磁分离净化工艺技术经济分析课件

,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Company Logo,#,Click to edit Master title style,LOGO,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,一、我国的煤矿矿井水,我国煤炭产量位居世界第一，煤矿矿井水的产生量和排放量也是位居全国工业废水的第一，据统计和测算，目前全国煤炭矿井水的产生量达到每年,4550,亿,m3,，随着矿井水越来越多地作为水资源开发利用，全国煤矿矿井水的排放量仅占产生量的一半以下，即每年排放,25,亿,m3,左右。,一、我国的煤矿矿井水我国煤炭产量位居世界第一，煤矿矿井水的产,1,二、矿井水的性质,由于各地煤系地层的水文地质条件不同，矿井水从涌出到集中水仓再提升到地面的途径不同，各个矿区、各个煤矿的矿井水水质差别很大，在煤炭行业水处理和环境保护界，一般根据矿井水杂质的数量和性质，划分为清洁矿井水、高悬浮物矿井水、高矿化度矿井水、酸性矿井水和含重金属及放射性矿井水等五类，有些矿井水兼有上述五类中的两类甚至四类污染物。,二、矿井水的性质由于各地煤系地层的水文地质条件不同，矿井水从,2,三、矿井水处理,我国大规模、普遍地进行煤矿矿井水处理始于,20,世纪,80,年代中期，至今仅有二十多年的历史，但是推广普及的速度和技术进步的速度很快，可以说，目前全国一万余家正规在册的煤矿中，除西北地区极少数无涌水煤矿外，都建设了并运行着矿井水处理系统。据我们调查、测算，全国煤矿矿井水的总处理能力超过,20,亿,m3/,年。,三、矿井水处理我国大规模、普遍地进行煤矿矿井水处理始于20世,3,矿井水处理技术：,除少数采取提前抽排或井下清污分流措施的煤矿，能够直接排放清洁矿井水外，大多数煤矿的矿井水都需要进行水质处理，才能达到环境排放标准或资源利用标准。煤矿矿井水处理技术的选择，取决于排水水质和处理后的水质要求，即,“,两头决定中间,”,。根据矿井水处理的技术特征，可以划分为一般处理技术、特殊处理技术和深度处理技术。,矿井水处理技术：除少数采取提前抽排或井下清污分流措施的煤矿，,4,矿井水一般处理技术，主要目的是去除矿井水中的煤粉、岩粉等颗粒物和悬浮物，主要技术手段是预沉淀混凝,-,絮凝沉淀过滤。矿井水一般处理技术的应用范围最广，占矿井水处理工程总量的,90%,以上。同时，一般处理技术是特殊处理技术和深度处理技术必需的前端处理环节。,矿井水一般处理技术，主要目的是去除矿井水中的煤粉、岩粉等,5,特殊处理技术，主要目的是去除矿井水中过高的酸性、溶解性盐类、铁锰离子等主要污染成分，部分矿井水中还有COD、NH、油类等污染物。主要技术手段是物理化学法和化学法，通过中和、氧化、沉淀、反渗透等化学反应和物理化学作用，把超过标准有害物质从水中分离出去。矿井水特殊处理技术的用户较少但地域分布相对集中。,特殊处理技术，主要目的是去除矿井水中过高的酸性、溶解性盐,6,深度处理技术，主要指为使处理后的矿井水达到生活饮用水卫生标准、冷却循环水及锅炉内水等，对经过一般处理或特殊处理的煤矿矿井水进一步进行消毒、活性炭吸附等处理，目的是去除水中病原微生物、微量有机污染物和重金属离子的组合技术。矿井水深度处理属于要求严格的水处理技术之一。,深度处理技术，主要指为使处理后的矿井水达到生活饮用水卫生,7,原来煤矿矿井水处理的主要目的是满足达标排放的环保要求，随着煤炭矿区水资源日益紧缺和用水量大的煤炭循环经济产业快速发展，矿井水的资源价值越来越受到重视，特别是在缺水矿区，矿井水已经成为主要的工业、生活用水水源，并明确写入行业技术政策和设计规范。目前煤矿矿井水处理技术中的给、排水处理已经成为紧密不可分的系统工程，资源化利用已经成为矿井水处理的首要目标。,四、从排放到利用,四、从排放到利用,8,传统的矿井水处理是将井下水仓集中的矿井水提升到地面，在地面建设矿井水处理厂。自,20,世纪,90,年代后期，矿井水井下处理逐渐成为一种技术潮流，越来越多地被各地煤矿采用，在山东、河北、山西等国家重点煤炭矿区先后建成了处理能力从,5000m3/d,到,20000m3/d,的井下矿井水处理厂，至今成功运行。,五、矿井水井下处理,五、矿井水井下处理,9,与地面处理工艺相比，矿井水井下处理不仅是空间位置的变化，更是一种全新的清洁生产理念和高效低碳的技术路线。矿井水井下处理符合彻底改变煤矿形象（采煤不见煤、出矸不见矸，排水不见水）的时代潮流，是煤炭绿色开采技术的重要组成部分，并且具有多方面的技术经济优势。,与地面处理工艺相比，矿井水井下处理不仅是空间位置的变化，更是,10,简化水泵选型和维护。,地面处理方案将井下水仓水提升到地面，需要采用渣浆泵，井下处理方案则只要选用清水泵，同等规格的排水能力，采用清水泵能够节约投资,30%-50%,，同时延长维护周期,3-4,倍。,六、矿井水井下处理的技术经济效率,减少管路磨损和腐蚀。,矿井水中的煤泥和悬浮物不但磨损水泵部件，而且还严重磨损排水管路，据调查，同等条件下，井下处理方案排水管的使用寿命是井上处理方案排水管使用寿命的2-3倍。特别是对于酸性矿井水，在井下进行中和处理后再提升到地面，可以延长水泵和管路的使用寿命5倍以上。,简化水泵选型和维护。六、矿井水井下处理的技术经济效率,11,便于就近利用。,目前矿井水资源化的重要利用途径是用于井下降尘、洒水和消防用水以及乳化油配制用水。采用地面处理方案时，处理后的清洁矿井水需要重返井下，造成管路折返铺设、往复运输的浪费并增加设备运行成本。井下处理方案可以将清水直接输送到井下用水点，便捷、高效，余量清水入仓后，可提升至地面作为综合利用水源。,便于就近利用。,12,减少土地占用。,矿井水地面处理方案一般占用较大的土地面积，以日处理能力,10000m3,的矿井水处理厂为例，从预沉池到清水池需要,5,到,6,级构筑物，需要土地面积,5000-8000m2,，而井下处理方案，平面面积,300m2,即可；采用井下处理工艺，可以为煤矿发展新增地面生产系统置换土地。,减少土地占用。,13,提高水仓有效容积效率。大部分矿井都在井下设计容积,2000m3,以上的中央水仓，矿井水中的大量煤泥、岩粉等很快在水仓沉淀，影响了有效容积和悬浮物沉降效率，一般每,1,到,3,个月就要清挖一次。井下处理方案可以直接、连续地处理矿井涌水，煤泥和悬浮物及时得到分离，保证了中央水仓的最大有效容积，大大提高了矿井防御洪水和水害的能力。,磁分离净化工艺技术经济分析课件,14,实现机械化水仓清理。,井下水仓清挖是高强度的艰苦劳动，受井下场地条件限制，作业中也屡屡发生工伤事故。而井下处理方案采用独立的污泥处理系统回收煤泥，极大地减轻了煤泥在井下沉淀，极大减少了繁重的体力劳动，对于远期水仓中沉积的少量煤泥可以采用新型机械便捷回收。,实现机械化水仓清理。,15,不怕气候变化影响。,矿井水地面处理系统会受到严寒、暴雨、沙尘等不利气象条件的干扰，严重影响处理效果，特备是北方地区，需要加盖、增加暖通设施隔离气候影响。井下处理方案则环境条件恒定，有利持续运行。,清水升井，便于利用。,矿井水井下处理工艺可以实现清水提升到地面，相当于在矿井中新打了一眼水源井，可以方便地供应生产、消防、降尘、洗浴、绿化等各种用途。,不怕气候变化影响。,16,便于与后续水处理利用工艺连接。,随着东部老矿区深层开采和西部新矿区开采，需要特殊处理和深度处理的矿井水越来越多，特殊处理和深度处理工艺的必要前提是输入清洁的原水，矿井水井下处理方案的出水水质可以达到特殊处理和深度处理工艺进水的要求。特别是目前大部分矿井都建设了地面矿井污水处理厂，清水升井后，可以把原有的污水厂可根据后续用水要求，改造为特殊及深度处理厂站。为后续处理提供了宝贵的建设空间。,便于与后续水处理利用工艺连接。,17,便于煤炭回收。,矿井水井下处理方案采用压滤机回收煤泥，滤饼水分在,40%,左右，可以在井下直接进入运输、提升系统，不仅最大限度回收了煤泥资源，而且有效解决了地面处理带来的煤泥“拖泥带水”问题。,适合改扩建矿井水处理能力增容。,矿井水井下处理不占用地面工业场地面积，而且尽量利用井下水仓前原有硐室及巷道，矿建量不大。十分适合现有煤矿矿井水处理系统补套建设和处理能力增容。,便于煤炭回收。,18,存在局限。,矿井水井下处理也有一定的局限，主要是井下处理系统如果现有的巷道、硐室空间不能满足要求，需要在井下开凿硐室或者原有巷道改造，需要增加一定的矿建量。受井下环境限制，工艺设备需要防爆、防腐、通风、巷道支护等井下特殊条件要求。受井巷尺度限制，井下处理设备的安装、维护、检修有一定困难等。,磁分离净化工艺技术经济分析课件,19,根据煤矿井下的特殊条件，井下水处理系统需要满足基本的特殊要求。,七、矿井水井下处理工艺的特殊要求,2,水头变化小。,系统实现重力自流是水处理工艺的基本原则，相对于地面可提升、可下挖的灵活水头选择，井下处理工艺流程的水头变化必须限制在巷道允许的有限高度内。在有限的空间内，无论重力自流还是泵系统提升，必须精确计算。,1,尺寸紧凑。,无论传统的构筑物处理系统还是机械处理系统，都需要瘦身、精干，以满足井下有限空间的安装布置尺寸要求，机械处理系统更能满足此项要求。,七、矿井水井下处理工艺的特殊要求2水头变化小。1,20,5,安全。,整个系统的设备、装置和运行必须满足煤矿安全规程的有关要求。,3,水质水量变化大。,由于煤矿采掘生产的特殊性，生产废水的水质及水量不会是一个均衡的数值，所以设备的抗负荷能力、适应水质变化能力要强,。,4,一体化。,为实现清水入仓、井下直接回用、余量提升地面，矿井水处理工艺的预沉、加药、混凝反应、沉淀分离、煤泥回收等各个环节都要在井下连续一次性完成。,5安全。3水质水量变化大。4一体化。,21,磁分离技术用于矿井水井下处理的优势,目前部分矿井水井下处理是将传统的地面水处理工艺改型搬到井下。其实质仍是静态的水工构筑物处理系统，以重力沉降为主要的分离动力。磁分离技术是一种全新的机械式水处理工艺，它以强大的磁力作为分离动力，同时满足系统紧凑、占地面积小、水头损失小、处理一体化、安全、低耗的井下处理特殊要求。,八、与传统工艺对比,磁分离技术用于矿井水井下处理的优势八、与传统工艺对比,22,技术经济指标比较计算表,以,12000,m3/d,处理规模计算,序号,项 目,单位,超磁分离,斜板沉淀,磁分离与斜板沉淀对比,1,处理能力,m3/d,12000,12000,井上井下均可,2,处理效率,m3/m2,h,12.50,1.39,效率提高8.3倍,3,占地面积,m2,180,1200,占地节省85%,4,水力停留时间,Min,34,2030,时间缩短7倍,5,药剂添加量,PAC,Ppm,40,120,药量减少66%,PAM,Ppm,2,5,药量减少60%,6,运行成本(完全成本),元/吨水,0.24,0.60,节省运行费60%,7,悬浮物浓度,mg/L,10,10,相同,8,污泥(煤泥)浓度,mg/L,70000,40000,污泥浓度提高75%,9,施工周期（天）,-,90,210,缩短施工周期70%,10,耐冲击负荷能力,-,较强,较强,11,自动化程度,-,自动化程度高,自动化程度一般,12,日常维护,-,维护量小,运行维护较复杂,通过上表对比计算，按照日处理,12000 m3/d,的项目计算，无论井上工艺还是地面工艺，与传统工艺比，优势明显,。,技术经济指标比较计算表序号项 目单位超磁分离斜板沉淀磁分离,23,九、经济效益（以日处理12000m3/d 计算,）,（,1,）节约的电费,以提升高度,500,米，水量,12000m3/d,