礦井污廢水在線監(jiān)控系統(tǒng)
安順煤礦位于貴州省安順市,礦井井田面積18.5km2,主采煤層為M9,平均煤厚為1.53m,屬近水平煤層,地質(zhì)儲量8737萬t,可采儲量4988萬t,服務(wù)年限40.1a,設(shè)計生產(chǎn)能力90萬t/a,允許生產(chǎn)能力60萬t/a,屬煤與瓦斯突出礦井,煤種為無煙煤。礦井設(shè)計采用斜井開拓方式,共有3條斜井,其中主井和副井為進風(fēng)井,風(fēng)井為專用回風(fēng)井,為中央并列式通風(fēng)方式。該礦井已建設(shè)成為全面綜合機械化礦井。
安順煤礦在生產(chǎn)中產(chǎn)生的大量礦井污廢水經(jīng)處理后用于井下降塵和部分洗煤用水,其余大部分經(jīng)處理后直接排放。井下有2個水倉,分別為三盤區(qū)變電所處750m3、中央變電所處3700m3。安順煤礦生活污水主要來源于礦區(qū)職工和安順監(jiān)獄人員日常生活過程中產(chǎn)生的洗菜、洗澡、洗衣、廁所等生活污水及食堂污水(2個單位合計常住人員約3000人)。主要污染物有懸浮物(SS)、化學(xué)需氧量(CODcr)、生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)和總磷(TP)等污染物,礦區(qū)內(nèi)的生活污水經(jīng)處理后直接排放。
為加強環(huán)保部門對礦井污廢水處理的監(jiān)督能力,確保礦井污廢水達標(biāo)排放,亟須新設(shè)計建設(shè)一套礦井污廢水在線自動監(jiān)控系統(tǒng),其中含CDD水質(zhì)在線分析儀、pH計、超聲波明渠流量計、懸浮物、數(shù)據(jù)采集儀、立體機柜、采樣泵、穩(wěn)壓電源、巴歇爾堰槽及配套線路、管路安裝等。
一、生產(chǎn)污廢水處理流程
生產(chǎn)污廢水處理流程如圖1所示。
1.1 礦井生產(chǎn)污廢水工程概況
(1)礦井生產(chǎn)污廢水處理規(guī)模:日污水處理量100~800m3/d。
(2)礦井生產(chǎn)污廢水經(jīng)處理后排放指標(biāo):達到GB20426―2006《煤炭工業(yè)污染物排放標(biāo)準》中新建(擴、改)生產(chǎn)線排放限值,SS≤50mg/L,COD≤50mg/L。
1.2 工藝技術(shù)特征
(1)初沉池:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),容積350m3,內(nèi)分工格并聯(lián)使用,可平衡污水水質(zhì)和初沉,避免對后續(xù)處理設(shè)施造成沖擊負荷。
(2)加藥設(shè)備:主體鋼結(jié)構(gòu),共5套,由攪拌機、攪拌桶、貯藥箱和計量泵組成,用于制備各種藥劑,能確保準確、持續(xù)穩(wěn)定地投加。
(3)一體化設(shè)備:鋼結(jié)構(gòu),共3套,單套處理能力300m3/h,可單獨、并聯(lián)使用,集加藥混凝、反應(yīng)、沉淀為一體,污水經(jīng)設(shè)備后,懸浮物濃度可降至70mg/L以下,其他有害物質(zhì)也大大減少。
(4)污泥池:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),容積50m3,集水處理站所有處理設(shè)備排污物。
(5)提升泵:一用一備,共2套,單套流量18m3/h,將污泥池泥水提升至污泥濃縮罐。
(6)污泥濃縮罐:鋼結(jié)構(gòu),共2套,并聯(lián)使用,總?cè)莘e35m3,污泥和泥水在設(shè)備中重力濃縮后,污泥的體積可減少一半。
(7)隔膜提升泵:揚程50m,流量18m3/h,各種固液分離設(shè)備的前級壓力供給裝置,采用壓縮空氣作為動力源,具有耐腐蝕、無噪聲和輕微振動等特點,允許通過最大粒徑為10mm,磨損極小。
(8)污泥脫水設(shè)備:處理污泥20m3/h,板框壓濾機是一種全自動間歇式過濾設(shè)備,采用板框壓濾,用于各種泥水的分離處理,脫水率高,維護方便,運行安全可靠。
二、生活污水處理流程
生活污水處理流程如圖2所示。
2.1 生活污水工程概況
(1)生活污水處理規(guī)模:污水處理量70m3/h。
(2)生活污水經(jīng)處理后排放指標(biāo):達到GB8978―1996《污水綜合排放標(biāo)準》一級標(biāo)準。
2.2 生活污水處理工藝
(1)生活污水采用的生物接觸氧化體積負荷高、處理時間短、節(jié)約占地面積、出水水質(zhì)好而穩(wěn)定,而且動力消耗低,可間歇運行,不存在污泥膨脹問題,操作管理方便。
(2)生活污水采用斜管沉淀,由于沉淀裝置表面負荷高,單位面積通過的污水量大,沉淀效果好。因此,能確保污水中輕質(zhì)懸浮物快速沉淀,保證出水的懸浮物量極低。
(3)在污水處理工藝設(shè)計上考慮污水處理站的特殊環(huán)境情況,選用低噪聲、低震動設(shè)備,并盡量減少手動操作。
(4)污水處理系統(tǒng)采用自動控制和手動控制2套控制方式。污水處理系統(tǒng)正常運行工況下可實現(xiàn)無人職守的自動控制運行;采用時鐘控制器,并設(shè)有系統(tǒng)運行異常和設(shè)備故障報警提示裝置。
(5)回轉(zhuǎn)式格柵機、塑料格網(wǎng):用于截留污水中較大的漂浮物和固體懸浮物,保證后續(xù)處理系統(tǒng)的正常運行。
(6)調(diào)節(jié)池提升泵:一用一備,流量80m3/h,用于將調(diào)節(jié)池的污水提升到生物接觸氧化池。
(7)過濾器提升泵:用于將中間水池的水提升至無閥過濾器進行過濾。
(8)加藥裝置:采用塑料筒體,抗腐蝕能力強。
(9)無閥過濾器:選用YJZ-500G型鋼制無閥過濾器1臺,處理能力為70m3/h。
2.3 生活污水處理工藝原理
生活污水首先進入格柵池去除較大漂浮物,格柵池的出水自流進入到初沉池,通過初沉池去除靠自然沉降的大顆粒懸浮物后污水進入調(diào)節(jié)池,通過調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置潛水?dāng)嚢铏C勻和水量、水質(zhì)后,由污水提升泵提升至接觸氧化池。在接觸氧化池內(nèi)進行好氧反應(yīng),去除污水中的有機污染物。接觸氧化池出水在進入絮凝反應(yīng)池后,與此處投加的混凝劑聚合氯化鋁混合?;旌虾?,自流進入沉淀池,根據(jù)“淺層沉淀”的原理,在沉淀池內(nèi)增設(shè)蜂窩斜管,提高沉淀效率。投加混凝劑聚合氯化鋁不僅通過絮凝去除污水中的小顆粒懸浮物,還可以去除大部分的有機物和磷酸鹽,微生物殘骸和無機固體雜質(zhì)等懸浮物轉(zhuǎn)入污泥中。污水通過水泵提升進入到過濾系統(tǒng)中,經(jīng)過過濾后用于礦井生產(chǎn)用水,部分經(jīng)進一步深化處理后作為礦區(qū)生活用水,剩余部分外排。
斜管沉淀池沉積下來的污泥經(jīng)重力沉淀排至污泥池,污泥池中的污泥用泵提升至疊螺式污泥脫水機進行脫水,污泥經(jīng)脫水后定期清理外運。
三、礦井污廢水在線自動監(jiān)控系統(tǒng)
3.1 主要目的和方法
通過新建一套礦井污廢水在線自動監(jiān)控系統(tǒng),轉(zhuǎn)變礦井之前人工水質(zhì)監(jiān)測的現(xiàn)狀,應(yīng)用近幾年水質(zhì)監(jiān)測監(jiān)控方面的新技術(shù),同時應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)IOT技術(shù),實現(xiàn)監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合,從而真正實現(xiàn)水質(zhì)實時監(jiān)測,實現(xiàn)礦井污廢水處理達標(biāo)排放。
3.2 系統(tǒng)組成
礦井污廢水在線自動監(jiān)控系統(tǒng)采樣與傳輸主要由采樣與測試子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)遠程傳輸子系統(tǒng)組成。
(1)采樣與測試子系統(tǒng):收集、運輸污廢水及檢測污染物,顯示各檢測指標(biāo)的自動檢測數(shù)據(jù)。
(2)數(shù)據(jù)采集及處理子系統(tǒng):按一定的時間間隔采集和存儲測量各指標(biāo)數(shù)據(jù),計算污廢水污染物排放率、排放量,顯示各種參數(shù)。
(3)數(shù)據(jù)遠程傳輸子系統(tǒng):數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心站。
3.3 自動檢測指標(biāo)
根據(jù)環(huán)保管理和污染總量控制要求,安順煤礦監(jiān)控因子:
(1)礦井水在線監(jiān)控因子包括:流量、pH值、懸浮物、CODcr(化學(xué)需氧量)等。
(2)生活污水在線監(jiān)控因子包括:流量、pH值、懸浮物、氨氮、CODcr(化學(xué)需氧量)等。
3.4 系統(tǒng)實現(xiàn)的功能
COD、pH值、氨氮、懸浮物、流量自動監(jiān)視器在特定時間間隔檢測到的數(shù)據(jù)被顯示和打印,并存儲在數(shù)據(jù)采集和控制器中。同時,數(shù)據(jù)采集和控制器通過GPRS網(wǎng)絡(luò)定時將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳環(huán)保局監(jiān)測站,并存儲于數(shù)據(jù)庫,系統(tǒng)程序?qū)ΡO(jiān)測數(shù)據(jù)進行顯示、查詢、統(tǒng)計分析、報表輸出等。系統(tǒng)設(shè)備具備報警功能,當(dāng)監(jiān)測到污染物指標(biāo)數(shù)據(jù)超過設(shè)定的報警限值時,系統(tǒng)設(shè)備立即報警,可調(diào)整系統(tǒng)通信參數(shù)和報警參數(shù),從而實現(xiàn)系統(tǒng)長期安全、穩(wěn)定運行。
3.5 實施方案
為實施污染物排放總量控制,記錄和控制污染排放情況,準確及時地預(yù)防和控制污染事故,提高環(huán)境監(jiān)測管理水平。能夠自動計量污水排放量,自動完成CDD、pH值、懸浮物、氨氮、流量等參數(shù)的在線監(jiān)測,自動完成聯(lián)網(wǎng)傳輸和分析處理,其性能達到國家對污染源治理設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)要求。
四、結(jié)論
(1)礦井污廢水在線監(jiān)控系統(tǒng)投入使用以來轉(zhuǎn)變了以往礦井人工檢測水質(zhì)以及無法準確檢測水質(zhì)的現(xiàn)狀,該系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠,實現(xiàn)了礦井水水質(zhì)的實時監(jiān)測,為礦井水處理系統(tǒng)的正規(guī)化運轉(zhuǎn)提供了重要參考依據(jù),同時由于可以24h不間斷地在線計量,實現(xiàn)了相關(guān)業(yè)務(wù)部室對凈水站運轉(zhuǎn)的實時監(jiān)督。
(2)根據(jù)礦井自動化工作的推進,將礦井水在線計量裝置系統(tǒng)引入自動化控制平臺,實現(xiàn)值班人員實時動態(tài)監(jiān)測礦井水水質(zhì),確保各種異常狀況都能及時得以處置,嚴防超標(biāo)排放情況的發(fā)生。(來源:永貴能源開發(fā)有限責(zé)任公司西秀分公司)
聲明:素材來源于網(wǎng)絡(luò)如有侵權(quán)聯(lián)系刪除。