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多级磁分离技术在井下水处理系统中的应用

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完成单位:兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿

登记编号:ZSCX-MT2019-J3***

登记年份:2019

发布时间:2019-12-31

成果主要完成人

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项目概况

赵楼煤矿井下水处理系统矿建工程于2016年10月开工,2017年5月底安装完成并投入运行,设计处理水量600m3/h。该系统利用超磁分离水处理技术将矿井水中的悬浮物分离,确保清水进入中央水仓,从根本上解决了赵楼煤矿中央水仓的煤泥淤积难题,该技术在同类矿井总具有极高的推高应用价值,市场应用前景广阔,经济、社会效益显著。 系统采用“三级颗粒浓缩去除+污泥脱水处理”方案,煤泥处理分为大颗粒去除、中小颗粒去除、细微颗粒去除和污泥脱水处理四个步骤。系统主要由转鼓格栅、预沉淀调节池、混合反应池、超磁分离装置、磁循环装置、PAC加药装置、PAM加药装置及电控装置等组成。 (1)大颗粒筛分去除:在水沟最前端设计、安装转鼓格栅,滤除矿井水中所含的大颗粒并装车外运。 (2)中小颗粒重力自然沉淀+泵送去除:通过改变过流面积降低水流速度的方式,实现自然沉淀,并利用污泥泵将沉淀物排入煤泥集中池。 (3)细微颗粒超磁分离:预沉调节后的矿井水进入磁混凝反应系统,经投加磁种、PAC(混凝剂)、PAM(助凝剂)并充分搅拌、混合、反应,使水中悬浮物形成以磁种为载体的磁性絮团,经超磁分离装置进行分离。分离后的清水自流进入中央水仓,自分离机分离出的污泥(污水悬浮物、絮凝药剂反应物和磁种的混合物)进入磁循环装置,由磁种回收机将磁粉回收后循环使用,去除磁种的煤泥进入中转池并排至煤泥集中池。 (4)煤泥脱水:预沉调节池、中转池内的煤泥排入煤泥集中池后,由集中池内污泥泵排入压滤机进行脱水处理,脱水后的泥饼装车运至井下翻罐笼。 (5)经济效益:能有效减少水仓淤泥沉积,使井下水仓容积得到充分利用,完全实现井下排水“避峰填谷”,经综合分析计算年节约电费342万元;节约水仓清挖费用84万元;节约水泵维修费用52万元。 矿井水经净化升井后,可直接进入地面余热利用系统,减少矿井水的热量散失,矿井水余热利用更加充分。经以上核算,项目实施后年直接经济效益478万元。 (6)社会效益:项目实施后,可提前将矿井水中的悬浮物分离、浓缩、脱水、机械外运处理,实现水仓防淤积功能,把矿井水仓被动清淤变为主动预防积淤,从根本上解决传统水仓清淤工作中存在的安全风险大、作业环境差、劳动强度大、耗费时间长等问题。可增加矿井井底水仓的有效容积,提高了矿井水害防治能力,同时大幅减小流体状煤泥外运过程中对地面环境的二次污染。每天按处理矿井水14400m3计算,每年可减少SO2排放量2100多吨,减少了颗粒污染物的排放量,最大限度的减少煤泥的外排,减少对水系及周围环境的污染,对矿区实现节能减排目标起到积极的作用。