朱紹文 李欽才 張維朔
(兗州煤業(yè)公司濟寧二號煤礦,山東 濟寧 272072)
濟寧二號煤礦一級凈水站一體化礦井水處理系統(tǒng),設(shè)計日處理規(guī)模為20000m3,總裝機功率為107.6kW。該系統(tǒng)綜合運用嵌入式攪拌、高效絮凝、多級沉淀、陶粒過濾、壓風反沖等多項水處理工藝,并裝備出水水質(zhì)在線監(jiān)測裝置[1],實時在線監(jiān)控排泥的頻率。在礦井水處理過程中,及時有效的排泥作業(yè)能大幅度減少甚至消除水體中的污泥,降低COD含量,進而確保礦井水出水達標。
一體化礦井水處理系統(tǒng)的排泥環(huán)節(jié)由4組8個集泥斗及其電控液壓閥門組成,集泥斗收集礦井水處理過程中沉降的污泥,崗位操作人員通過操作集泥斗的液壓閥門,將集泥斗內(nèi)的污泥排放至污泥池內(nèi),然后輸送至選煤廠壓濾車間進行壓榨,形成煤泥餅。
由于排泥閥只是單純的液壓閥門,沒有配套的監(jiān)控裝置,排泥的時間和間隔無法進行有效統(tǒng)計,排泥作業(yè)缺乏有效的指導和數(shù)據(jù)支撐。崗位操作人員在排泥作業(yè)操作過程中存在較大的隨意性和盲目性,在礦井水水質(zhì)發(fā)生變化時,仍然采用相同的時間間隔排放,致使礦井水中污泥不能得到及時有效的排出,礦井水外排部分的水質(zhì)無法得到保證。因上述原因,多次排污泥不當導致外排水質(zhì)超標,造成了較大的社會影響和環(huán)境影響。
濟寧二號煤礦決定在一體化水處理系統(tǒng)排泥閥上安設(shè)在線監(jiān)測裝置和集泥斗泥量界面儀,以實現(xiàn)對每次污泥排放的實時監(jiān)測和記錄,用于監(jiān)督和督促崗位操作人員根據(jù)礦井水水質(zhì)變化及界面儀顯示的煤泥量百分比,來實時調(diào)整排放污泥的頻率與時間。
具體改造方案如下:
在一體化水處理系統(tǒng)下各集泥斗電動液壓閥門處安裝接近行程開關(guān)(負責采集閥門的開關(guān)狀態(tài))和接近開關(guān)(負責采集閥門開啟時間),采集閥門的開閉信號,并將該信號輸送至PLC模塊,數(shù)據(jù)經(jīng)處理后通過工控機上的“組態(tài)王”軟件將各個閥門的開閉狀態(tài)、開閉時間及時間間隔進行顯示,實現(xiàn)對每次污泥排放的實時記錄。如圖1、圖2所示。
圖1 閥門改造示意圖
圖2 改造原理圖
操作人員根據(jù)系統(tǒng)界面儀顯示的百分比來確定排泥的時間和頻率。當煤泥的積存量達到50%時進行排泥一次,時間為30s,達到70%時排泥時間為45s,達到90%以上時排泥兩次,每3min排1次,每次40s。
車間技術(shù)人員根據(jù)井下水質(zhì)的變化情況及前期該系統(tǒng)的排泥記錄情況,制定了詳細的排泥管理制度。
該系統(tǒng)具有信號靈敏、數(shù)據(jù)傳送顯示及時、安全可靠等諸多優(yōu)點,全面準確地記錄了每班排泥的排泥閥門編號、排泥開始時間、排泥結(jié)束時間、排泥時間間隔等數(shù)據(jù)[2]。
鑒于該系統(tǒng)在濟二煤礦應(yīng)用良好,目前在兗州煤業(yè)下屬其他部分礦井已進行推廣應(yīng)用,提高了兗礦集團礦井水處理系統(tǒng)排泥工藝環(huán)節(jié)的現(xiàn)代化程度。
礦井水污泥以煤泥為主要成分,本礦礦井水污泥排放至選煤廠濃縮池,經(jīng)過濃縮沉降后,輸送至壓濾機進行過濾、壓榨,形成煤泥濾餅對外銷售。以現(xiàn)礦井水處理系統(tǒng)為例,每天處理礦井水(附帶部分洗煤水)10000m3左右,含泥量按15%計,含泥量為1500t,經(jīng)過壓濾機壓榨去除煤泥空隙水分(含水率一般為70%),干煤泥約450t,按市場價125元/t計,即每天礦井水淤泥產(chǎn)生直接效益56250余元。
排泥閥在線監(jiān)測系統(tǒng)使用之后,根據(jù)崗位記錄和電子記錄來看,排泥作業(yè)中的排泥頻率及其對應(yīng)的排泥量較使用之前要提高10%左右,即每天在原來的基礎(chǔ)上多壓榨出干煤泥45t,即每天間接增加了約5625余元的經(jīng)濟效益,2014年全年共計產(chǎn)生經(jīng)濟效益205萬余元,節(jié)支總額達到231.7萬元。
排泥閥在線監(jiān)測系統(tǒng)使用之后,提高了礦井水處理系統(tǒng)排泥工藝環(huán)節(jié)的現(xiàn)代化程度,降低了排泥環(huán)節(jié)主觀人為因素的影響;減少了因排泥不當導致出水中出現(xiàn)的懸浮顆粒,外排水超標頻次大大減少;崗位操作人員根據(jù)污泥量的多少,可以及時調(diào)整系統(tǒng)加藥量,間接促進了加藥環(huán)節(jié)的規(guī)范,降低了藥劑成本;及時有效的排泥,減少了集泥斗的磨損,降低了設(shè)備維護成本;確保了礦井水的達標外排,對當?shù)氐沫h(huán)境保護起到了積極的推動作用[3]。