礦井水處理工藝主要包括5個(gè)部分:懸浮物去除工藝、除鐵除錳工藝、深度處理工藝、消毒工藝、濃水及污泥的處置工藝。
(1)懸浮物去除工藝
礦井水懸浮物的去除主要采用混凝、沉淀、過濾的工藝，結(jié)合工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，該設(shè)計(jì)選用預(yù)沉調(diào)節(jié)池一管道混合-一體化凈水器一中間水池的工序來(lái)完成懸浮物的去除。燕子山礦井水懸浮物的質(zhì)量濃度比較低，原水的沉降性能不好，另外，井下水倉(cāng)排水一般是不連續(xù)性排水，為了保證礦井水處理站運(yùn)行的連續(xù)性，增強(qiáng)整個(gè)礦井水處理系統(tǒng)對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的適應(yīng)性，故將調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)成預(yù)沉調(diào)節(jié)池，采用平流式沉淀池形式。對(duì)煤塵顆粒及懸浮物進(jìn)行一級(jí)凈化去除，采用XCT型全自動(dòng)化學(xué)預(yù)沉器，井下排水經(jīng)一級(jí)泵提升后，經(jīng)投加絮凝劑后進(jìn)入反應(yīng)段，反應(yīng)段采用無(wú)動(dòng)力水力控制，CT值保持在4萬(wàn)一5萬(wàn)之間，經(jīng)多級(jí)旋流反應(yīng)充分混合后，廢水進(jìn)人沉淀區(qū)進(jìn)行沉降分離處理，其懸浮物去除率達(dá)到90%一95%以上，澄清分離采用斜管增加接觸比表面積，提高分離效果。
(2)除鐵除錳工藝
由水質(zhì)資料可知礦井水中的鐵多以二價(jià)形式存在，錳的超標(biāo)幅度不是很大。目前除鐵除錳最常用的工藝是曝氣接觸氧化法，研究表明錳砂濾料的催化作用對(duì)加快鐵和錳的氧化速率有一定作用，對(duì)于P(鐵)<5mg/L的原水采用曝氣一單級(jí)過濾的工藝流程，處理后的水質(zhì)完全可以達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)((P鐵)≤0.3mg/L)。本礦井水鐵的質(zhì)量濃度較小(最高為3.5mg/L)，故采用壓縮空氣氧化一單級(jí)錳砂過濾工藝來(lái)去除水中的鐵、錳。以錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(以Mn02計(jì))不小于35%的天然錳砂作為濾料。
(3)深度處理工藝
礦井水的深度處理主要是脫鹽，目前常采用的脫鹽方法為蒸餾、離子交換、電滲析、反滲透、納濾等。每種方法都有其適用范圍。綜合各種因素，本設(shè)計(jì)選用反滲透工藝進(jìn)行深度處理脫鹽，該工藝可適合各種鹽度的水源，鹽度大于300mg/L時(shí)更經(jīng)濟(jì)，且設(shè)備簡(jiǎn)單，占地小，操作簡(jiǎn)單，除鹽率高，一般為99%;但不足之處在于膜易阻塞，周期短，對(duì)進(jìn)水預(yù)處理要求高，需要采用合適的進(jìn)水預(yù)處理工藝。常用的預(yù)處理方法有2類:一類是傳統(tǒng)的化學(xué)預(yù)處理工藝;另一類是膜預(yù)處理工藝，常用的有微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)3種方式。膜法預(yù)處理工藝在處理效果上都明顯優(yōu)于傳統(tǒng)處理方法，而且對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響小。納濾膜的孔徑最小，截污率高，去污能力強(qiáng)，但膜通量小，系統(tǒng)產(chǎn)水能力低，制水成本高。微濾與超濾相比，膜通量相差不大，但去污能力不如超濾。所以本設(shè)計(jì)采用超濾方法進(jìn)行進(jìn)水預(yù)處理，即確定雙膜法超濾一反滲透作為深度處理工藝。
(4)消毒工藝
采用Cl02作為消毒劑，它具有高效、低耗、安全、運(yùn)行穩(wěn)定，管理簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。消毒氣體為負(fù)壓抽送，由水射器將氣體吸人后混合到水中，投加到清水池內(nèi)。
(5)濃水及污泥的處置
反滲透裝置的回收率為70%，因此尚有30%的濃水需要排放。脫鹽后的濃水含鹽量很高，特別是CaSO4的含量非常大，最適合用于矸石山滅火，因?yàn)樗终舾珊罂尚纬梢粚覥aSO4的石膏膜包裹在矸石的表面，使其隔絕空氣，達(dá)到滅火的目的，同時(shí)濃水還可減少矸石山的粉塵飛揚(yáng)。
預(yù)沉調(diào)節(jié)池、全自動(dòng)化學(xué)預(yù)沉器均有大量煤泥沉淀下來(lái)，由池底部的排泥管排出，其成分主要是煤粉，質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為1%一2%。煤泥經(jīng)污泥脫水系統(tǒng)處理后與礦井煤泥一并外銷，脫出的濾液送回到預(yù)沉池進(jìn)行再處理，達(dá)到全廠“零排放”的目的。
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