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磁分离技术在水力采煤工艺系统中的应用前景(5)
业等废水处理;工业冷却循环水、原子能发电厂的冷凝水、纺织印染废水、造纸废水、放射性废水、电镀废水、含酚废水、食品发酵废水、厨房污水、屠宰废水等处理领域,并且应用范围随技术进步仍在不断扩大。3 应用前景3.1 必要性和可行性分析3.1.1 必要性分析将磁分离技术应用于水力采煤工艺系统中处理水采煤泥水的的迫切性表现在以下两个方面。(1)依据“浅层沉淀”理论开发出来的高效斜板(管)沉淀池目前已大量用于处理煤炭行业的各种污水,如水采煤泥水、选煤厂煤泥水以及煤矿矿井水等,也正是得益于此项技术成功应用于在水采矿井的井上、下处理水采煤泥水,才实现了水力采煤小粒度分级水旱运提模式由常规型向经济型以及采区化(区域化)两次质的飞跃,使水力采煤全部工艺环节在矿井某一采区或区域内完成,实现了全部水采原煤的旱提旱运,进一步扩大了水力采煤的应用领域。斜板(管)沉淀技术由于增加了沉淀池的沉淀面积以及水力条件的改善,其沉淀效率为普通平流沉淀池的3~5倍,由于考虑到其在实际运行中存在着各种干扰水流稳定的因素,如悬浮物浓度差异而产生的异重流、配水引起的水流扰动等,在设计计算过程中一般取下限值。所以采用更加高效的沉淀技术势在必行,以进一步减少矿建、设备等投资费用。(2)近几年来,随着水力采煤方法向一些中小型煤矿、旱采机械化开采比较困难的不稳定煤层煤矿、开采急倾斜煤层煤矿以及开采综采剩余边角煤柱矿井等推广应用时,水采工作面水枪小时落煤能力要求不高,为了解决这类矿井水采系统装机容量大、初期投资大、吨煤电耗高等突出问题,在煤矿井上下采用了高转速(2 950 r/min)、高单级扬程(1.3 MPa)、小流量(Q=150 m3/h)多级离心泵做为水力采煤高压供水泵,但这类高转速离心泵对供水水质要求较高,要求在50 mg/L以下。虽然平流沉淀池和目前普遍采用的高效斜板(管)沉淀池等的出水水质也都能达到此要求,但存在土建或矿建工程量大、投资高、底流浓度偏低、占地面积大等缺点。3.1.2 可行性分析可行性分析包括技术可行性和经济可行性这两方面分析。(1)技术可行性。目前我国磁分离技术稳定成熟,在水处理中的应用范围已经十分广泛,几乎涉及所有水处理领域,并且应用范围随技术进步仍在不断扩大,且已在煤炭行业煤矿井上、下用于处理矿井涌水等。磁分离技术具有处理时间短、占地面积小、处理量大、运行成本低、出泥浓度高、对主要污染物净化效果显著、自动化程度高、设备配置效率高、日常操作简单以及维护方便等诸多优点。磁分离技术虽然具有缓冲能力小、对来浆量大小敏感度更大以及目前磁分离技术对高浓度污水处理效果不尽如人意等不足。但考虑到目前已有各种沉淀池,如平流沉淀池、立式沉淀池、耙式浓缩机、深锥浓缩机、角锥池、高效斜板(管)沉淀池等以及各种澄清池在处理高浓度污水时,经过一级处理后其出水水质也很难稳定达到50 mg/L以下,往往需要二级甚至三级处理后方能稳定达到。因此,在针对来浆量波动较大、污水中含有一部分粗颗粒的污水处理工艺流程设计时,为减少不必要的投资,一般在对污水正式处理前增设污水预处理环节,以实现对来浆的缓冲均化以及去粗等。如前所述,受水力采煤工艺的影响,水采煤泥水浓度、来浆量波动很大,同时在对水采原煤浆进行分级脱水时不可避免地存在跑粗问题,目前在水采矿井井上、下处理水采煤泥水时,也都需增设水采煤泥水的预处理环节。(2)经济可行性。由于磁分离技术与依据“浅层沉淀”理论开发出来的高效斜板(管)沉淀池相比,具有处理时间短、占地面积小、处理量大、运行成本低、出泥浓度高等诸多经济方面的优点,因此采用磁分离技术处理水采煤泥水必将取得更好的经济效益。虽然磁分离技术在污水处理过程中增加了磁种投加、回收、消磁环节以及极少磁种的损失,但这些和采用磁分离技术处理水采煤泥水后所带来的巨大经济效益相比较,就显得微不足道,几乎可以忽略不计。3.2 工艺流程根据磁分离技术的基本原理、分类、技术特点等,通过借鉴目前磁分离技术在诸多行业污水处理中成功使用经验,再结合水力采煤煤泥水本身特点以及60多年来在处理水采煤泥水过程中所积累的经验教训,给出如下两个使用磁分离技术处理水采煤泥水的工艺流程。磁凝聚和沉淀设施相结合的沉降分离工艺流程,如图1所示;磁力吸着分离的工艺流程,如图2所示。这两个工艺流程中除水采煤泥水二级处理采用了不同的处理设施外,其它各工艺环节都相同,工艺流程一综合利用了沉淀设施容积大、缓冲均化能力大以及磁分离技术对水采煤泥水磁絮凝后的絮体沉淀速度显著加快这两种沉淀技术的优点,以此来解决工艺流程二中二级处理采用磁分离设备时其缓冲均化能力偏弱的缺点。3.3 主要研究内容为了将磁分离技术成功应用于水力采煤工艺系统中处理水采煤泥水,需对以下几方面主要研究内容进行研究,目前以上两工艺流程中所采用的技术先进、成熟并且实际运行效果稳定的
文章来源:《水力采煤与管道运输》 网址: http://www.slcmygdys.cn/qikandaodu/2020/0629/329.html
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