中煤大同能源公司水資源的綜合治理

盛鵬飛

（中煤大同能源有限責(zé)任公司，山西大同 037001）

1 概 述

2016年以來，中煤大同能源公司雖然將煤礦污水處理站改造完成，礦井中水達(dá)到了工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)（地下水三類指標(biāo)），但受條件限制，只能將部分處理中水用于井下除塵，還有40%的余量得不到釋放，導(dǎo)致礦井中水外排現(xiàn)象時有發(fā)生，而且還沒有緩沖蓄水池，致使礦井中水得不到充分利用。另外，洗選裝運(yùn)公司部分棧橋沖水、介質(zhì)沖水、配制絮凝劑用水、設(shè)備軸封水等一直使用新鮮水來補(bǔ)充。同時加上生活中水和礦井煤泥水全部進(jìn)入選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)，而且進(jìn)入系統(tǒng)的水量還不穩(wěn)定。通過測算，生產(chǎn)系統(tǒng)每月正常補(bǔ)水量略大于耗水量，一旦遇到放假、煤礦搬家倒面、停產(chǎn)檢修等情況或選煤廠調(diào)整混煤工藝時，系統(tǒng)耗水量幾乎為零，但是每天還有平均約200 t生活中水和80 t礦井煤泥水源源不斷進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)，極容易造成選煤廠系統(tǒng)水漲水外溢。所以當(dāng)前中煤大同能源公司水資源管理現(xiàn)狀是：選煤廠系統(tǒng)補(bǔ)水與漲水外溢以及礦井中水外排，形不成洗水閉路循環(huán)，沒有真正實(shí)現(xiàn)選煤廠系統(tǒng)水平衡。選煤廠系統(tǒng)水外溢和礦井中水外排不僅給公司造成大量水資源浪費(fèi)，而且給當(dāng)?shù)丨h(huán)保造成較大的影響，也給公司帶來較大環(huán)保壓力。

2 提高水資源利用率的措施

針對選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)水及礦井中水等問題，中煤大同能源公司水資源治理團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)評估了每月煤礦井下上排水量、井下礦井中水回用量、回用選煤廠系統(tǒng)煤泥水量和選煤廠每月系統(tǒng)水補(bǔ)入量，其中包含新鮮水、生活中水、礦井中水以及電廠每月用礦井中水量，再結(jié)合各單位用水實(shí)際情況制定了水資源利用規(guī)劃。該規(guī)劃本著節(jié)約新鮮水，適度控制選煤廠系統(tǒng)水，盡可能增加礦井中水使用量為原則，力爭使煤礦、洗選裝運(yùn)公司、電廠用水達(dá)到平衡。水平衡措施具體見圖1。

（1）2016年以來，由于礦井上排水量逐月增多，井下和電廠回用基本飽和，多余的礦井中水面臨外排。為了進(jìn)一步推廣應(yīng)用礦井中水，節(jié)約自來水，經(jīng)過調(diào)研，在選煤廠建設(shè)了兩個1000 t蓄水池。一個用來儲存生活中水，另一個用來儲存礦井中水。在五平臺建設(shè)一個250 t污水收集池，目的是能夠增加對生活中水和礦井中水的緩沖能力，同時也增加蓄水能力。

（2）改用礦井中水作選煤廠配制絮凝藥劑用水和塊煤車間機(jī)械密封水，同時改用系統(tǒng)循環(huán)水作選煤廠塊煤車間設(shè)備軸封水，以減少新鮮水使用量。

圖1 洗選裝運(yùn)公司及煤礦水處理工藝示意

（3）選煤廠末煤系統(tǒng)和裝運(yùn)站輸煤棧橋沖洗水管道原使用PE管材質(zhì)，耐壓性差，運(yùn)行過程中頻繁發(fā)生爆管，必要時只能采用棧橋消防水沖洗。經(jīng)過重新設(shè)計(jì)，綜合考慮各棧橋的揚(yáng)程、壓力、流量，將原PE管全部更換為焊接管，并要求選煤廠棧橋、廠房及裝運(yùn)站部分棧橋改用選煤廠系統(tǒng)循環(huán)水沖洗，以便洗水可以閉路循環(huán)重復(fù)利用，鐵路輸煤棧橋改用礦井中水沖洗，以便增加礦井中水使用量。

（4）針對當(dāng)前選煤廠生活水處理工藝落后、設(shè)備陳舊，處理后的中水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)等問題，特委托國內(nèi)相關(guān)公司對其重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，并于2017年9月開始施工，2017年底投入正常運(yùn)行。凈化后的生活中水能夠達(dá)到城鎮(zhèn)排放一級A標(biāo)準(zhǔn)，全部用于選煤廠配制絮凝劑。

（5）由于選煤廠及裝運(yùn)站棧橋、車間消防箱上大部分沒有玻璃和相關(guān)保護(hù)設(shè)施，導(dǎo)致消防水被各棧橋崗位工私自接入使用，造成大量新鮮水浪費(fèi)。為此嚴(yán)格按照消防要求，對相關(guān)消防設(shè)施全部進(jìn)行上鎖管理，未經(jīng)安全管理部門允許，嚴(yán)禁私自接用消防水。

（6）過去選煤廠介質(zhì)沖水一直使用消防水，不僅浪費(fèi)了新鮮水，而且給選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)增加了額外的水量消耗。經(jīng)過改造，由原使用消防水改為使用系統(tǒng)循環(huán)水，可以有效降低多余的新鮮水補(bǔ)入選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)，同時避免系統(tǒng)水漲水外溢。

（7）煤礦、洗選裝運(yùn)公司綠化帶、主走道綠化除塵由原來使用消防水改為使用礦井中水，目的是有效節(jié)約新鮮水以及進(jìn)一步推廣使用礦井中水。

（8）其他日常水資源管理措施：一是按照大同市自來水公司專家建議，對洗選裝運(yùn)公司計(jì)量讀數(shù)異常的水表進(jìn)行校正，對安裝方法錯誤的水表進(jìn)行整改，不方便整改的水表更換成電磁流量計(jì)，確保計(jì)量準(zhǔn)確；二是使用礦井中水以來，對各棧橋、廠房消防設(shè)施全部進(jìn)行上鎖管理，未經(jīng)允許，嚴(yán)禁使用；三是制定生產(chǎn)班、檢修班、裝運(yùn)班用水定額，對超出定額用水班組進(jìn)行處罰，對節(jié)約用水的班組給予獎勵；四是定期對相關(guān)水表進(jìn)行檢查和校驗(yàn)，防止雜物卡堵造成數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，同時對各供水管路、閥門定時巡檢，發(fā)現(xiàn)跑、冒、滴、漏及時處理，避免造成水資源浪費(fèi)。

通過有效的日常水管理措施，公司噸煤耗新鮮水成本控制在0.4元以下，在行業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先水平。

3 重點(diǎn)實(shí)施項(xiàng)目

3.1 礦井中水配制絮凝劑

2016年以來，在政府鐵腕治污行動下，環(huán)保形勢十分嚴(yán)峻。選煤廠作為洗選裝運(yùn)公司的主體部門，在環(huán)保工作上有著舉足輕重的作用。選煤廠過去配制絮凝劑一直使用新鮮水，每月消耗約6000 t。而礦井中水在改造調(diào)試運(yùn)行以來，一直都有富余量，雖然在設(shè)計(jì)上是零外排，但是實(shí)際生產(chǎn)中頻繁外排，沒有真正實(shí)現(xiàn)閉合循環(huán)利用，不僅給公司帶來較大經(jīng)濟(jì)損失，而且導(dǎo)致下游土地被污染，造成惡劣影響。選煤廠水暖維修人員利用春節(jié)放假期間，按照施工方案要求對其進(jìn)行改造，在選煤廠新、舊加藥車間新增加一路礦井中水，與消防水形成一備一用的能力，每月可節(jié)約6000 t新鮮水，約4.2萬元。而且對礦井中水進(jìn)一步應(yīng)用，降低了礦井中水外排量。該工程已于2017年2月10日投入正常運(yùn)行。

3.2 選煤廠生活污水處理改造

2017年以來，國家環(huán)保形勢嚴(yán)峻，政府明確鐵腕治污。公司根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況，并按照環(huán)保要求，積極進(jìn)行整改落實(shí)，重點(diǎn)圍繞選煤廠生活水處理作進(jìn)一步改造和完善。原生活水處理于2007年底投入運(yùn)行，當(dāng)時采用地埋式鋼制設(shè)備，經(jīng)過近10 a時間的運(yùn)行，整體設(shè)備陳舊、系統(tǒng)工藝?yán)匣?，已不能滿足當(dāng)前生活水處理要求，因此對生活水處理改造工程勢在必行。為進(jìn)一步優(yōu)化生活水處理設(shè)計(jì)方案，使系統(tǒng)達(dá)到平穩(wěn)高效運(yùn)行，2017年4月中旬，公司與杭州環(huán)保研究院共同召開專題會議，經(jīng)過討論和研究，明確本次生活水處理提標(biāo)改造工程盡可能利用原處理站水池和部分設(shè)備。原有地埋式鋼制設(shè)備已無法利用，需要新建生化處理系統(tǒng)，原有集水池改造成污泥池，原有的房屋全部用作污泥脫水、配電、自控、加藥、消毒等車間，原有濾罐、中間水池全部利用。生活水處理后的凈化水全部作為選煤廠配制絮凝劑或生產(chǎn)系統(tǒng)用水，并達(dá)到 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級A標(biāo)準(zhǔn)。該工程目前已投入正常運(yùn)行。

3.3 選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)水與礦井污水站管道實(shí)現(xiàn)聯(lián)通

由于井下毛煤水分高，且選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)補(bǔ)水量多于系統(tǒng)耗水量，產(chǎn)品幾乎不耗水，頻繁造成選煤廠系統(tǒng)水漲肚現(xiàn)象，每天要平均外拉5車（約110 t）水，才能保證系統(tǒng)水平衡。為了有效降低系統(tǒng)水外拉成本，按照施工方案要求，恢復(fù)選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)水到礦井水處理站排水管道勢在必行。原有地下管道因長時間不使用而腐蝕漏水嚴(yán)重，同時礦井水處理站有時也缺水，和選煤廠形不成互通，不能相互彌補(bǔ)缺陷。改造后產(chǎn)生的效果：通過對長度約700 m，規(guī)格DN200的管道進(jìn)行反復(fù)排查和焊接，利用15d時間焊接了地下管道20多道焊口，目前選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)水可以實(shí)現(xiàn)排入礦井水處理站，礦井水處理站與選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)水可以相互靈活調(diào)節(jié)，達(dá)到用水平衡，該工程已于2017年6月15日投入正常運(yùn)行。

4 綜合治理效果

表1是洗選裝運(yùn)公司及煤礦2016年4月與2018年4月用水情況對比。

表1 洗選裝運(yùn)公司及煤礦2016年4月與2018年4月用水情況對比

2017年通過多方位實(shí)施系列水治理措施，目前洗選裝運(yùn)公司及煤礦水處理、水收集、水存儲、水應(yīng)用整體功能已經(jīng)發(fā)揮積極作用，水處理系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)平衡。各單位通過有效推廣和利用礦井中水，與2016年相比平均每月為公司節(jié)約1.44 t新鮮水，全年節(jié)約18萬t新鮮水，約144萬元。未來依靠公司先進(jìn)的水處理硬件設(shè)備和專業(yè)化的軟件管理團(tuán)隊(duì)，力爭把水節(jié)約好、治理好、應(yīng)用好，杜絕跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，真正達(dá)到系統(tǒng)水平衡。

從經(jīng)濟(jì)效益上講，新鮮水、礦井中水、生活中水、礦井煤泥水的綜合應(yīng)用能夠有效減少新鮮水補(bǔ)充量，也進(jìn)一步降低了煤礦、電廠、洗選裝運(yùn)公司耗水成本。

從環(huán)保效益上講，彰顯了水治理團(tuán)隊(duì)認(rèn)真落實(shí)國家環(huán)保法規(guī)精神和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，為當(dāng)?shù)貭I造了一個安全、和諧、健康的環(huán)境氛圍。

5 結(jié) 語

中煤大同能源公司的生產(chǎn)實(shí)踐表明，在水資源日常綜合治理方面存在問題較多，解決難度也較大，對全公司及社會的影響極大，稍有不慎就面臨環(huán)保污染問題。當(dāng)前中煤大同能源公司系統(tǒng)水處理工藝流程整體設(shè)計(jì)合理，運(yùn)行穩(wěn)定，調(diào)節(jié)靈活，適應(yīng)能力強(qiáng)，能夠充分滿足煤礦、洗選裝運(yùn)公司的生產(chǎn)需要，運(yùn)行效果良好。未來需要建立一套行之有效的管理辦法，從而確保中煤大同能源公司水資源綜合管理持續(xù)實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán)。