李揚

摘 要：隨著科學技術的發(fā)展，各地區(qū)煤礦的生產量越來越大，與此同時也產生大量的污水。為了避免環(huán)境污染，減少資源不必要的浪費，需要對煤礦生產的污水進行處理。云蓋山煤礦一礦地面污水處理廠每天都要處理大量的污水，但是由于集煤池機械攪拌有一定的局限性，影響了污水處理效率。本文設計了新的攪拌工藝，通過壓風的方式代替電能攪拌，經過實踐證明該工藝效果好，使用可靠性高。

關鍵詞：污水處理;風壓攪拌;工藝改進

中圖分類號：TU992文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2018）28-0088-02

Abstract： With the development of science and technology， the production of coal mines in various regions is increasing， and at the same time， a lot of sewage will be generated. In order to avoid environmental pollution and reduce unnecessary waste of resources， it is necessary to treat the sewage produced by coal mines. The surface sewage treatment plant in Yungaishan has to deal with a large amount of sewage every day. However， due to the limitations of mechanical mixing in coal collection pools， the sewage treatment efficiency is affected. In this paper， a new mixing process was designed， which is replaced by electric energy stirring by pressure wind. It is proved by practice that the process has good effect and high reliability.

Keywords： sewage treatment;wind pressure stirring;process improvement

河南永錦能源有限公司云蓋山煤礦一礦（簡稱“云煤一礦”）隸屬河南能源化工集團有限公司，是國有重點煤礦，該礦始建于1994年9月，2000年6月建成投產，核定生產能力為45萬t/年。在該礦投入生產的過程中，不可避免地會產生大量的礦井污水，在煤礦地面污水處理工藝中，通常將斜管沉淀池內的淤泥排放到集泥池中，用攪拌機將集泥池中的淤煤攪拌均勻泵送到壓濾機鐵水箱內，鐵水箱和壓濾泵、壓濾機通過管道連接，壓濾泵將淤泥泵入壓濾機內，壓濾機壓濾作業(yè)后產出煤餅，然后由機電隊將煤餅運輸?shù)矫簣?，既保證了水資源的合理利用，又產生了客觀的經濟價值。

集煤池中一般采用電動攪拌機攪拌水中的淤泥，然后泵入鐵水箱中。但是，在攪拌的過程中，電機設備損壞會影響池內的攪拌，直接對整個系統(tǒng)的運行產生影響。經過礦井機電技術人員商議討論，決定采用風能攪拌的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電能攪拌，主要方案是在礦井壓風管路接出一路壓風注入集煤池底，運用壓風吹動的方式激活集煤池底部淤泥達到攪拌的效果，下文將講述壓風攪拌的具體實施方案和工作效果[1]。

1 煤礦污水處理調查概況

云煤一礦井下在-150m水平建造有中央泵房，礦井各頭面產生的污水全部匯集至中央泵房水倉內，再由主排水泵將污水排至地面污水處理廠。中央泵房安裝4臺型號為MD280-65×10型離心式水泵，正常排水能力264.1m3/h，最大排水能力775.8m3/h，實現(xiàn)一級排水至地面，日均排水量約2 905m3。由于污水量大，造成了地面的污水處理廠工作量和任務量非常大，每天需要處理的水資源非常多。在集煤池攪拌的過程中，可能會導致線路負載，影響工作電機的正常運行。礦井生產污水具有懸浮物較多、沉淀物容易黏結成型的特點。傳統(tǒng)的做法是利用電能帶動攪拌機進行攪拌：一是為了減少淤泥的沉淀，影響污水處理的效果;二是為了增加污水中的含氧量，利用微生物的作用分解污水雜質。當攪拌電機的運行終止以后，池內不經攪拌將會造成煤泥沉淀池底結塊，造成壓濾泵吸入大量污水，壓濾機壓濾效果差，造成壓濾煤餅不成形、煤泥稀，不利于回收產生二次利用經濟價值。鑒于云蓋山煤礦擁有完整的通風系統(tǒng)，本研究充分利用風能，在通風系統(tǒng)接觸管道通入集煤池中，利用風壓能量充分帶動集煤池內污泥不斷翻滾，利用壓風攪拌代替?zhèn)鹘y(tǒng)攪拌[2]。

2 污水處理廠集泥池技術改造

2.1 可行性研究

在每個煤礦當中都會有大量的通風系統(tǒng)，來減少井下工作面粉塵和瓦斯的濃度，降低工作面環(huán)境的溫度和濕度，保證煤礦的基本生產安全。本設計根據(jù)煤礦強大的通風系統(tǒng)，在不影響煤礦井下通風的情況下，在礦井壓風管路接出一路壓風注入集煤池底，通過壓風氣流吹動集煤池底部淤煤，池內底部淤泥受壓風氣流影響而不斷翻滾，避免淤煤在底部沉淀結塊影響壓濾。

2.2 主要技術內容

①污水廠基本處理情況。在蓋云山煤礦設有日處理量為1 000t/d的污水處理廠，集煤池的內部尺寸為10 000mm×12 000mm×6 000mm（H），超高500mm，工作水位為500～5 500mm。根據(jù)污水處理規(guī)程的要求，污水停留的時間為1h。為了取得良好的風壓攪拌效果，根據(jù)集煤池的大小風壓攪拌強度應該在1.5～2.5m3/（h·m2），本技術路線選擇曝氣強度為2.0m3/（h·m2）。完成攪拌需要的壓風量為12m×10m×2.0m3/（h·m2）=4m3/min。

②風管管徑的設定。在水上的管道選用DN80的碳鋼鋼管，集煤池水底的管道為直徑90cm的UPVC管。通過計算，干管流速在10～15m/s，符合規(guī)程設計的要求。設計圖如圖1所示。

③曝氣支管的設置。本工藝的風壓攪拌采用穿孔曝氣，為了使攪拌的效果更好以及布氣更加均勻，所以空氣的進出口流速應該在10～15m/s，曝氣口的直徑為5cm，開孔數(shù)量定為300個，孔口流速為11.3m/s。

考慮到污水的pH以及其中的重金屬離子，曝氣管應該具有一定的耐酸性、耐腐蝕性和較好的經濟性，因此選用6根直徑為75mm的UPVC管。通過曝氣管攪拌時的空氣流速為3.35m/s[3]。

3 實際應用效果

使用壓風氣流代替電能攪拌，實現(xiàn)24h不間斷攪拌作業(yè)，風壓的力量帶動污泥不斷懸浮，攪拌效果較好，抑制了污泥的沉淀。在技術實施過程中，僅僅需要安裝幾根管道就能完成風壓攪拌，避免投入大量的人力、物力和財力，避免了機械攪拌技術對電機的安裝、檢修，避免了電動攪拌機的頻繁更換，降低職工勞動強度，同時為礦井節(jié)省電能消耗，促進壓濾機壓濾煤餅，從而將排污廢水變成煤餅，產生二次價值，得到了可觀的經濟效益，保證了污水處理廠工作的可靠性。使用壓風氣流代替電能攪拌的1年內，沒有發(fā)生任何故障，無維修記錄。

4 推廣應用的前景及意義

地面污水處理廠集泥池技術改造應用不僅僅解決了電能設備消耗問題，降低礦井生產成本，而且避免了電機攪拌設備故障所產生的人力、物力投入，積極提升壓濾機壓濾效果，從而變廢為寶，提升污水利用價值，產生巨大的經濟價值;另外，保證了對污水處理的可靠性，在產生巨大經濟價值的同時，保證了污染的零排放，對周邊環(huán)境生物的和諧生長、環(huán)境生態(tài)發(fā)展以及周邊居民的身體健康都是一種保障，具有很高的推廣價值。

5 結語

本文對云蓋山煤礦污水處理的基本情況進行了介紹，主要分析采用壓風攪拌代替電能攪拌的工藝，通過在礦井壓風管路接出一路壓風注入集煤池底，運用壓風吹動的方式激活集煤池底部淤泥達到攪拌的目的。為了保證壓風攪拌的性能，本文對管道直徑、管材類型進行了設定。實施壓風攪拌工藝以后，對污水的處理取得了更好的效果，增加了污水處理系統(tǒng)的可靠性，為礦區(qū)工作、生活用水提供了保障，保證了周邊地區(qū)水域不受污染，具有良好的經濟效益、社會效益。

參考文獻：

[1]林鋒祖.空氣攪拌在調節(jié)池中的應用和設計[J].中國新技術新產品，2017（16）：108-109.

[2]凌磊彰.城市污水處理廠改良AAO工藝除磷效果影響因素及對策分析[J].節(jié)能，2018（8）：90-91.

[3]劉士軍，安克紅，成紅崗，等.氣浮-UASB-接觸氧化組合工藝處理屠宰廢水[J].環(huán)境保護科學，2018（4）：65-68.