磁分离净化技术在矿井污水处理中的应用研究

磁分离净化技术在矿井污水处理中的应用研究

发表时间：2020-04-09T02:56:05.983Z 来源：《防护工程》2020年1期作者：李耀耀[导读] 能否通过合理的技术应用来净化煤矿矿井水，在很大程度上决定了煤矿企业的资源利用率及其节能减排情况。

安徽途晟规划设计咨询有限公司安徽合肥 230051摘要：能否通过合理的技术应用来净化煤矿矿井水，在很大程度上决定了煤矿企业的资源利用率及其节能减排情况。很多矿井为了更加合理充分的利用资源，通过建设污水处理站的形式对矿井污水进行综合的净化处理，其中应用了磁分离水体净化技术。。大量实践结果

表明，将该技术运用在水体净化过程中，能够有效实现泥水分离，以较低的运行成本节省更多的能源，不仅实现了对矿区污染的控制，同时煤泥经处理后可流通入市，产生二次经济效益。鉴于此，本文围绕磁分离净化技术在矿井污水处理中的应用展开探究。首先简述了超磁分离净化技术工艺流程、水质及排放指标，然后介绍了在矿井污水处理中磁分离净化技术应用的主要构筑物及工艺系统，最后分析了磁分离净化技术在矿井污水处理中的应用效果。

关键词：煤矿污水；煤泥资源；磁分离；净化节能 1工艺简述

1.1工艺流程

由巷道沟渠对矿井污水进行引流和收集，最终集中于近水渠，在其中布置机械格栅来进行初次过滤，接下来引入预沉池中。过一段时间的沉积，水中比较大的颗粒会沉淀到底部形成污泥，由下方的潜水渣浆泵将其倒入泥池中，在污泥泵的带动下转送至压滤机，经过脱水后再进入下一阶段处理。超磁分离净化技术具体的工艺流程显示在图1中。

图1 超磁分离净化技术工艺流程图

超磁分离混凝系统接收来自预沉处理后的污水，该系统中含有大量的混凝剂和磁种，其中混凝剂主要是PAM和PAC，在三分钟到六分钟的时间内悬浮在水面上的物质会在磁种的吸引下团聚形成微絮团。经过此过程后水再次进入超磁分离机，在这里进行固液分离的净化过程。之后经检测达到相关标准后实现清水入仓，在排水泵的加压提升下运送至水面进行综合运用。

经过超磁分离机的分离作用后，磁分离磁鼓接收分离后的煤泥，同时开始高速分散，非磁性悬浮物和磁性悬浮物彼此分开，磁鼓将磁种吸附出来在泵的带动下再次回流至混凝投加系统。而非磁性悬浮物仅有污泥中转池和之前产生的预沉池污泥共同进入压滤机脱水阶段，完成后运送至地面。

1.2水质及排放指标

岩粉和煤粉是矿井污水中的主要杂质，除此之外还包含一定含量的可溶无机盐，相对来说有机污染物含量较小。对于净水结果，相关报告和调研的具体标准：对于进水，其PH值在6-7之间，同时SS不大于1000毫克每升；而对于出水，其水质应符合《煤炭工业污染物排放标准》 GB20426—2006，同时PH值在6-9之间，SS不大于30毫克每升。

2主要构筑物及工艺系统 2.1主要构筑物

格栅渠的主要作用在于过滤掉体积较大的机械杂质，由钢筋混凝土构成，这对于降低后续设备运行的安全隐患具有重要意义。预沉池的总容积为160立方米，同样由钢筋混凝土构成，其作用是过滤掉体积比较大的颗粒杂质，为后续处理进程减轻负荷。污泥在潜水渣浆泵的推动下流至污泥池。微磁絮凝反应发生在混凝反应池中，其中的各种物质在反应之后共同形成微絮凝体，这使得后续的吸附分离更为简便。快速混合池，一级反应池和二级反应池的有效溶剂分别是4.48立方米，18.75立方米和18.75立方米，三者均有钢筋混凝土构成。经过磁鼓的分离后，其中的污泥成分先在中转池短暂停留，再在渣浆泵的压力作用下流通到污泥池。中转池同样由钢筋混凝土构成，有效容积是10立方米。预沉池储存的污泥和分离后的污泥最终都被汇集到污泥池，该池的有效容积是37.5立方米，由钢筋混凝土构成。

2.2主要工艺系统

混凝系统包括PAM 搅拌装置以及PAC 搅拌装置，其主要作用是实现为此凝聚技术。矿井污水在经过前阶段的处理之后，进入混凝系统，与之同时进来的还有PAM，PAC和磁种。在搅拌聚合作用下，三者共同形成磁性絮团。三台桨叶式搅拌器实现这一过程。

磁种投加装置，磁分离磁鼓机和超磁分离机共同组成了超磁分离系统。陶瓷分离机的主要作用是在固液分离过程之后去除磁性悬浮物。其主要组成部分包括传动系统，卸渣装置，水槽，磁盘机构等。磁种回收系统接收分离之后的磁性絮团，经过高速的搅拌之后被分散，之后再进入磁分离磁鼓，磁鼓会将大部分磁种吸附回收，而其余物质则随水排出。在搅拌箱内，回收之后的磁种在加入一定清水之后形成稀释溶液，再次投放至混凝系统中可循环发挥作用。

搅拌机，制备箱，储液箱等结构共同组成了加药系统，其主要作用是向系统中投放PAM和PAC药剂。准确称量一定量的药粉之后，将其投放到制备箱中，在搅拌机的作用下形成药剂溶液，混合均匀后投入储液箱中以备使用。计量泵的作用是确保药剂溶液向混凝系统输入的连续性，实现定量投放。

2.3控制系统

该系统中有许多自动化进程，其中包括板框压滤机和污泥泵的连锁运行，机械格栅的循环工作，出水水质相关数据的传输，根据出水水质标准对药量的调整等。对于该系统的控制系统而言，其基本原则是采用集中化管理和分散式控制的形式，通过工业控制计算机来进行统筹控制，在计算机上可及时了解设备的运行信息，包括流量，水质，工艺流程等。配电柜控制和远程集中控制是该设备的主要控制形式，操作人员通过鼠标控制模拟画面和键盘输入来改变操作指令。如果系统控制装置出现故障问题，使用人员可以转用配电柜控制，只需按下配电柜面板按钮即可。

3应用效果

此沉降技术与普通重力沉降相比沉降速度明显更快，理想状态下仅需要三分钟的分离时间，是普通重力沉降水平的10倍左右，同时能够更为有效的分离主要污染物，实现了对90%以上悬浮物的去除。除此之外，还可以对水中的异色异味进行处理，真正实现水体清洁。经分离后每升污泥中真正含泥高于70克，传统工艺下这一数据仅为每升10克，较低的污泥含水率更是使浓缩环节的省略成为可能。在传统工艺下，需要通过矿车进行升井提送，这样会产生较大的成本，因此部分煤矿并不会花费较大成本去进行回收利用，环境污染和资源浪费的情况比较严重。磁分离技术的运用是处理成本大大减少，泥饼的二次销售再次创造了一定的经济价值。相关数据表明，该技术每年能够处理超过4500吨泥煤。

4结论

前些年，国家发改委正式将此分离水体净化技术列入重点节能技术体系中，该技术在处理矿井污水方面发挥了重要作用。以该技术为核心的污水处理系统与传统工艺相比，处理成本大大降低，经济效益有所提升，对于减少环境污染，提高资源利用率有着重要价值。

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