超磁分离水体净化技术在煤矿中的研究及应用.pdf

2 0 1 1 年第2 期 童 蔗 斜技 1 8 7 超磁分 离水体 净化技术在煤矿 中的研究及应 用 夏春雨 ， 张驰 ， 陈鑫 新汶矿业集 团公 司协庄煤矿 ， 山东 新泰2 7 1 2 2 1 摘要该文 简要介绍 了协庄煤矿水体质量及水处 理在井下应用 的现状 ， 详细阐述 了水处 理改革的必要性和超 磁分离水 体净化技术 的性 能特 点。 关键词煤矿超磁分离 净化水处理 中图分类号 X 7 0 3 文献标 识码B 目前协 庄煤 矿水 处理 系 统 为化 学 药剂 水 处理 方 式。该处 理方式 药剂 投放后 无法 回收 ， 投 放 药剂 配 比 需 要严格 控制 ， 药剂用 量较 大 ， 水 处理成 本较 高 ， 且 配 制过程复 杂 ， 难 以控制 。并且 化学水 处理需 要 较 长反 应时问 ， 需要建设大规模的沉淀池及反应 池 ， 造成 了 占 地 面积大 ， 处理过程复杂等弊端 ， 增大 了矿建 施工工 程 量 ， 加大 了费用投 入 ， 水力 停 留时间 长 ， 不适 合井 下使 用 。为改善处理条件 ， 特引进超磁分离水处理技术 。 1 超 磁 分离水 体净 化装 置特 点及 性 能 1 ． 1 装 置 的主要特 点 超磁分离水体净化装置主要由 P A C制备投加装 置、 P A M制 备投加 装置 、 搅拌 装 置 、 超 磁 分 离机 、 磁 分 离磁鼓 、 电气控 制系统 和磁 种 回收装置 组成 。 占地 面 积小 ， 设备用 电量小 ， 在井下的安装实施提供 了便利 。 1 超磁分离水体净 化装置 主机采用 圆盘 式磁 分 离器 ， 加大 了污泥 形成 的微磁 絮 团与磁分 离器 的接触 面积 ， 从 而实现 了污泥与水的完全分离 ， 解决 了普 通水 处理不彻底 的难题 。 2 该套 设 备为 适应 井下 使 用 的需 要 ， 主要部 件 。全部采用 不锈钢制作 ， 其余部 件也都 采取 了防腐措施 ， 电气及控制系统也都符合井下使用防护要求。 3 该水处理系统无需大量沉淀池 ， 处理过程简 单 ， 相比传统水处理技术， 不受井下巷道条件的限制， 相应占地面积小、 施工量少、 费用相对较低。 1 ． 2 装置的主要性能 I 超磁分离是一套成熟稳定的技术。超磁分离 机采用 国内最先进的稀土钕铁硼， 实现了磁盘表面的 高磁场强度和磁场梯度 ， 有利于捕捉吸附到废水中的 微磁性悬浮物， 提高了废水的出水指标。 2 系统搅拌投加装置均采用 自动控制箱控制 ， 减少了药剂投加量控制的难题。 3 超磁分离机的磁盘采用稀土永磁材料 ， 与电 磁式高梯度磁分离系统 H G M S 相比， 磁力的产生不 收稿 日期 2 0 1 00 91 9 需 电耗 ， 同时磁盘转 速很 慢 ， 主辅电机总功率 1 ． 3 5 k W。 整套系统设备电耗低。 2工作原 理 超磁 分离净化设备是 由一组强磁力稀 土磁盘打捞 分离机械组成。矿井水由水沟流入絮凝池及混凝池， 与 投加 的混凝剂 与絮凝 剂充 分混合 ， 形成水 与微 磁絮 团的混合 流体 ， 当流体流经稀土磁盘组 之间的流道 时， 流体 中所含 的磁性悬 浮 絮 团受 到强 磁场力 的作用 ， 吸 附在磁盘盘面上 ， 随着磁盘 的转动 ， 逐 渐从水体 中分 离 出来。待悬浮物脱去大部份水分运转到刮渣装置时， 形成隔磁卸渣带 ， 由刮 渣刨 机构轮刮人螺旋输送装 置 ， 产生的废渣 自流进入磁分离磁鼓 。处 理后 的废水从 出 水 口流出 ， 完成 净化过 程。被 刮去渣 的磁 盘又重 新转 入水体 ， 形成 周而复始 的超磁分离净化水体 的全过程 。 3主 要创 新点 3 ． 1 磁 分 离 时 间短 传统 的絮凝 沉 降工 艺 是 在加 药 絮 凝后 形成 大 絮 团， 靠重力沉 降。磁分 离技术 因采用稀土钕铁 硼 ， 其表 面产生磁力是 重力 的 6 0 0倍 以上 ， 能快 速地 捕捉 到微 磁性絮团， 实际分离时间仅需 l 0多秒 ， 传统的沉淀完 全无 法与其相 比。 3 ． 2用 药量 少 超磁分离技术应用于水处理， 其投放磁种可回收 再利用， 回收率大于9 9 ． 4 ％， 基本可忽略其产生 的运 行费用 。 3 ． 3 设备 占地少 处理量大 与传统处理方法相比， 设备分离时间短 ， 相应的设 备占地少。整套工艺水力停留时间 3 m i n ， 全套设备 占 地小于 8 0 。 3 ． 4 出渣污泥浓度高 磁分离设备分离悬浮物靠磁力把絮团吸出水面， 完 全实现渣与水的分离。磁分离设备的出渣含量大于 7 0 0 0 0 m g ／ L ， 含水率约9 3 ％， 可不经过浓缩直接进入脱水 设备 。经过常规 的压滤脱水后 ， 污泥含水率小于 4 0 ％ ， 1 8 8 谯蔗 舛妓 2 0 1 1 年 第2 期 湖集车站 I、 Ⅲ场繁忙咽喉行车组织研讨 江 朝 阳 淮北矿业集团铁路运 输处， 安微 淮北2 3 5 1 4 6 摘要湖集车站是淮北矿业集团铁路运输处 目前最大的车站， 下设六个车场。 I、 Ⅲ场连接 I、 Ⅲ、 Ⅳ场及 两条装车线、 两 条卸车 线， 涉及到 作业较 多， 妨碍现象较为突 出， 是 目前本车站最为繁忙的咽喉。本文对咽喉道 岔区进行 合理 分组， 以图表 的方式分析各个道岔组 的 占用情 况， 得出利用率 ， 对车站作业提供 了理论支持并提 出了合理的建议。 关键词 车站 咽喉利用率 中图分类号 U 2 9 2 ． 2 2 文献标识码A 1 I、 Ⅲ场 咽喉现 状 湖集车站是淮北矿业集团铁路运输处 目前最大 的 车站 ， 下设六个车场。 I、 Ⅲ场咽喉 目前连 接 I、 Ⅲ、 Ⅳ场及装 车线 卸车 线各两条 ， 涉及到接发车 、 调 车、 站 内转场作业 ， 有 四条 平行进 路 ， 但是道 岔分组较 多 ， 妨碍 现象较 为突 出 ， 是 目前本 车站最为繁忙的咽喉 。平面示意图如图 1 。 作业咽喉岔 区利用率 较高 ， 调 车作业 与接发 车作 业相互干扰影响较大 ， 调车人 员在 室外等待时间较 长 ， 急需从理论上进行分析使行车人员认识 到矛盾产生 的 原因 ， 从 而针对 问题采取相应 的措施 。 2咽喉道岔 的分 组及 I、 Ⅲ场 线路 固定使 用 I I ． 、 Ⅲ场间转场主要使用 I 、 2 、 3号道 岔组 。 2 Ⅲ、 Ⅳ场转场主要使用 2 、 4 、 6 、 7 号道岔组 。 3 焦 炭装车线 只能使用 4 、 6号道岔组 。 4 煤炭 卸车 线 可供使 用 线路 较多 ， 作 业 中可 以 灵活安排。 5 车站接发通过列车使用 1 、 2号道岔组较多 ， 转 场和通过列车每次 占用时间都为 1 5 m i n 。 6 调车作业 每 次 占用 时 间为 6 m i n ， 本 咽喉 除去 焦炭装车线和精煤卸车线调车作业 占用 时间单独 细化 核算 ， 其他调车作业 时问不再细化 。 7 I、 Ⅳ场及 卸煤 线联络线 路较 长 可 以做牵 出 线使用。 收稿 日期 2 0 1 1 0 1 2 0 作者简介 江朝阳 1 9 8 1 一 ， 男， 2 0 0 5 年毕业于中国矿业大学交通 图 1 I、 Ⅲ场平面 图 掌 量 ，．学 学 竺 ， 于 淮 北 矿 业 集 团 铁 路 运 输 处 ， 助 理 工 程 师 ， 现 3 咽 喉 各 个 道 岔 组 总 占 用 时 间 表1 为 湖 集 车 站 专 职 安 生 员 。 - 便于装卸外运。 4效 益分 析 超磁分离水处理技术的成功使用， 不仅解决 了清 仓难度大、 施工周期长等问题 ， 而且还解决了原始水处 理技术分离污水不彻底等一系列问题。采用循环磁种 的特点， 避免了原始设备多次投药费用花销问题 ， 一次 投资终生受用 ， 节能环保。井下处理污水， 清水排到地 面， 大大减少了水泵的维修保养费用及维护人工成本， 也大大 降低 了对环境 的污染 。 1 经计算含煤泥水重度 由 r 1 0 3 5 0 N ／ m 降到 清水重度 r 1 0 0 0 0 N ／ m 时， 降低了阻力损失 ， 其吨水 百米电耗由0 ． 5 0 6 k Wh降到0 ． 4 7 k Wh ， 排水垂高4 6 2 m， 节约 电量 6 1 ． 2万 k wh ， 折 电费 3 3 ． 0 5万元 。 2 可 回收煤泥 收入 按 涌水 量 1 0 0 8 0 m ／ d ， 煤粉 悬浮 3 0 0 m g ／ L 0 ． 3 k g ／ I T I 计 算， 每 年可 回收煤 泥 1 1 0 3 ． 7 t ， 煤泥热值按 3 7 6 0 k c a l 计算， 折标煤 1 1 0 3 ． 7 X 0 ． 5 3 4 7 5 9 0 ． I t 。折合人 民币 2 9 ． 6万元 。 3 由于矿井水质提高， 减少了对井下主排水泵 的浸蚀， 每年可减少水泵维修费用 8 5 ． 5万元。 4 节约其他费用 煤泥水经处理后进入水仓， 没 有污泥沉淀， 水质清澈， 避免了清仓费用及清仓所需的 人力物力， 减轻了工人的劳动强度， 按每清仓一次需人 员 1 0名、 工期 1 5天计， 节约维修人工费用 9 ． 6万元； 节约 排 污 费 1 0 0 8 0 m ／ d X 0 ． 1 2 2 5 m X 3 6 5 d 4 2 ． 9 2 万元 ； 节约水资资源开采费4 5 ． 5 5万元。