Aplicación de tecnología de tratamiento de agua en la mina de carbón Yaoqiao
1 Estado actual de la tecnología de tratamiento de agua de mina
(1) Forma de coagulante y mezcla.
Los coagulantes de sales de aluminio o hierro se suelen utilizar para purificar el agua de mina que contiene sólidos en suspensión. Actualmente se utiliza comúnmente cloruro de polialuminio y también es útil el hierro de polialuminio. El floculante utiliza principalmente poliacrilamida.
Los métodos de mezcla de coagulantes en el tratamiento de agua de minas generalmente utilizan mezcla con bomba de agua, mezcla con mezclador de tubería y mezcla mecánica, entre los cuales se usa más comúnmente la mezcla con bomba de agua. ?
(2) Precipitación y clarificación.
El tratamiento de depuración de aguas de mina utiliza tanques de sedimentación o tanques de clarificación como unidad principal de tratamiento. El tanque de sedimentación utiliza sedimentación horizontal y sedimentación de tubo inclinado (placa), que tiene un bajo consumo de energía. Sin embargo, tiene desventajas como que las instalaciones de tratamiento ocupan un área grande, los lodos de sedimentación son fáciles de bloquear y la descarga de lodos no es suave. . Los clarificadores acelerados mecánicamente y los clarificadores de circulación hidráulica son instalaciones de tratamiento de agua que integran procesos de reacción de coagulación y sedimentación. El clarificador de circulación hidráulica tiene las ventajas de un bajo consumo de energía, una fuerte resistencia al impacto de la carga, un mantenimiento sencillo de las instalaciones y una fácil operación. El clarificador de aceleración mecánica ocupa un área pequeña, pero consume mucha energía y mantenimiento del equipo. En aplicaciones prácticas, el efecto del tratamiento no es tan bueno como el del clarificador de circulación hidráulica. También se utilizan tanques de flotación, pero rara vez se utilizan. ?
(3) Filtrado.
Las instalaciones de filtración más utilizadas para el tratamiento de agua de minas incluyen filtros rápidos y filtros sin válvulas por gravedad. El sistema de tuberías y válvulas del filtro rápido es complejo y la operación de retrolavado es complicada; el filtro sin válvula de gravedad puede retrolavar automáticamente, es simple de operar y fácil de administrar y mantener. El filtro suele utilizar material filtrante de doble capa y no contiene carbón bituminoso ni arena de cuarzo. ? Agregue el sitio web de Security Engineer a favoritos.
(4) Desinfección.
Después de la depuración, el agua de mina debe desinfectarse como el agua doméstica. Generalmente se utiliza dióxido de cloro para la desinfección y hipoclorito de sodio y cloro líquido en menores cantidades. ?
(5) El agua de mina contiene principalmente sólidos suspendidos, principalmente polvo de carbón, que es de color negro, tiene una estructura suelta y una velocidad de sedimentación lenta de las flores de alumbre que se forman después de agregar productos químicos. Después de que se pusieron en funcionamiento muchos proyectos de tratamiento de agua de mina que contenían sólidos suspendidos, el volumen y la calidad del agua diseñados no cumplieron con los requisitos de diseño, principalmente debido a una reacción insuficiente en los tanques de sedimentación de tubos inclinados o de advección y a las grandes cargas superficiales. Por otro lado, dado que la bomba elevadora, la bomba de suministro de agua, el equipo de dosificación, el equipo de desinfección, el sistema de control y los edificios auxiliares están diseñados de acuerdo con la capacidad de tratamiento de agua diseñada, esto provocará un enorme desperdicio de la inversión del proyecto. ?
(6) Las concentraciones de sólidos suspendidos en el agua de las diferentes minas de carbón varían mucho, lo que determina los tipos y cantidades de coagulantes añadidos. Debido a una selección y adición inadecuadas de coagulantes, algunos tratamientos de agua de minas de carbón no logran los resultados esperados. Debido a la incapacidad de monitorear oportunamente la calidad del agua de entrada y salida, el flujo de tratamiento, la dosificación y la ubicación de la piscina, muchos proyectos de tratamiento de agua de mina solo tienen bombas de agua y dispositivos de dosificación simples, y no se puede garantizar la cantidad y calidad del agua después del tratamiento del agua de mina. ?
(7) La maquinaria minera utilizada en la producción de minas de carbón subterráneas requiere aceite emulsionado y aceite de motor, y las sustancias oleosas ingresan al agua de la mina. Las tecnologías convencionales de coagulación, sedimentación en tubos inclinados y filtración no pueden eliminar eficazmente las sustancias petrolíferas del agua de mina. ?
2 Proceso de tratamiento de purificación de agua de la mina de carbón de Yaoqiao
La capacidad de tratamiento diseñada del proyecto de tratamiento de agua de la mina de carbón de Yaoqiao es de 9000 t/d. Después del tratamiento, se utilizará como agua de producción y de baño. , utilizando procesos de reacción mixta, clarificación, filtración y desinfección. El proceso se muestra en la Figura 1.
?
Figura 1 Proceso de tratamiento de agua de mina
El agua de mina es elevada por la bomba de drenaje subterránea al tanque regulador de pre-sedimentación, fluye hacia el pozo de succión de agua por gravedad y luego ingresa el tanque de clarificación de circulación hidráulica mediante la bomba elevadora. El coagulante se agrega antes de la bomba y el floculante después de la bomba. El efluente del clarificador de circulación hidráulica fluye hacia el filtro sin válvula por gravedad, y el efluente del filtro fluye hacia el tanque de agua limpia por gravedad. Agregue dióxido de cloro frente a la piscina de agua limpia para desinfectar. El agua de retrolavado del filtro sin válvula fluye automáticamente hacia el tanque de recolección y es elevada por la bomba sumergible de aguas residuales al tanque regulador de presedimentación para mejorar la tasa de utilización de los recursos hídricos de la mina. El agua de lodo en la tolva de lodo en el clarificador de circulación hidráulica se descarga regularmente al tanque de concentración de lodo. Después de la concentración, la bomba de lodo la eleva al sistema de filtro prensa para su tratamiento. ?
3 Características del proceso de tratamiento de agua de la mina
Con base en las características de calidad del agua de la mina, se determinaron los parámetros técnicos del proyecto de tratamiento de agua de la mina de carbón Yaoqiao y se actualizó a un sistema hidráulico. clarificador de circulación a la vez y luego fluyó por sí solo. Ingrese a la estructura de procesamiento posterior. La calidad del efluente es estable y confiable, con menos equipos eléctricos y bajo consumo de energía.
Utilizando la tecnología que combina un clarificador de circulación hidráulica y un filtro sin válvula de gravedad, la estructura de tratamiento principal es una estructura de hormigón armado, que tiene las características de tamaño reducido, larga vida útil, baja inversión en ingeniería, proceso y operación simples. Comodidad y bajos costos operativos.
El aceite flotante en el agua de la mina se vuelve inestable después de agregar electrolito coagulante, es interceptado y adsorbido por una gran cantidad de lodo de retorno en el clarificador de circulación hidráulica y puede eliminarse de manera efectiva. ?
El sistema de purificación y tratamiento de agua de la mina de carbón Yaoqiao realiza el monitoreo completo del proceso de dosificación automática, descarga automática de lodo y retrolavado automático, incluido el sistema de control eléctrico, el sistema de monitoreo de nivel superior, el sistema PLC y el instrumento. sistema de detección. El sistema de detección del instrumento incluye detección continua y automática del flujo de dosificación, flujo de tratamiento, nivel del tanque de agua y nivel del tanque de dosificación, turbidez del agua de entrada y salida, etc. ?
4 ¿Análisis de beneficios?
4.1 Análisis de beneficios económicos
Antes de la implementación del proyecto de tratamiento de agua de la mina de carbón Yaoqiao, la producción de la mina y el agua doméstica dependían principalmente del bombeo de agua de pozos profundos subterráneos. Después de la implementación del proyecto de tratamiento de agua de mina, ¿la cantidad de agua de mina que se puede purificar y utilizar anualmente es de 3,24 millones de toneladas?
(1) Costes de bombeo de aguas subterráneas y costes anuales de bombeo. El volumen de bombeo anual de agua de pozo profundo es de 3,24 millones de toneladas; el costo de bombeo anual es de 20,61 millones de yuanes; el costo de bombeo es de 0,636 yuanes/t.
La base de cálculo es: tarifa de recursos hídricos 0,23 yuanes/tonelada; precio de la electricidad 0,52 yuanes/kWh; tarifa de descarga de aguas residuales 0,08 yuanes/tonelada; 15 pozos de agua, con una inversión de 280.000 yuanes (incluidos 150.000 yuanes). para la perforación de pozos, la construcción civil, el equipo y la instalación cuestan 130.000 yuanes), y el pozo de fuente de agua tiene una vida útil de 20 años. Cada pozo de fuente de agua tiene una bomba elevadora con una potencia de 15 kW, una operación diaria de 15 horas y un caudal de 40 t/h. Hay dos operadores por pozo de fuente de agua y el salario laboral es de 900 yuanes al mes. El costo anual de mantenimiento de cada pozo de fuente de agua es de 654,38 millones de yuanes. ?
(2) Costos de tratamiento de agua de mina y costos anuales de purificación y utilización del agua de mina. La capacidad anual de tratamiento de agua de la mina es de 3,24 millones de toneladas; el costo anual de purificación y utilización del agua de la mina es de 745.000 yuanes; el costo del tratamiento del agua es de 0,19 yuanes/t (sin incluir los gastos de suministro de agua y electricidad).
La base de cálculo es: la inversión del proyecto es de 2,53 millones de yuanes, incluidos 940.000 yuanes para ingeniería civil, 6,54386 millones de yuanes para ingeniería de equipos, 350.000 yuanes para ingeniería de instalación y 6,5438 millones de yuanes para otros gastos durante 40 años; de depreciación para ingeniería civil, 40 años para equipos La depreciación es de 20 años; la tarifa anual de mantenimiento del equipo es 2 de la inversión en equipo, el precio de la electricidad es de 0,52 yuanes/kWh, la potencia efectiva del tratamiento de agua de la mina es de 42 kW y la potencia efectiva. el suministro de agua es de 30 kW; hay 8 empleados de operación y gestión, y el salario laboral es de 900 yuanes/mes; cloruro de polialuminio (PAC) 2.000 yuanes/t, dosis de 30 mg/l (PAM) 20.000 yuanes/t, dosis de 0,3; mg/L; capacidad de tratamiento de agua 9.000 toneladas/día, días de producción efectiva anual 360 días?
(3) años de beneficios económicos.
Beneficio económico anual = tarifa anual por bombear agua de pozo profundo, tarifa anual por descarga de aguas residuales - tarifa anual por purificación y utilización de agua de mina = 206,1 25,9 (0,08 yuanes/t × 3,24 millones de t) - 74,5 = 15.750 yuan. ?
4.2 Análisis de beneficios ambientales
Después del tratamiento de purificación de agua de la mina de carbón Yaoqiao, la descarga de sólidos suspendidos se puede reducir en 630 toneladas por año y los beneficios ambientales son obvios.
4.3 Análisis de beneficios sociales
Después de la purificación, el agua de mina se puede utilizar como agua de producción y doméstica, lo que puede reducir la explotación de agua de pozos subterráneos profundos, ahorrar recursos de agua subterránea y proteger el medio ambiente. Equilibrio del entorno natural de las aguas subterráneas y superficiales en las zonas mineras. Puede resolver los problemas ambientales causados por la sobreexplotación del agua de los pozos subterráneos y mejorar la relación entre las empresas mineras de carbón y las aldeas circundantes; puede resolver la contradicción entre el creciente consumo de agua y la creciente escasez de recursos hídricos en las zonas mineras; la producción y operación normales de las empresas mineras de carbón, y mejorar la eficiencia de las empresas mineras de carbón con beneficios integrales y promover el desarrollo sostenible de las áreas mineras. ?
5 Conclusión
La descarga anual de agua de mina en mi país es de aproximadamente 2,2 mil millones de toneladas, pero la tasa de utilización de recursos del agua de mina es solo alrededor del 20%. La descarga directa de una gran cantidad de agua de mina sin tratar no sólo contamina el medio ambiente, sino que también desperdicia valiosos recursos hídricos de la mina. Las empresas mineras de carbón de mi país están ubicadas en su mayoría en zonas áridas y semiáridas con recursos hídricos relativamente escasos. Alrededor de dos tercios de las minas de carbón padecen una grave escasez de agua, y el agua para la producción y la vida es escasa, lo que hasta cierto punto restringe el desarrollo sostenible de la producción de carbón y la economía minera. ?
La tecnología de tratamiento de purificación de agua de la mina de carbón Yaoqiao es un proyecto de innovación tecnológica clave durante el período del "Noveno Plan Quinquenal". Su aplicación en otros campos mineros de carbón tendrá amplias perspectivas de promoción.