王婷

摘 要：礦山地下開采時會產(chǎn)生大量地下涌水。根據(jù)已批復(fù)環(huán)境影響報告書要求，為保護區(qū)域地下水資源，井下涌水須凈化后回灌地下。

關(guān)鍵詞：機械過濾；納濾；消毒

中圖分類號：P641 文獻標(biāo)識碼：A

1.工程概況

某鐵礦的礦坑涌水來自礦體上部奧陶系含水層，70%涌水是地下水通過泄水孔直接下泄到地下水倉，水質(zhì)清潔，不含重金屬，主要含少量懸浮物，接近天然地下水質(zhì)。根據(jù)已批復(fù)環(huán)境影響報告書要求，為保護區(qū)域地下水資源，井下涌水須凈化后回灌地下。

2.工程設(shè)計原則

為保護區(qū)域環(huán)境，滿足回灌要求，采用機械過濾器+納濾+消毒的處理工藝。該工藝運行安全可靠，工藝技術(shù)先進，節(jié)能、環(huán)保。具有較大的適應(yīng)性，應(yīng)急性，可以滿足水質(zhì)、水量的變化。

3.總體方案介紹

該方案分為4個系統(tǒng)：

3.1礦井水處理系統(tǒng)：

在廠區(qū)建設(shè)一套設(shè)計規(guī)模為1000 m3/h的礦井水處理系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)工藝滿足單臺納濾裝置獨立運行，以滿足系統(tǒng)進水水量變化的需要，保證系統(tǒng)最經(jīng)濟運行。礦坑涌水通過管道自流進入機械加速澄清池，該管段需投加混凝劑、助凝劑、石灰乳藥劑。機械澄清池的上清液自流進入原水緩沖池，通過原水提升泵將水提升至原水池，再通過原水泵送至多介質(zhì)過濾器入口。經(jīng)過過濾的水自流進入自清洗過濾器，過濾器的出水進入保安過濾器，出水經(jīng)高壓泵加壓送至納濾裝置，納濾產(chǎn)水進入納濾凈水池，納濾凈水池的水再通過回灌水泵，一部分進入廠區(qū)總供水泵站，補充生產(chǎn)新水用；一部分送至廠區(qū)生活供水泵站；大部分水送至回灌井回灌至地下。過濾器反洗水及納濾系統(tǒng)清洗水自流進入多介質(zhì)反洗排水池，最終通過泵加壓送至機械加速澄清池。納濾裝置產(chǎn)生的濃水自流到總供水泵站，供選礦廠用于選礦生產(chǎn)和井下充填造漿。

3.2總供水泵站系統(tǒng)

總供水泵站系統(tǒng)包括生產(chǎn)、消防給水系統(tǒng)，臨時高壓消防系統(tǒng)，環(huán)水給水系統(tǒng)，尾礦沖洗系統(tǒng)，選礦設(shè)備冷卻系統(tǒng)。

3.2.1生產(chǎn)、低壓消防新水給水系統(tǒng)

來自水處理車間的部分凈水自流送入供水泵站，通過補水閥門向供水泵站生產(chǎn)、消防新水池補水，再由新水泵加壓外送，作為生產(chǎn)、消防水供全廠生產(chǎn)及消防使用。生產(chǎn)、消防新水給水管網(wǎng)為環(huán)狀，干管為DN400球墨鑄鐵給水管。廠區(qū)消火栓為地下式，沿道路一側(cè)布置，消火栓間距不大于120m。新水泵組由生產(chǎn)、消防新水池吸水，將新水加壓后送至選廠各車間用水點。泵組出水管道上設(shè)壓力表、流量計，信號傳至控制室及選廠總調(diào)度室。新水池出水管設(shè)流量計，水池設(shè)液位監(jiān)測，信號傳至控制室及選廠總調(diào)度室。

3.2.2臨時高壓消防系統(tǒng)

由于井塔樓高度較高，室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)采用臨時高壓消防系統(tǒng)，由消防主泵及消防穩(wěn)壓設(shè)備及消防管道組成?；馂?zāi)時啟動消防主泵進行滅火，平時由消防穩(wěn)壓設(shè)備持壓保證管道壓力。消防設(shè)備設(shè)于總供水泵站，水量儲存在生產(chǎn)、消防新水池中。

3.2.3環(huán)水給水系統(tǒng)

主廠房排出的尾礦自流入尾礦濃縮池，過濾車間濾液壓力送至尾礦濃縮池，經(jīng)濃縮后溢流水自流進入總供水泵站環(huán)水池，經(jīng)總供水泵站環(huán)水泵加壓后供選礦工藝使用。在系統(tǒng)各環(huán)節(jié)和生產(chǎn)工藝流程中設(shè)置流量、壓力等計量儀表，在線監(jiān)測系統(tǒng)運行和水量分配情況。環(huán)水泵組由環(huán)水池吸水，將環(huán)水加壓后送至各車間環(huán)水用水點。泵組出水總管上設(shè)壓力表、流量計，信號傳至控制室及選廠總調(diào)度室。環(huán)水池水池設(shè)液位監(jiān)測，信號傳至控制室及選廠總調(diào)度室。

3.2.4尾礦沖洗系統(tǒng)

尾礦沖洗系統(tǒng)用于對尾礦礦石進行清洗，水質(zhì)較差，該系統(tǒng)供水水源來自新水，通過沖洗泵向用戶供水，沖洗完后的水并入環(huán)水系統(tǒng)，自流回環(huán)水水池，作為補水使用。

3.2.5選礦設(shè)備冷卻回水系統(tǒng)

選礦設(shè)備冷卻回水為利用廠區(qū)生產(chǎn)、消防水管道直接供水，水質(zhì)不變，水溫略有升高，因此，該部分水依靠余壓直接回水至總供水泵站新水池，作為新水循環(huán)使用。管道上設(shè)壓力表、流量計，信號傳至控制室及選廠總調(diào)度室。

3.2.6排水系統(tǒng)

泵站內(nèi)設(shè)管溝，各種管道均布置在管溝內(nèi)，為避免管溝進水管道受水浸泡受損，在管溝端頭設(shè)1000×1000mm的集水坑，內(nèi)設(shè)潛污排水泵，水泵的運行由積水坑內(nèi)的水位自動控制。

3.3全廠水系統(tǒng)事故池

在廠區(qū)設(shè)1座系統(tǒng)事故池，池內(nèi)設(shè)兩臺自動攪勻潛污排水泵，人工控制水泵的啟停。

3.4生產(chǎn)廢水集水池

設(shè)兩座鋼筋混凝土水池，每座池子設(shè)1臺潛污排水泵，用于將生產(chǎn)廢水進行收集后，送往3#澄清池進行處理。

4.主要設(shè)備

4.1多介質(zhì)過濾器

多介質(zhì)過濾器其作用是去除水中的各種懸浮物、膠體雜質(zhì)，是預(yù)處理的主要設(shè)備，降低原水濁度，保證納濾膜表面的清潔與通暢。過濾器由鋼襯膠過濾罐、進口控制閥、過濾介質(zhì)、布水器和相關(guān)管道等組成。

4.2自動刷式過濾器

自動刷式過濾器是重要的預(yù)處理裝置，它是利用過濾筒前后壓差，通過自動化元器件和電動執(zhí)行機構(gòu)自動清洗濾網(wǎng)、全自動排污的過濾器。本排污過濾器除裝有壓差控制器外還可選用定時控制器，可以根據(jù)用戶需要設(shè)置清洗排污時間進行全自動清洗排污。還可選用壓力傳感器和PLC控制器，采用觸摸屏控制，用戶可以通過人機界面自行設(shè)置排污周期和排污時間，并可以與計算機連接，實現(xiàn)遠程控制。當(dāng)過濾器使用一段時間后，在濾網(wǎng)表面會積聚雜質(zhì)顆粒，使通過流量減少，阻力增大，進出口產(chǎn)生壓差。當(dāng)壓差達到設(shè)定值時，壓差控制器輸出信號，由電動機帶動裝于濾筒內(nèi)的不銹鋼刷轉(zhuǎn)動，同時電動排污閥開啟，清洗濾網(wǎng)與排污同時進行，過濾器進出口壓差低于設(shè)定值時，清洗排污停止，實現(xiàn)全自動控制。可濾去水中各種懸浮物雜質(zhì)，確保系統(tǒng)設(shè)備的安全可靠運行。技術(shù)特點：占地?。煌顿Y?。恢亓枯p，安裝簡便，自動化程度高；節(jié)水率高；自耗水率小于1%；出水水質(zhì)好，無濾料泄露；出水壓頭損失小，連續(xù)供水，反洗期間供水不間斷。

4.3納濾裝置

納濾裝置是介于超濾和反滲透的一種膜過濾技術(shù)，可以去除細(xì)菌病毒、大分子有機物、高價態(tài)可溶鹽類等。與反滲透相比較，即使在高鹽度和低壓條件下也具有較高滲透通量，因為無機鹽能通過納濾膜而透析，使得納濾的滲透壓遠比反滲透低，這樣在保證一定的膜通量的前提下，納濾過程所需的外加壓力比反滲透低得多。而在同等壓力下，納濾的膜通量則比反滲透大得多。此外，納濾能使?jié)饪s與脫鹽的過程同步進行，所以用納濾代替反滲透，濃縮過程能有效快速地進行，并達到較大的濃縮倍數(shù)。由于具有以上特點，使得納濾膜可以同時進行脫鹽和濃縮并具有相當(dāng)快的處理速度。這些都是傳統(tǒng)的過濾（如砂濾、多介質(zhì)過濾等）無法實現(xiàn)的。其初期投資和運行成本較反滲透技術(shù)低30%左右。

經(jīng)過預(yù)處理單元處理后的原水，經(jīng)高壓泵增壓后進入納濾膜組件，由于納濾膜的選擇透過性能，水在高壓下可以透過納濾膜進入淡水側(cè)，而各種鹽分則隨高壓水流沖出，使水一分為二，從而達到鹽與水分離的目的。納濾膜分離技術(shù)具有占地面積小、出水水質(zhì)好、自動化程度高等特點，是本次工程經(jīng)過多方論證后選定的理想處理設(shè)備。本工程采用HDNF-200型納濾裝置6套，單套制水能力200m?/h，脫鹽率：≥70%（3年內(nèi)）水回收率70%～75%。

5.處理效果

該項目自投產(chǎn)以來，各項經(jīng)濟指標(biāo)良好：TDS的含量和硫酸鹽含量將分別降至361.8mg/L和71.8mg/L，大大低于《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB/T14848-1993中Ⅲ類地下水要求的數(shù)值。

結(jié)語

該工藝運行安全可靠，工藝技術(shù)先進，節(jié)能、環(huán)保。具有較大的適應(yīng)性，應(yīng)急性，可以滿足水質(zhì)、水量的變化。目前設(shè)備運行良好，經(jīng)濟環(huán)境效益顯著。

參考文獻

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