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职称论文发表-浅析煤矿污水处理的工艺改造-论文基地网

来源:论文基地网址:http://www.lunwenjidi.com

  

  工商管理硕士论文多少钱?MBA硕轮怎么写?土木工程硕士、计算机硕士、软件工程硕士、机械工程硕士、农业工程硕士、通信工程硕士论文辅导代写找论文基地网(www.lunwenjidi.com)摘要: 污水处理是环保的一个重要环节,而环保是国家的国策,而煤矿业的污水处理尤为重要,如果还停留在以前的简单的处理工艺,远远达不到要求,本文就煤矿污水的工艺改造给出了新的见解,从污水处理站的能耗单元审核、运行参数控制到设备升级改造等方面总结和分析了各种最新的节能降耗技术,并研究了其可行性。本文结合国外先进污水处的经验,对其中的一些技术方法提供了实际应用的案例。提出了今后要从污水处理设计、设备选型、运行管理控稍、维护、升级改造等每个环节中贯彻节能降耗技术,以达到降低污水处理成本、减小用电量的目标。

  关键词: 工艺流程改进;原料成本;能耗分析;节能途径

  人们的生活离不开水,水质的好坏直接影响到人的健康和生命,我国是缺水的大国,水资源严重匮乏,而且水资源的分布也呈现不均衡的状态,因此,开发、利用好煤矿水资源,加大煤矿污水处理后的综合利用,不仅可以增加矿区的水供应,解决矿区居民用水,同时开发出更多的水资源对矿区的经济发展也有很大的帮助,更对促进整个煤炭工业可持续发展具有至关重要的意义。

  1、煤矿污水的主要来源

  煤矿污水的主要来源,其大致分为以下五类:

  (1)洁净矿井水。未被污染、水质较好的地下水,不需处理就可直接使用。

  (2)含悬浮物矿井水。该类水体的硬度和矿化度通常都不高,其水质呈中性,内部悬浮物主要是微小煤尘和岩尘,常用的处理方法为混凝沉淀法。

  (3)高矿化度矿井水。该类水体的硬度通常都较高,其内部蕴含的无机盐总量一般都>1000mg/l,呈中性或偏碱性。该类水体用作饮用水会伤害人的健康,用作农业灌溉会加速土壤盐渍化,用作建筑用水会降低混凝土强度,用作锅炉水则易产生水垢。对高矿化度矿井水处理的关键是对其进行脱盐处理,比较常见的处理方法包括反渗透法、离子交换法和电渗析法等。

  (4)酸性矿井水。该类水体是在采煤过程中,水与煤共生的硫铁矿发生氧化反应而生成硫酸,最终导致水体的PH 值<6。该水体排放后会造成地表水酸度上升进而危害水生生物,而且还会影响土壤酸碱度,造成农作物大量减产。此外,该类水体还比较容易造成相关管路的腐蚀。酸性矿井水的处理通常都采用中合法和湿式生态处理以及微生物处理等工艺。

  (5)含有特殊污染物矿井水。

  2、污水水量、水质及现有工艺

  矿井水与生活污水混合调节后,提升至混合反应器,与聚合氯化铝、聚丙烯酰胺药液混合反应,经斜管沉淀池分离悬浮物后,进入曝气生物滤池,氧化稳定污水中有机污染物后排放。斜板沉淀池分离的污泥经浓缩后,进入脱水机干化后外运。污泥浓缩上清液、脱水机的压滤液及曝气生物滤池的反冲洗排水进入调节池。

  污水水质表:

  表1 污水水量、水质一览表

  污水类别水量/(m3·d-1)水质参数/(除pH值,均为mg·L-1)

  生活污水200CODcr00~500,BOD5:150~250SS:200~250,pH值:7.0~8.0

  矿井水600~1800CODcr51,BOD5:20,SS:220~250,pH值:7.0~8.0

  混合污水1800~3000 CODcr150~250,BOD5:75~120,SS:220~250,pH值:7.0~8.0

  目前,在实际运行中存在以下问题:

  (1)调节池前没有格栅,生活污水中漂浮物、粗大悬浮物直接进入调节池,时常堵塞提升泵。

  (2)混凝药液与废水在压力管道中混合,混合不充分。斜管沉淀池表面水力负荷较高,固液分离效果不理想,影响曝气生物滤池的工作效率,出水水质得不到保证。

  (3)矿井水、生活水混合后处理,水质更趋复杂,处理难度加大,利用现有工艺处理后无法用于煤矿生产、坑口电厂。矿井水没有实现资源化,不符合煤炭行业的环保政策。

  现有工艺处理图:

  3、改造后工艺

  3.1改造的技术原则

  (1)矿井水和生活污水水质不同,应该分流, 单独处理。

  (2)充分利用现有设施,发掘现有工艺的潜力,补充必要的设施和设备,以新带老。

  (3)生活污水处理后实现达标排放。

  (4)该矿矿井水为含有悬浮物(岩粉、煤屑)矿井水,矿化度并不高,此类水去除细小悬浮物后,可用于井下生产、坑口电厂,实现矿井水的资源化。

  (5)按照矿业集团的要求,矿井水处理后用于补给坑口电厂循环冷却水,水质达到《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-2007)水质要求。

  3.2具体改造措施

  (1)调节池一分为二,分为生活污水调节池和 矿井水调节池,实现两类废水的分类处理。生活污水调节池前加人工格栅,删条间隙10mm,格栅安装倾角60°,栅槽宽度0.3m。

  (2)现有两套混凝反应器分别作为两类废水的处理单元,在反应池前压力管道上增设管道静态混合器,型号为:SK-75/150,改善药剂、废水混合效果。

  (3)增设两套斜板沉淀装置(STP-100),用于矿井水处理;原有两套用于生活污水处理。降低了沉淀池表面负荷,改善了固液分离效果。

  (4)增加一多介质机械过滤单元,过滤速度 8.0m·h-1,内填料为底层20cm高的粒径为2~3 mm的石英砂,中层为40cm高粒径为0.3~1.0mm的锰砂,上层为80cm高的粒径为0.3~0.5mm的石英砂。

  (5)矿井水经斜管沉淀池固液分离后直接进 入多介质过滤器,去除细小悬浮物,以满足电厂循环冷却水水质要求。生活污水经斜管沉淀池后,进入曝气生物滤池,去除有机污染物,改造后,生物反应器只用于处理生活污水,降低了反应器有机负荷,提高生活污水的处理效果。

  (6)因为矿井水处理后用于电厂循环冷却水的补给和井下生产,为安全期间,在回用前紫外消毒。紫外消毒装置型号:ZD-XZY30-24。 2.3改造后工艺方案 生活污水与矿井水分别处理。生活污水经细 格栅拦截漂浮物、悬浮物后,进入调节池调节水质水量,入混凝反应池与混凝剂接触反应,经斜管沉淀池固液分离后,进入曝气生物滤池氧化、稳定水质有机污染物,达标排放。 矿井水经调节后,入混合反应池与混凝药剂接触反应后,细小的煤粒、岩粉凝结成密实粗大的悬浮物,经斜管沉淀池沉淀分离后,进入高效多介质过滤器,进一步截留细小悬浮物后,入清水池,紫外消毒后用于矿区生产、电厂冷却水。改造后工艺流程

  4、改造技术

  4.1微生物处理技术

  (1)曝气生物滤池该工艺是把滤池内的填料作为载体,污水流经载体时会被载体表面的生物膜吸附掉水体中的有机物。同时滤池底部的曝气系统则不断将氧输送至生物膜,而生物膜表面的微生物则在氧的作用下对有机物进行作用,进而形成由有机物-细菌-原生生物组成的食物链。这种方法占地面积小且出水质高,具有很大的应用潜力。

  (2)生物炭法生物炭的本质是在同一个单元内将生物膜法与活性污泥法结合使用。水体内污染物通过吸附和扩散作用进入生物膜,并在活性污泥内投加特殊填料载体使微生物附着在填料表面而形成生物膜。该方法非常适合硝化菌等生长缓慢的微生物繁殖,具有较强的氨氮去除能力。

  4.2吸附技术

  (1)活性炭吸附当前大多采用连续式固定床吸附操作的方式来进行活性炭吸附,但活性炭会随着处理时间的延长而逐渐丧失吸附能力,因而要注意及时更换或再生活性炭。

  (2)硅藻土吸附硅藻土上具有多级、大量且排列有序的微孔,具有较强的吸附能力,它能够吸附1.5~4 倍自重的液体和 1.1~1.5 倍的油分,并且用其所制成的吸附塔还具有筛分和深度效应,具有良好的深度处理效果。

  4.3反渗透技术

  反渗透技术反渗透技术是以压力为驱动力的膜分离技术,其作用原理是在水体表面上施加一个大于渗透压的压力,使水体向渗透反方向运动的过程。这种方法具有无相变,流程简单、占地面积小、能耗低以及污染物脱出率高等优点,因而在煤矿污水处理中具有广阔的应用前景。

  4.4集成膜技术

  集成膜技术集成膜技术是将超滤/微滤和反渗透综合在一起的技术。其中超滤、微滤可视为是反渗透技术的预处理过程,可确保出水水质至少在三级水质之上,而其后设置的反渗透膜可大大延长使用寿命。这种技术大大地简化了传统污水处理系统的预处理系统,可用于煤矿污水处理。

  4.5连续膜过滤技术

  连续膜过滤技术连续膜过滤技术多采用中空纤维,这种膜一般为纺制而成,成本低廉,同时其不用支撑层就可实现反向冲洗,在煤矿污水处理领域中具有较大的应用潜力。

  改造后工艺图:

  结语:煤炭工业在为人类生存提供能源的同时也给煤矿及其所在区域内的环境造成了严重影响,这显然不利于矿区乃至区域经济的可持续发展。虽然经过多年的发展,我国已提出并应用了多种煤矿污水处理方法并取得了一定成效,但因煤矿污水处理不当所引发的环境污染事件仍时有出现。因此,还需要对煤矿污水处理方法作进一步的深入研究,以促进整个煤炭行业能够持续健康地发展。煤矿生活污水与矿井水水质不同,应该分流,单独处理。生活污水经化学混凝、沉淀后,经曝气生物滤池,氧化、稳定其中的有机污染物后达标排放。含悬浮物低矿化度矿井水,通过化学混凝反应、沉淀、高效多介质过滤、紫外消毒后,可用于电厂冷却水补给及矿区生产,实现了矿井水的资源化理成本,减小用电量。工商管理硕士论文多少钱?MBA硕轮怎么写?土木工程硕士、计算机硕士、软件工程硕士、机械工程硕士、农业工程硕士、通信工程硕士论文辅导代写找论文基地网(www.lunwenjidi.com)

  参考文献

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