露天煤矿污水处理工艺研究论文
摘要：
文章首先阐述露天煤矿污水处理常见问题、特点及处理相关要求，其次以哈尔乌素露天煤矿污水处理站现状为实例，对污水处理工艺及自动控制系统进行研究，希望与污水处理专业人员一起分享经验，共同优化自动控制系统设计效果，进一步改善露天煤矿污水处理的效果。
关键词：煤矿污水；处理工艺；自动控制系统
我国水资源在时间与空间上分布体现出高度不均匀特征，煤矿水处理系统面临诸多的问题，加强煤矿污水处理工艺的问题研究，能够循环利用处理的污水，促进矿区经济的可持续发展进程。但是污水处理工艺有很多种，国家对环保要求越来越高，对污水排放要求也提出高标准，以自动控制技术加强污水处理工艺管理运行，是社会发展的趋势和要求。
一、露天煤矿污水处理的问题、特点及相关要求。
1、污水处理常见问题。
（1）系统进水无法实现雨污分离，雨季大量煤粉、泥沙进入系统，而系统前端无调节池、沉砂池等预处理工段，水质水量均有较大波动，对生化系统形成较大冲击，严重影响处理效果。
（2）矿区检修车间含油废水经油水分离器后进入系统，此部分含油废水油分多为乳化油，而油水分离器主要针对浮油有较好去除率，对乳化油去除效果较差，难以实现油水充分分离。
（3）煤矿食堂污水未经隔油直接排入污水处理系统，导致污水管道经常堵塞，并影响进水水质。
2、特点与处理相关要求。
从性质的角度分析，露天煤矿污水水质和一般城市污水高度相似，但和城市污水之间存在明显差别，其特点主要在如下几方面有所体现：水质水量变动幅度相对较大、污染物浓度相对较低、污水的可生化性相对较好以及处理难度相对较低。一般而言，在露天煤矿的规模不同情况下，其在出水要求方面上也体现出较大差异，这就对煤矿处理厂污水的处理工艺提出一定标准，要求他们以国家环保部门相关规范要求为凭据，去明确水质处理处理效果，进而使出水质量得到根本保障。
二、哈尔露天煤矿污水处理工艺。
哈尔乌素露天煤矿污水处理站于2008年11月建成投运，2012年进行改造，采用纳米生化反应工艺，由于多方面原因，污水处理系统不能长期稳定达标排放，2017年进行进一步改造，采用MBR污水处理工艺。现结合实际的污水处理情况，简析该污水处理站的污水处理工艺。
1、工艺单元设计。
污水处理工艺流程分污水处理系统、污泥处理系统及加药系统。
（1）污水处理系统污水处理系统根据工艺过程主要包括预处理单元，生化处理单元，深度处理单元。
（2）污泥处理系统污泥处理主要对整个污水处理过程中产生的污泥进行浓缩脱水，对污泥进行处理：污泥→污泥浓缩池→厢式压滤脱水机→泥饼外运处置。
（3）加药系统系统有两套加药装置，分别为PAC、PAM，两种药剂投加点为两座初沉池。各种药剂投配系统通过储存罐、溶配单元、计量泵及相应管线，定量输送至各投药点，满足装置内污水处理工艺稳定运行的需要，混凝剂和絮凝剂等药剂定期购置，储存备用，药剂溶配单元所需洁净水由进入污水处理界区的给水管线供给。
2、主要工艺分析。
（1）曝气沉砂在具体的工艺流程中，它主要的功能是实现对粒径0。2mm以上且密度＞2.65t/m3的砂粒，从而达到保护的管道、阀门的目的，最大限度降低的磨损和阻塞的问题。是在重力的至此下，控制进水流速，使得无机颗粒可以下沉，有机悬浮颗粒可以顺利进入到下一工序内。曝气的作用下，使得砂粒中的污染物得到顺利排出，再配合离心作用等，综合实现曝气脱臭的效果。
（2）砂水分离器砂水分离器主要作用是将砂水混合液中的砂水分离，分离出来的砂进行外运处理，分离出来的水回流到调节池。
（3）MBR水处理在污水处理、水资源再利用领域，MBR又称膜生物反应器（MembraneBio—Reactor），是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。
（4）气浮工艺该工艺主要是用于分离水和悬浮物的方法，主要选择的设备包括空压机、搅拌机、刮渣机、溶气罐等。气浮设备的主要作用是分经过沉砂处理后水中含有的难于沉淀的悬浮物及水中的浮油和乳化油。综合上述几点工艺，可为露天煤矿污水处理提供帮助，满足污水的处理需求，全面降低煤矿生产污水的影响，保障煤矿开采活动的环保性，进而综合提升煤矿企业的.持续健康发展。
三、污水处理自动控制系统。
随着科学技术的不断发展，自动化技术在污水处理系统的应用，会使污水处理效率更高，可靠性更强，水质更稳定。结合现有污水处理技术，对具体自动控制系统改造方向进行研究。
1、自动控制系统的构成。
污水处理站自动控制系统构成主要有动力配电部分、PLC控制部分以及电缆是其主要设施。动力配电部分是所有工艺设备以及自动控制系统供应动力电源，并运行由控制系统传导的相关指令，控制工艺设备的启动与停运；PLC控制部分由PLC模块、控制系统电源、各种在线检测仪表或传感器以及工业控制计算机等构成，成为污水处理站自动控制系统的重心。
2、自动控制系统所需设备。
在对煤矿污水处理系统设计时，在选择设备类型过程这能够一定要结合设备性能、设备造价，同时也要结合污水处理站环境潮湿度，在符合环境发展需求的基础上，选择性价比相对较高的产品。
（1）动力配电柜：用电为二级负荷，低压侧采用放射式配电方式。
（2）电缆：动力电缆选择了YJV—0.6/1KV，控制电缆选择了KVV—0.45/0.75KV。
（3）接地系统：采用TN—C—S系统，至配电柜的电源线采用5芯电缆，中性线N与保护线PE是分开的，接地电阻不大于4Ω。
3、设备自动控制设计。
（1）设备的控制方式。
①现场手动模式：
设备的现场控制箱或控制柜上的“手动/自动”开关选择“手动”方式时，通过现场控制箱或控制柜上的按钮实现对设备的启/停、开/关操作。
②自动模式：
现场控制箱或控制柜上的“手动/自动”开关选择“自动”方式，设备的运行完全由现场控制站根据污水处理站的工况及生产要求来完成对设备的运行或开/关控制。
（2）主要工艺控制。
①细格栅：一般情况下细格栅的运行受格栅前水位调控，在高水位下运转，低水位下停运。
②一级提升泵。一级提升泵的运行采用水位控制，控制柜根据调节池水位，自动控制水泵的运行台数，高水位运行，低水位停止，并根据每台水泵的运行时间自动轮换参与运行，使每台水泵的运行时间均等，另外，调节池内设置超高液位报警器，报警时间持续10秒钟之后，可实现两台泵同时启动。该系统还设有干运转保护，来延长水泵使用寿命。
③污泥浓缩池。污泥浓缩池上清液回流采用电动阀控制，通过液位控制器液位高低控制电动阀的开闭。采用现场手动控制和PLC控制两种方式。
④调节池搅拌机。该设备应用自动控制，同时在现场安装手动控制按钮，集控室能实时呈现搅拌机运转状态。
⑤二级提升泵。二级提升泵的运行采用水位控制，控制柜根据中间水池水位，自动控制水泵的运行台数，高水位运行，低水位停止，并根据每台水泵的运行时间自动轮换参与运行，使每台水泵的运行时间均等，另外，中间池内设置超高液位报警器。
⑥加药系统加药泵对药剂的投加量进行准确的计量，加药系统搅拌装置可定时或人工调正开启时间及运行方式，由PLC控制站控制、管理。
四、结束语。
现代煤矿污水处理站系统用自动控制系统设计方式，构建了稳定性好、系统自动运行的格局，智能化产生班、日、月、年报表、图表以及各种参数、控制曲线，且能打印输出，大幅度降低了人员的作业量，提升了生产效率。因为该系统在设计期间结合了煤矿厂污水处理相关数据以及设备设施运行参数，有效规避了设备无效空转现象，节省了大量能源，降低了运行成本，并实现了对污水的深度净化处理，降低毒害物质排放量甚至是“零排放”，经处理的水可循环利用，大大节约了成本，对生态环境保护与可持续发展有很大现实意义。不久的将来，随着自动化技术发展，无人值守的污水处理站会成为现实。
参考文献：
[1]步长存。煤矿污水处理工艺及自动控制系统研究与应用[J]。中国煤炭工业，2014（02）：46—47。
[2]梁钰祥。煤矿污水处理厂土建阶段施工要点及质量控制策略研究[J]。煤炭与化工，2017，40（12）：78—80。
[3]董传良，骆祥波，史强。计算机技术在煤矿污水处理技术中的应用[J]。现代信息科技，2017，1（04）：93—94。
[4]张少飞。分析深井煤矿污水处理及污水资源化的利用[J]。民营科技，2016（06）：270+272。
[5]胡士香。煤矿生活污水处理工艺初探[J]。河北企业，2015（07）：121。
[6]高清柱。深井煤矿污水处理及污水资源化分析[J]。中国新技术新产品，2014（08）：172。
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