhǔn)確地記錄了每班排泥的排泥閥門(mén)編號(hào)、排泥開(kāi)始時(shí)間、排泥結(jié)束時(shí)間、排泥時(shí)間間隔等數(shù)據(jù)[2]。

3.4 應(yīng)用前景

鑒于該系統(tǒng)在濟(jì)二煤礦應(yīng)用良好，目前在兗州煤業(yè)下屬其他部分礦井已進(jìn)行推廣應(yīng)用，提高了兗礦集團(tuán)礦井水處理系統(tǒng)排泥工藝環(huán)節(jié)的現(xiàn)代化程度。

4 產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益

礦井水污泥以煤泥為主要成分，本礦礦井水污泥排放至選煤廠濃縮池，經(jīng)過(guò)濃縮沉降后，輸送至壓濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾、壓榨，形成煤泥濾餅對(duì)外銷(xiāo)售。以現(xiàn)礦井水處理系統(tǒng)為例，每天處理礦井水（附帶部分洗煤水）10000m3左右，含泥量按15%計(jì)，含泥量為1500t，經(jīng)過(guò)壓濾機(jī)壓榨去除煤泥空隙水分（含水率一般為70%），干煤泥約450t，按市場(chǎng)價(jià)125元/t計(jì)，即每天礦井水淤泥產(chǎn)生直接效益56250余元。

排泥閥在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用之后，根據(jù)崗位記錄和電子記錄來(lái)看，排泥作業(yè)中的排泥頻率及其對(duì)應(yīng)的排泥量較使用之前要提高10%左右，即每天在原來(lái)的基礎(chǔ)上多壓榨出干煤泥45t，即每天間接增加了約5625余元的經(jīng)濟(jì)效益，2014年全年共計(jì)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益205萬(wàn)余元，節(jié)支總額達(dá)到231.7萬(wàn)元。

5 結(jié)束語(yǔ)

排泥閥在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用之后，提高了礦井水處理系統(tǒng)排泥工藝環(huán)節(jié)的現(xiàn)代化程度，降低了排泥環(huán)節(jié)主觀人為因素的影響；減少了因排泥不當(dāng)導(dǎo)致出水中出現(xiàn)的懸浮顆粒，外排水超標(biāo)頻次大大減少；崗位操作人員根據(jù)污泥量的多少，可以及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)加藥量，間接促進(jìn)了加藥環(huán)節(jié)的規(guī)范，降低了藥劑成本；及時(shí)有效的排泥，減少了集泥斗的磨損，降低了設(shè)備維護(hù)成本；確保了礦井水的達(dá)標(biāo)外排，對(duì)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境保護(hù)起到了積極的推動(dòng)作用[3]。