露天煤礦污水處理工藝研究論文
摘要：
文章首先闡述露天煤礦污水處理常見問題、特點(diǎn)及處理相關(guān)要求，其次以哈爾烏素露天煤礦污水處理站現(xiàn)狀為實(shí)例，對污水處理工藝及自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，希望與污水處理專業(yè)人員一起分享經(jīng)驗(yàn)，共同優(yōu)化自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)效果，進(jìn)一步改善露天煤礦污水處理的效果。
關(guān)鍵詞：煤礦污水；處理工藝；自動(dòng)控制系統(tǒng)
我國水資源在時(shí)間與空間上分布體現(xiàn)出高度不均勻特征，煤礦水處理系統(tǒng)面臨諸多的問題，加強(qiáng)煤礦污水處理工藝的問題研究，能夠循環(huán)利用處理的污水，促進(jìn)礦區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程。但是污水處理工藝有很多種，國家對環(huán)保要求越來越高，對污水排放要求也提出高標(biāo)準(zhǔn)，以自動(dòng)控制技術(shù)加強(qiáng)污水處理工藝管理運(yùn)行，是社會(huì)發(fā)展的趨勢和要求。
一、露天煤礦污水處理的問題、特點(diǎn)及相關(guān)要求。
1、污水處理常見問題。
（1）系統(tǒng)進(jìn)水無法實(shí)現(xiàn)雨污分離，雨季大量煤粉、泥沙進(jìn)入系統(tǒng)，而系統(tǒng)前端無調(diào)節(jié)池、沉砂池等預(yù)處理工段，水質(zhì)水量均有較大波動(dòng)，對生化系統(tǒng)形成較大沖擊，嚴(yán)重影響處理效果。
�。�2）礦區(qū)檢修車間含油廢水經(jīng)油水分離器后進(jìn)入系統(tǒng)，此部分含油廢水油分多為乳化油，而油水分離器主要針對浮油有較好去除率，對乳化油去除效果較差，難以實(shí)現(xiàn)油水充分分離。
（3）煤礦食堂污水未經(jīng)隔油直接排入污水處理系統(tǒng)，導(dǎo)致污水管道經(jīng)常堵塞，并影響進(jìn)水水質(zhì)。
2、特點(diǎn)與處理相關(guān)要求。
從性質(zhì)的角度分析，露天煤礦污水水質(zhì)和一般城市污水高度相似，但和城市污水之間存在明顯差別，其特點(diǎn)主要在如下幾方面有所體現(xiàn)：水質(zhì)水量變動(dòng)幅度相對較大、污染物濃度相對較低、污水的可生化性相對較好以及處理難度相對較低。一般而言，在露天煤礦的規(guī)模不同情況下，其在出水要求方面上也體現(xiàn)出較大差異，這就對煤礦處理廠污水的處理工藝提出一定標(biāo)準(zhǔn)，要求他們以國家環(huán)保部門相關(guān)規(guī)范要求為憑據(jù)，去明確水質(zhì)處理處理效果，進(jìn)而使出水質(zhì)量得到根本保障。
二、哈爾露天煤礦污水處理工藝。
哈爾烏素露天煤礦污水處理站于2008年11月建成投運(yùn)，2012年進(jìn)行改造，采用納米生化反應(yīng)工藝，由于多方面原因，污水處理系統(tǒng)不能長期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，2017年進(jìn)行進(jìn)一步改造，采用MBR污水處理工藝�，F(xiàn)結(jié)合實(shí)際的污水處理情況，簡析該污水處理站的污水處理工藝。
1、工藝單元設(shè)計(jì)。
污水處理工藝流程分污水處理系統(tǒng)、污泥處理系統(tǒng)及加藥系統(tǒng)。
�。�1）污水處理系統(tǒng)污水處理系統(tǒng)根據(jù)工藝過程主要包括預(yù)處理單元，生化處理單元，深度處理單元。
�。�2）污泥處理系統(tǒng)污泥處理主要對整個(gè)污水處理過程中產(chǎn)生的污泥進(jìn)行濃縮脫水，對污泥進(jìn)行處理：污泥→污泥濃縮池→廂式壓濾脫水機(jī)→泥餅外運(yùn)處置。
�。�3）加藥系統(tǒng)系統(tǒng)有兩套加藥裝置，分別為PAC、PAM，兩種藥劑投加點(diǎn)為兩座初沉池。各種藥劑投配系統(tǒng)通過儲(chǔ)存罐、溶配單元、計(jì)量泵及相應(yīng)管線，定量輸送至各投藥點(diǎn)，滿足裝置內(nèi)污水處理工藝穩(wěn)定運(yùn)行的需要，混凝劑和絮凝劑等藥劑定期購置，儲(chǔ)存?zhèn)溆�，藥劑溶配單元所需潔凈水由進(jìn)入污水處理界區(qū)的給水管線供給。
2、主要工藝分析。
�。�1）曝氣沉砂在具體的工藝流程中，它主要的功能是實(shí)現(xiàn)對粒徑0。2mm以上且密度＞2.65t/m3的砂粒，從而達(dá)到保護(hù)的管道、閥門的目的，最大限度降低的磨損和阻塞的問題。是在重力的至此下，控制進(jìn)水流速，使得無機(jī)顆�？梢韵鲁�，有機(jī)懸浮顆�？梢皂樌M(jìn)入到下一工序內(nèi)。曝氣的作用下，使得砂粒中的污染物得到順利排出，再配合離心作用等，綜合實(shí)現(xiàn)曝氣脫臭的效果。
（2）砂水分離器砂水分離器主要作用是將砂水混合液中的砂水分離，分離出來的砂進(jìn)行外運(yùn)處理，分離出來的水回流到調(diào)節(jié)池。
�。�3）MBR水處理在污水處理、水資源再利用領(lǐng)域，MBR又稱膜生物反應(yīng)器（MembraneBio—Reactor），是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)。
�。�4）氣浮工藝該工藝主要是用于分離水和懸浮物的方法，主要選擇的設(shè)備包括空壓機(jī)、攪拌機(jī)、刮渣機(jī)、溶氣罐等。氣浮設(shè)備的主要作用是分經(jīng)過沉砂處理后水中含有的難于沉淀的懸浮物及水中的浮油和乳化油。綜合上述幾點(diǎn)工藝，可為露天煤礦污水處理提供幫助，滿足污水的處理需求，全面降低煤礦生產(chǎn)污水的影響，保障煤礦開采活動(dòng)的環(huán)保性，進(jìn)而綜合提升煤礦企業(yè)的.持續(xù)健康發(fā)展。
三、污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在污水處理系統(tǒng)的應(yīng)用，會(huì)使污水處理效率更高，可靠性更強(qiáng)，水質(zhì)更穩(wěn)定。結(jié)合現(xiàn)有污水處理技術(shù)，對具體自動(dòng)控制系統(tǒng)改造方向進(jìn)行研究。
1、自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成。
污水處理站自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)成主要有動(dòng)力配電部分、PLC控制部分以及電纜是其主要設(shè)施。動(dòng)力配電部分是所有工藝設(shè)備以及自動(dòng)控制系統(tǒng)供應(yīng)動(dòng)力電源，并運(yùn)行由控制系統(tǒng)傳導(dǎo)的相關(guān)指令，控制工藝設(shè)備的啟動(dòng)與停運(yùn)；PLC控制部分由PLC模塊、控制系統(tǒng)電源、各種在線檢測儀表或傳感器以及工業(yè)控制計(jì)算機(jī)等構(gòu)成，成為污水處理站自動(dòng)控制系統(tǒng)的重心。
2、自動(dòng)控制系統(tǒng)所需設(shè)備。
在對煤礦污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，在選擇設(shè)備類型過程這能夠一定要結(jié)合設(shè)備性能、設(shè)備造價(jià)，同時(shí)也要結(jié)合污水處理站環(huán)境潮濕度，在符合環(huán)境發(fā)展需求的基礎(chǔ)上，選擇性價(jià)比相對較高的產(chǎn)品。
�。�1）動(dòng)力配電柜：用電為二級負(fù)荷，低壓側(cè)采用放射式配電方式。
�。�2）電纜：動(dòng)力電纜選擇了YJV—0.6/1KV，控制電纜選擇了KVV—0.45/0.75KV。
（3）接地系統(tǒng)：采用TN—C—S系統(tǒng)，至配電柜的電源線采用5芯電纜，中性線N與保護(hù)線PE是分開的，接地電阻不大于4Ω。
3、設(shè)備自動(dòng)控制設(shè)計(jì)。
�。�1）設(shè)備的控制方式。
�、佻F(xiàn)場手動(dòng)模式：
設(shè)備的現(xiàn)場控制箱或控制柜上的“手動(dòng)/自動(dòng)”開關(guān)選擇“手動(dòng)”方式時(shí)，通過現(xiàn)場控制箱或控制柜上的按鈕實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的啟/停、開/關(guān)操作。
�、谧詣�(dòng)模式：
現(xiàn)場控制箱或控制柜上的“手動(dòng)/自動(dòng)”開關(guān)選擇“自動(dòng)”方式，設(shè)備的運(yùn)行完全由現(xiàn)場控制站根據(jù)污水處理站的工況及生產(chǎn)要求來完成對設(shè)備的運(yùn)行或開/關(guān)控制。
（2）主要工藝控制。
①細(xì)格柵：一般情況下細(xì)格柵的運(yùn)行受格柵前水位調(diào)控，在高水位下運(yùn)轉(zhuǎn)，低水位下停運(yùn)。
�、谝患壧嵘�。一級提升泵的運(yùn)行采用水位控制，控制柜根據(jù)調(diào)節(jié)池水位，自動(dòng)控制水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，高水位運(yùn)行，低水位停止，并根據(jù)每臺(tái)水泵的運(yùn)行時(shí)間自動(dòng)輪換參與運(yùn)行，使每臺(tái)水泵的運(yùn)行時(shí)間均等，另外，調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置超高液位報(bào)警器，報(bào)警時(shí)間持續(xù)10秒鐘之后，可實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)泵同時(shí)啟動(dòng)。該系統(tǒng)還設(shè)有干運(yùn)轉(zhuǎn)保護(hù)，來延長水泵使用壽命。
③污泥濃縮池。污泥濃縮池上清液回流采用電動(dòng)閥控制，通過液位控制器液位高低控制電動(dòng)閥的開閉。采用現(xiàn)場手動(dòng)控制和PLC控制兩種方式。
�、苷{(diào)節(jié)池?cái)嚢铏C(jī)。該設(shè)備應(yīng)用自動(dòng)控制，同時(shí)在現(xiàn)場安裝手動(dòng)控制按鈕，集控室能實(shí)時(shí)呈現(xiàn)攪拌機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
�、荻壧嵘谩６壧嵘玫倪\(yùn)行采用水位控制，控制柜根據(jù)中間水池水位，自動(dòng)控制水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，高水位運(yùn)行，低水位停止，并根據(jù)每臺(tái)水泵的運(yùn)行時(shí)間自動(dòng)輪換參與運(yùn)行，使每臺(tái)水泵的運(yùn)行時(shí)間均等，另外，中間池內(nèi)設(shè)置超高液位報(bào)警器。
�、藜铀幭到y(tǒng)加藥泵對藥劑的投加量進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)量，加藥系統(tǒng)攪拌裝置可定時(shí)或人工調(diào)正開啟時(shí)間及運(yùn)行方式，由PLC控制站控制、管理。
四、結(jié)束語。
現(xiàn)代煤礦污水處理站系統(tǒng)用自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式，構(gòu)建了穩(wěn)定性好、系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行的格局，智能化產(chǎn)生班、日、月、年報(bào)表、圖表以及各種參數(shù)、控制曲線，且能打印輸出，大幅度降低了人員的作業(yè)量，提升了生產(chǎn)效率。因?yàn)樵撓到y(tǒng)在設(shè)計(jì)期間結(jié)合了煤礦廠污水處理相關(guān)數(shù)據(jù)以及設(shè)備設(shè)施運(yùn)行參數(shù)，有效規(guī)避了設(shè)備無效空轉(zhuǎn)現(xiàn)象，節(jié)省了大量能源，降低了運(yùn)行成本，并實(shí)現(xiàn)了對污水的深度凈化處理，降低毒害物質(zhì)排放量甚至是“零排放”，經(jīng)處理的水可循環(huán)利用，大大節(jié)約了成本，對生態(tài)環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展有很大現(xiàn)實(shí)意義。不久的將來，隨著自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展，無人值守的污水處理站會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。
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