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        超磁分離水體凈化技術(shù)在煤礦井下的應(yīng)用

        2015-04-02 01:25:07范恒智楊少智
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年10期

        范恒智 楊少智

        摘 要:近些年,國內(nèi)出現(xiàn)了一項新的水處理技術(shù)——超磁分離水體凈化技術(shù)。目前,該技術(shù)在各領(lǐng)域應(yīng)用比較成熟,雖然其工藝比傳統(tǒng)技術(shù)稍顯復(fù)雜,但它以成本低、處理效果好、處理量大、可操作性強、經(jīng)濟效益顯著等諸多優(yōu)點已被國內(nèi)外各行業(yè)所認可,正在作為一項新型的水處理技術(shù)逐漸被人們所熟知。文章以該技術(shù)在安徽皖北煤電集團公司五溝煤礦井下實際應(yīng)用為例來介紹其使用情況和帶來的經(jīng)濟效益。

        關(guān)鍵詞:超磁分離水體凈化技術(shù);磁分離主機;磁分離磁鼓;磁介質(zhì);回用泵

        1 磁分離凈化系統(tǒng)

        磁分離凈化工藝原理

        1.1 磁分離工藝說明

        (1)污水經(jīng)機械格柵去除大顆粒物;(2)磁性介質(zhì)(磁種、磁粉)與污水充分混合,形成磁性污水;(3)向磁性污水中投加水處理藥劑(混凝劑、絮凝劑),使污水中懸浮物與磁種結(jié)合形成磁性微絮團;(4)磁分離設(shè)備將磁性微絮團從污水中快速分離出來,污水得以凈化,分離出的磁性污泥進入磁介循環(huán)系統(tǒng);(5)經(jīng)磁介循環(huán)系統(tǒng)處理后,磁種與懸浮物污泥分離,磁性介質(zhì)(磁種)循環(huán)投加到污水中,重復(fù)利用;(6)懸浮物污泥經(jīng)壓濾脫水后形成煤餅進行外運處置。

        1.2 主要機電設(shè)備

        (1)磁分離設(shè)備工作原理

        ①磁盤;②噴淋管;③刮渣機構(gòu);④卸渣機構(gòu);⑤輸渣機構(gòu);⑥液位控制板;⑦出水管;⑧徑向流道

        磁盤以一定間距組合在一起,構(gòu)成多個磁分離徑向流道;含磁性懸浮物或磁性微絮團的污水進入磁分離流道,磁性微絮團被磁力吸附于磁盤表面,污水凈化后經(jīng)出水管排出;磁性污泥隨磁盤的轉(zhuǎn)動被刮渣機構(gòu)刮離磁盤表面;磁性污泥被卸渣機構(gòu)帶離磁場作用區(qū);磁性污泥被輸渣機構(gòu)帶出磁分離設(shè)備。磁性污泥經(jīng)磁介循環(huán)系統(tǒng)處理后,磁性介質(zhì)循環(huán)使用。

        (2)磁介循環(huán)系統(tǒng)工作原理

        磁盤機的卸渣機構(gòu)為機械(刨條)卸渣和磁力卸渣之一種。如為后者,則磁性污泥和非磁性污泥在卸渣過程中已實現(xiàn)一定程度的分散。

        污泥進入磁介循環(huán)系統(tǒng)后,首先被高速分散器分散,進入磁分離磁鼓,實現(xiàn)磁性介質(zhì)(磁種)和非磁性污泥的分離;非磁性污泥從磁鼓下方排出,輸送到壓濾脫水機進行脫水處理;磁種進入攪拌箱,配置成一定濃度的磁種,經(jīng)磁種輸送泵輸送至第一級混合反應(yīng)器內(nèi)。

        2 經(jīng)濟效益核算

        2.1 成本投入計算

        (1)藥劑價格(來自供應(yīng)購買實價):PAC:2200元/噸、PAM:13800元/噸、磁種:3200元/噸。

        (2)井下水處理運行成本

        (3)原地面水處理運行成本

        水處理投入年總成本:W1=(1996.8-1520)*365=17.4032(萬元)

        2.2 水處理回用系統(tǒng)投入后電耗節(jié)約

        井下水處理系統(tǒng)回用供水泵投入運行以來,據(jù)統(tǒng)計每天可使中央泵房單臺主排水泵運行減少5個小時,單臺主排水泵運行5個小時耗電量約為3500kwh。據(jù)統(tǒng)計,井下水處理系統(tǒng)單臺回用供水泵可滿足全礦目前用水量且能夠?qū)崿F(xiàn)恒壓供水,單臺供水泵采用變頻控制,每天電耗為2400kwh,井下水處理系統(tǒng)每天電耗約840kwh,額定處理水量為9600m3/d。根據(jù)關(guān)口表數(shù)據(jù),地面水處理系統(tǒng)用電470kwh/d(度/天),處理水量2200m3/d。由此可計算井下水處理系統(tǒng)投入使用后的每天的電耗節(jié)約為:5個小時主排水泵電耗-24小時回用供水泵電耗=3500-2400=1100(kwh/d),每年節(jié)約電量1100kwh/d*365d=401500kwh且處理水能力遠大于地面水處理系統(tǒng),如果電費按0.6元/kwh計算,每年(按365天計算)節(jié)約用電金額為:W2=401500*0.6=24.0900(萬元)。

        2.3 減少設(shè)備購置

        我礦井下水質(zhì)較差,水中含有大量煤泥及雜物,水泵運行一段時間內(nèi)部腐蝕磨損較為嚴重,工作效率短時間內(nèi)嚴重降低,無法滿足礦井排水需要。為了保障排水系統(tǒng)正常,我礦每年都要有兩臺水泵的購買計劃,每臺水泵價錢為19萬元,頻繁更換水泵也會耗費大量的人力物力。系統(tǒng)投入后,進入水倉的水質(zhì)很好,大大減小了水泵的磨損和腐蝕,延長了水泵的更換周期(預(yù)計至少3年以上),每年可節(jié)約設(shè)備購置費用為W3=19*2=38(萬元)。

        2.4 節(jié)省清倉投入保障礦井安全

        我礦每年雨季到來之前都要進行一次清倉,清倉期間單一水倉蓄水,開泵次數(shù)頻繁,水泵檢修時間不充足。清倉施工時間一般為2個月,每次投入至少20名員工,施工前后的機電設(shè)備安裝拆除更需要大量的時間和人力、物力的投入,據(jù)估算每次清倉投入成本約為W4=20萬元。井下水處理系統(tǒng)投入后,進入水倉的是清水,清倉將延長至十年甚至可以避免清倉,既保障了礦井排水安全又節(jié)省了勞動力,而且每年可節(jié)約20多萬的清倉投入費用,大大提高礦井的防洪抗災(zāi)能力。

        2.5 煤泥產(chǎn)量收益

        根據(jù)運行以來的數(shù)據(jù),每天(24小時)井下水處理硐室通過壓濾機產(chǎn)生煤泥量為8~10車,每車煤泥約1噸,每噸煤泥按300元計算,井下水處理系統(tǒng)一天產(chǎn)煤泥取得效益為:9*300=2700(元),每年(按365天)產(chǎn)煤泥共計效益W5=2700*365=98.5500(萬元),收益相當豐厚。

        2.6 綜合效益

        ∑W=W1+W2+W3+W4+W5=-17.4032+24.0900+38.0000+20.0000+98.5500=163.2368(萬元)。

        3 結(jié)束語

        利用磁分離凈化技術(shù)去除水體中懸浮污染物,凈化水體,具有固液分離速度快、懸浮物去除率高、污泥含水率低、設(shè)備處理能力大、占地面積小、工程周期短,經(jīng)濟效益明顯等特點,值得相關(guān)領(lǐng)域引進和推廣。

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