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(wàn)t，可采儲量4988萬(wàn)t，服務(wù)年限40.1a，設計生產(chǎn)能力90萬(wàn)t/a，允許生產(chǎn)能力60萬(wàn)t/a，屬煤與瓦斯突出礦井，煤種為無(wú)煙煤。礦井設計采用斜井開(kāi)拓方式，共有3條斜井，其中主井和副井為進(jìn)風(fēng)井，風(fēng)井為專(zhuān)用回風(fēng)井，為中央并列式通風(fēng)方式。該礦井已建設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(gè)水倉，分別為三盤(pán)區變電所處750m3、中央變電所處3700m3。安順煤礦生活污水主要來(lái)源于礦區職工和安順監獄人員日常生活過(guò)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(gè)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，礦區內的生活污水經(jīng)處理后直接排放。

　　為加強環(huán)保部門(mén)對礦井污廢水處理的監督能力，確保礦井污廢水達標排放，亟須新設計建設一套礦井污廢水在線(xiàn)自動(dòng)監控系統，其中含CDD水質(zhì)在線(xiàn)分析儀、pH計、超聲波明渠流量計、懸浮物、數據采集儀、立體機柜、采樣泵、穩壓電源、巴歇爾堰槽及配套線(xiàn)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：達到GB20426―2006《煤炭工業(yè)污染物排放標準》中新建(擴、改)生產(chǎn)線(xiàn)排放限值，SS≤50mg/L，COD≤50mg/L。

　　1.2 工藝技術(shù)特征

　　(1)初沉池：鋼筋混凝土結構，容積350m3，內分工格并聯(lián)使用，可平衡污水水質(zhì)和初沉，避免對后續處理設施造成沖擊負荷。

　　(2)加藥設備：主體鋼結構，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、持續穩定地投加。

　　(3)一體化設備：鋼結構，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、沉淀為一體，污水經(jīng)設備后，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：鋼筋混凝土結構，容積50m3，集水處理站所有處理設備排污物。

　　(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：鋼結構，共2套，并聯(lián)使用，總容積35m3，污泥和泥水在設備中重力濃縮后，污泥的體積可減少一半。

　　(7)隔膜提升泵：揚程50m，流量18m3/h，各種固液分離設備的前級壓力供給裝置，采用壓縮空氣作為動(dòng)力源，具有耐腐蝕、無(wú)噪聲和輕微振動(dòng)等特點(diǎn)，允許通過(guò)最大粒徑為10mm，磨損極小。

　　(8)污泥脫水設備：處理污泥20m3/h，板框壓濾機是一種全自動(dòng)間歇式過(guò)濾設備，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)生活污水處理規模：污水處理量70m3/h。

　　(2)生活污水經(jīng)處理后排放指標：達到GB8978―1996《污水綜合排放標準》一級標準。

　　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(shí)間短、節約占地面積、出水水質(zhì)好而穩定，而且動(dòng)力消耗低，可間歇運行，不存在污泥膨脹問(wèn)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(guò)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(dòng)設備，并盡量減少手動(dòng)操作。

　　(4)污水處理系統采用自動(dòng)控制和手動(dòng)控制2套控制方式。污水處理系統正常運行工況下可實(shí)現無(wú)人職守的自動(dòng)控制運行;采用時(shí)鐘控制器，并設有系統運行異常和設備故障報警提示裝置。

　　(5)回轉式格柵機、塑料格網(wǎng)：用于截留污水中較大的漂浮物和固體懸浮物，保證后續處理系統的正常運行。

　　(6)調節池提升泵：一用一備，流量80m3/h，用于將調節池的污水提升到生物接觸氧化池。

　　(7)過(guò)濾器提升泵：用于將中間水池的水提升至無(wú)閥過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾。

　　(8)加藥裝置：采用塑料筒體，抗腐蝕能力強。

　　(9)無(wú)閥過(guò)濾器：選用YJZ-500G型鋼制無(wú)閥過(guò)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(jìn)入格柵池去除較大漂浮物，格柵池的出水自流進(jìn)入到初沉池，通過(guò)初沉池去除靠自然沉降的大顆粒懸浮物后污水進(jìn)入調節池，通過(guò)調節池內設置潛水攪拌機勻和水量、水質(zhì)后，由污水提升泵提升至接觸氧化池。在接觸氧化池內進(jìn)行好氧反應，去除污水中的有機污染物。接觸氧化池出水在進(jìn)入絮凝反應池后，與此處投加的混凝劑聚合氯化鋁混合?；旌虾?，自流進(jìn)入沉淀池，根據“淺層沉淀”的原理，在沉淀池內增設蜂窩斜管，提高沉淀效率。投加混凝劑聚合氯化鋁不僅通過(guò)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(wú)機固體雜質(zhì)等懸浮物轉入污泥中。污水通過(guò)水泵提升進(jìn)入到過(guò)濾系統中，經(jīng)過(guò)過(guò)濾后用于礦井生產(chǎn)用水，部分經(jīng)進(jìn)一步深化處理后作為礦區生活用水，剩余部分外排。

　　斜管沉淀池沉積下來(lái)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(jìn)行脫水，污泥經(jīng)脫水后定期清理外運。

　　三、礦井污廢水在線(xiàn)自動(dòng)監控系統

　　3.1 主要目的和方法

　　通過(guò)新建一套礦井污廢水在線(xiàn)自動(dòng)監控系統，轉變礦井之前人工水質(zhì)監測的現狀，應用近幾年水質(zhì)監測監控方面的新技術(shù)，同時(shí)應用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)IOT技術(shù)，實(shí)現監測監控技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)的結合，從而真正實(shí)現水質(zhì)實(shí)時(shí)監測，實(shí)現礦井污廢水處理達標排放。

　　3.2 系統組成

　　礦井污廢水在線(xiàn)自動(dòng)監控系統采樣與傳輸主要由采樣與測試子系統、數據采集與處理子系統和數據遠程傳輸子系統組成。

　　(1)采樣與測試子系統：收集、運輸污廢水及檢測污染物，顯示各檢測指標的自動(dòng)檢測數據。

　　(2)數據采集及處理子系統：按一定的時(shí)間間隔采集和存儲測量各指標數據，計算污廢水污染物排放率、排放量，顯示各種參數。

　　(3)數據遠程傳輸子系統：數據通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )傳輸到監控中心站。

　　3.3 自動(dòng)檢測指標

　　根據環(huán)保管理和污染總量控制要求，安順煤礦監控因子：

　　(1)礦井水在線(xiàn)監控因子包括：流量、pH值、懸浮物、CODcr(化學(xué)需氧量)等。

　　(2)生活污水在線(xiàn)監控因子包括：流量、pH值、懸浮物、氨氮、CODcr(化學(xué)需氧量)等。

　　3.4 系統實(shí)現的功能

　　COD、pH值、氨氮、懸浮物、流量自動(dòng)監視器在特定時(shí)間間隔檢測到的數據被顯示和打印，并存儲在數據采集和控制器中。同時(shí)，數據采集和控制器通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )定時(shí)將監測數據上傳環(huán)保局監測站，并存儲于數據庫，系統程序對監測數據進(jìn)行顯示、查詢(xún)、統計分析、報表輸出等。系統設備具備報警功能，當監測到污染物指標數據超過(guò)設定的報警限值時(shí)，系統設備立即報警，可調整系統通信參數和報警參數，從而實(shí)現系統長(cháng)期安全、穩定運行。

　　3.5 實(shí)施方案

　　為實(shí)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(shí)地預防和控制污染事故，提高環(huán)境監測管理水平。能夠自動(dòng)計量污水排放量，自動(dòng)完成CDD、pH值、懸浮物、氨氮、流量等參數的在線(xiàn)監測，自動(dòng)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施監控系統的技術(shù)要求。

　　四、結論

　　(1)礦井污廢水在線(xiàn)監控系統投入使用以來(lái)轉變了以往礦井人工檢測水質(zhì)以及無(wú)法準確檢測水質(zhì)的現狀，該系統運行穩定可靠，實(shí)現了礦井水水質(zhì)的實(shí)時(shí)監測，為礦井水處理系統的正規化運轉提供了重要參考依據，同時(shí)由于可以24h不間斷地在線(xiàn)計量，實(shí)現了相關(guān)業(yè)務(wù)部室對凈水站運轉的實(shí)時(shí)監督。

　　(2)根據礦井自動(dòng)化工作的推進(jìn)，將礦井水在線(xiàn)計量裝置系統引入自動(dòng)化控制平臺，實(shí)現值班人員實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監測礦井水水質(zhì)，確保各種異常狀況都能及時(shí)得以處置，嚴防超標排放情況的發(fā)生。(來(lái)源：永貴能源開(kāi)發(fā)有限責任公司西秀分公司)