井下污水處理工藝分析

王玉年

（國家能源集團神東煤炭公司榆家梁煤礦，陜西 神木 719316）

在煤炭開采中，井下往往會出現(xiàn)很多作業(yè)后殘留的污水，這些污水包含大量的成分，盡管每個井下的污水成分都不一樣。然而污水自身有很多有機成分，必須要采用有效的處理工藝來處理井下污水，這是目前煤礦管理人員必須要重視的問題。

1 污水的來源介紹

煤礦污水來源具體表現(xiàn)在以下幾點：第一，包含懸浮物的礦井水。這種類型水質(zhì)通常呈酸性，主要采用混凝沉淀法對水中懸浮的巖塵或者煤層進行處理。第二，高礦化度礦井水。這種類型水質(zhì)呈偏堿性，水質(zhì)硬度相當高，該類型水源如果不處理，就直接向地表排放，容易導致土壤鹽漬化速度加快，使得人們的身體受到傷害。普遍采用電滲析法以及離子交換法等等，減少水體的硬度。第三，酸性礦井水。該類型水體具有很強的酸性，容易危害水生物，在排放中也會導致有關管路被腐蝕，主要運用生態(tài)法以及綜合法對酸性水進行處理。第四，礦區(qū)生活污水來源包括鍋爐、食堂以及辦公等等，該類型污水如果遠遠超出標準要求，就會對土壤造成污染，甚至威脅生態(tài)環(huán)境。

2 井下污水處理系統(tǒng)設計

為了可以使污水處理技術管理效率得到提升，將中心控制系統(tǒng)增設在處理流程中，可以在任何時間對進出流量以及加藥等各項指標進監(jiān)測與監(jiān)控，通過將一些開關安裝在現(xiàn)場，比如：液壓以及傳感器等等，能夠迅速向PLC 中控室傳輸有關數(shù)據(jù)，確保凈化后的水質(zhì)符合標準要求，提升自動化控制系統(tǒng)有效管理水平，其改造內(nèi)容主要包括以下幾點。

2.1 加藥自動化

要想真正實現(xiàn)加藥自動化控制，需要運用PH 精度是0.3 級的電池流量測量水流量，污水的PH 值使用PHP 監(jiān)測系統(tǒng)，將計量精度控制在小于0.02，在實際操作過程中可以采用手動控制加藥方法，也可以借助電腦鼠標或者鍵盤對制藥劑泵的加藥次數(shù)進行自動控制，以實現(xiàn)自動化加藥過程。

2.2 新建排污和反沖洗自動化

就PLC 控制系統(tǒng)來講，其最明顯的優(yōu)勢是可以將排污中的信號利用數(shù)據(jù)傳輸向中控室傳輸，進而方便集中控制，利用遠程控制氣動蝶閥自動清洗自動排污裝置。首先，就排污自動化來講[1]。應用PLC 方法在污水控制柜中對沉降罐以及收油罐上的氣動蝶閥進行控制，對沉降罐的開關閥門實施操作，以實現(xiàn)自動排污的目標。通常，可以將排污時間設置成2 ～8 個小時，排污次數(shù)是每五分鐘一次，該控制方法可以在自動排污的基礎上進行反洗。其次，就反沖洗自動控制來講，類似于排污自動化控制方法，一次和二次濾罐的出水以及進水都安裝氣動蝶閥，在污水控制柜中對進口和出口的閥門進行控制。

2.3 液壓監(jiān)控和中心控制室

將電腦更新控制系統(tǒng)和污水處理現(xiàn)場信號進行連接，在污水處理中對沉降罐以及收油罐合理設置液位顯示，和泵連接，而且安裝報警裝置，罐內(nèi)的報警裝置如果啟動或者液位遠遠高于設置線，這時中心控制系統(tǒng)就可以及時采用控制策略來調(diào)整，以實現(xiàn)智能化控制污水處理系統(tǒng)[2]。就專心控制系統(tǒng)的改造來講，為了可以實現(xiàn)網(wǎng)絡化污水處理工藝流程，可以將PLC 微控制器和計算機系統(tǒng)設置在中控室中，集中輸出和存儲控制信號，進行遠程控制污水處理；就液位監(jiān)測和控制來講，針對沖洗罐和每個油罐合理設置，因為監(jiān)測添加防爆液壓式液壓變送器，充分發(fā)揮就地顯示功能，而且向中心控制室傳送監(jiān)測數(shù)據(jù)信息。如果每個裝置中液位比控制線低，報警裝置，就會立即啟動，控制中心要求泵停止。若液位線比控制線低，這時泵就會又一次進行工作，以高效監(jiān)測裝置液位。

3 井下污水處理策略

3.1 深井煤礦運用污水資源化的方式

在利用污水資源化時，必須要正確區(qū)分運用地方，每個煤礦所排放的水質(zhì)都是不一樣的，其采取的污水資源化方式也存在差異，深井煤礦污水類型是以生活污水以及井下排水等等為主，這些污水經(jīng)過處理后可以作為生活水或者農(nóng)業(yè)水，又一次使用。這種污水的系統(tǒng)工程，是由多個部分組成，比如：預調(diào)節(jié)處理系統(tǒng)以及高效沉淀系統(tǒng)等等。首先，煤礦水進入調(diào)節(jié)池后，利用高效沉淀系統(tǒng)經(jīng)過絮凝微電解進行處理，然后攪拌分離操作泥渣。這樣可以去除污水中大部分污染物，濾池中有很多濾料都在濾池內(nèi)均勻的分散，將上部的水利用濾池，又一次將剩下水中的雜物都去除，然后利用超濾系統(tǒng)凈化水質(zhì)，確保水質(zhì)符合要求，其過濾過程中的泥塊以及煤渣等等，利用脫水向其他的地方排放，這樣就會有其他的用途。利用以上的污水處理方式，能夠?qū)⒔?jīng)過凈化的水資源向附近居住的人提供，這樣可以緩解人們熱水不夠的現(xiàn)狀，這些經(jīng)過處理的污水也能夠在煤炭生產(chǎn)中利用，例如：洗煤往往需要很多水，這時可以將日常生活中的污水以及人們的洗澡水，利用調(diào)節(jié)池以及沉砂池等等，經(jīng)過臭氧消毒，灌到清水池，那么這些水就能夠用于洗煤[3]。使用井下水，就是將深井水與洗澡水使用次氯化鈉進行消毒，就能夠作為井下灑水。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上所使用的水應該采用先進的水凈化技術進行處理，這樣才能夠在農(nóng)業(yè)灌溉中運用，以實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用，避免浪費大量的水資源。

3.2 生物氧化

生物氧化，主要是借助微生物的特性來處理污水，是指將生物濾池法與活性污泥法相結合，充分發(fā)揮每個方法的優(yōu)勢有效處理污水。在現(xiàn)階段的深井煤礦污水處理中，這種方式是最適合的方式，此方式的基本原理是將填料添加到調(diào)節(jié)池，讓污水在迅速流通中，與填料以及生物膜發(fā)生接觸，讓微生物的特性全面發(fā)揮出來，可以迅速處理污水，以獲得明顯的凈化水效果。

4 井下污水處理工藝

煤礦井下污水的處理工藝主要是將物化法和過濾工藝相結合，其處理步驟具體表現(xiàn)在以下幾點：污水進入初沉調(diào)節(jié)池，將水中大顆粒物質(zhì)和泥沙除去，接著添加絮凝劑，讓小顆粒物和懸浮物可以沉淀，最后進行殺毒與過濾，達到標準要求后，其排放出去[4]。其技術特征有三點：第一，利用初沉調(diào)節(jié)池，除去大顆粒物與泥沙。第二，添加絮凝劑。利用斜管沉淀池，除去細顆粒和膠體物，利用高效纖維過濾器的吸附以及截流等等，將一些比較小的懸浮顆粒除去。

5 井下污水處理工藝的創(chuàng)新點

井下污水處理工藝的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在以下幾點：三級物化法處理與污泥局部回流策略。第一級是自然沉淀，是指將井下污水中大顆粒泥沙除去。第二級是加藥階段，添加絮凝劑，讓污水中的懸浮物形成混凝沉淀，使膠體物和細小顆粒物可以除去[5]。第三級是過濾階段。也就是深度處理，借助濾料的凝聚以及攔截等功能，將比較小的懸浮顆粒除去，該工藝技術流程并不復雜，而且自動化水平較高，可以對每個處理單元相關工藝管道、每一種能源介質(zhì)管道以及藥劑制備設置相應的專業(yè)計量檢測裝置，在整個運行操作中十分安全，運行費用不高，也不會嚴重污染環(huán)境。根據(jù)實驗結果顯示，煤礦井下污水進行三級物化處理后，其水質(zhì)比較高。因此，運用三級物化法處理工藝，能夠保證出水水質(zhì)符合一級排放標準，而且可以合理運用原本的設施，減少資金投入。除此之外，在推廣先進處理方法以及新技術等等方面都發(fā)揮著重要的示范作用。

6 井下污水處理的中水回用處理

所謂的中水回用處理工藝，簡單來說，就是運用反滲透以及過濾等等，對處理之后的中水實施深度處理[6]。其系統(tǒng)工藝流程有以下幾點：處理結束的中水利用水泵傳送到超濾脫鹽系統(tǒng)，首先殺菌，然后添加適量的混凝劑，接著送到自動清洗過濾器，在自動清洗過濾器中間較大的雜質(zhì)去除，進到超濾膜組件，將水中的一些有機物和膠體都除掉。然后添加還原劑，進到超濾水池，將阻垢劑添加到超濾水池后，然后利用水泵進行加壓。由保安過濾器進行攔截，主要是攔截包含很有可能導致反滲透膜的顆粒雜質(zhì)，再通過高壓泵升壓，送到反滲透膜組件。水經(jīng)過反滲透處理后，多數(shù)都形成脫鹽水，進到成品水池中，再送到電廠以及其他的用水單位。

7 結語

總而言之，在現(xiàn)階段，煤礦管理人員必須要集中力量，在結合煤礦自身具體情況的同時，遵循因地制宜的原則，建立完善的污水處理系統(tǒng)。這樣不僅可以獲得良好的污水治理效果，而且可以減少經(jīng)濟成本，為實現(xiàn)礦井穩(wěn)定發(fā)展打下良好的基礎。