矿井污水废水在线监测系统

安顺煤矿位于贵州省安顺市。井田面积18.5km2，主煤层为M9，平均煤厚1.53m，属近水平煤层，地质储量8737万t，可采储量4988万t，服务年限40.1a，设计生产能力90万t/a，允许生产能力60万t/a，属煤与瓦斯突出矿井，煤种为无烟煤。矿井设计采用斜井开拓方式，共有三个斜井，其中主井和副井为进风井，风井为专用回风井，为中央平行通风方式。该矿已建成综合机械化矿井。

安顺煤矿生产中产生的大量矿井污水经处理后用于降尘和部分洗煤水，其余大部分经处理后直接排放。地下水池两座，三盘变电站750m3，中心变电站3700m3。安顺煤矿生活污水主要来源于矿区职工和安顺监狱工作人员(两个单位常住人口约3000人)日常生活中产生的洗菜、洗浴、洗衣、厕所、食堂污水等生活污水。主要污染物有悬浮物(SS)、化学需氧量(CODcr)、生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)和总磷(TP)等。矿区生活污水经处理后直接排放。

为加强环保部门对矿山废水处理的监管能力，确保矿山废水达标排放，急需设计建设一套新的矿山废水在线自动监测系统，包括CDD水质在线分析仪、酸度计、超声波明渠流量计、悬浮物、数据采集仪、三维机柜、采样泵、稳压电源、巴什尔堰槽及其配套线路和管道安装等。

一、生产废水处理流程

生产废水的处理流程如图1所示。

1.1矿山生产废水工程概况

(1)矿井生产污水处理规模:日处理能力100 ~ 800 m3/d

(2)矿井生产废水处理后的排放指标:满足GB20426—2006《煤炭工业污染物排放标准》中新建(扩建或改建)生产线的排放限值，SS≤50mg/L，COD ≤ 50mg/L

1.2工艺技术特征

(1)初沉池:钢筋混凝土结构，容积350m3，内部分区并联使用，可平衡污水和初沉的水质，避免后续处理设施的冲击负荷。

(2)加药设备:主体钢结构，共5台，由搅拌器、混合桶、储药箱和计量泵组成，用于配制各种药品，能保证准确、连续、稳定的加药。

(3)一体化设备:3套钢结构，每套处理能力为300m3/h，可独立使用，也可并联使用，集加药、混凝、反应、沉淀于一体。污水经过设备后，悬浮物浓度可降至70mg/L以下，其他有害物质也可大幅减少。

(4)污泥池:钢筋混凝土结构，容积50m3，收集集水处理站所有处理设备的污水。

(5)提升泵:一用一备，共两台，每台流量为18m3/h，将污泥从污泥池提升至污泥浓缩池。

(6)污泥浓缩池:两套钢结构并联使用，总容积35m3。污泥和泥水在设备中重力浓缩后，污泥的体积可以减少一半。

(7)隔膜提升泵:扬程50m，流量18m3/h，各种固液分离设备的前置供压装置采用压缩空气作为动力源，具有耐腐蚀、无噪音、振动小的特点，允许粒径10mm，磨损极小。

(8)污泥脱水设备:处理污泥20m3/h。板框压滤机是一种全自动间歇过滤设备，采用板框压滤机，用于各种泥水的分离处理，脱水率高，维修方便，运行安全可靠。

二。生命污水处理过程

生命污水处理的过程如图2所示。

2.1生活污水项目概述

(1)活污水处理规模:污水处理量70m3/h。

(2)生活污水处理后排放指标:达到GB8978—1996《污水综合排放标准》一级标准。

2.2 life 污水处理工艺

(1)生活污水生物接触氧化具有容积负荷高、处理时间短、节省土地、出水水质好且稳定、能耗低、间歇运行、无污泥膨胀问题、运行管理方便等优点。

(2)生活污水采用斜管沉淀。由于沉淀装置表面负荷高，污水通过单位面积的量大，沉淀效果好。因此可以保证污水中的轻悬浮物快速沉淀，出水悬浮物含量极低。

(3)在污水处理的工艺设计中，考虑污水处理站的特殊环境条件，选择低噪声、低振动的设备，尽量减少人工操作。

(4)污水处理系统采用两套控制方式:自动控制和手动控制。污水处理在系统正常运行情况下，可实现无人值守的自动控制操作；采用时钟控制器，并提供系统运行异常和设备故障的报警提示装置。

(5)旋转格栅机，塑料格栅:用于拦截污水中的大漂浮物和固体悬浮物，保证后续处理系统的正常运行。

(6)调节池提升泵:1用1备，流量80m3/h，用于将污水从调节池提升至生物接触氧化池。

(7)过滤器提升泵:用于将中间池的水提升至无阀过滤器进行过滤。

(8)加药装置:塑料圆筒，耐腐蚀性强。

(9)无阀滤池:选用一台YJZ-500G钢制无阀滤池，处理能力为70 m3/h

2.3生命污水处理技术原理

生活污水先进入格栅池去除大的漂浮物，格栅池的出水自流进入初沉池。自然沉淀悬浮的大颗粒经初沉池去除后，污水进入调节池。调节池内设置潜水搅拌机，使水量和水质混合均匀后，由污水提升泵提升至接触氧化池。在接触氧化池中进行好氧反应，去除污水中的有机污染物。接触池出水进入絮凝反应池后，与此处加入的混凝剂聚合氯化铝混合。混合后自行流入沉淀池。根据“浅层沉淀”的原理，在沉淀池中增加一个蜂窝状斜管，提高沉淀效率。投加混凝剂聚合氯化铝不仅可以通过絮凝作用去除污水中的小颗粒悬浮物，还可以去除大部分有机物和悬浮物如磷酸盐、微生物残渣、无机固体杂质等，并转移到污泥中。污水由水泵提升至过滤系统，过滤后用于矿井生产用水，一部分进一步处理为矿区生活用水，其余排放。

沉淀在倾斜沉淀池中的污泥通过重力沉降排入污泥池，污泥池中的污泥被泵送到梯级污泥脱水机脱水。脱水后，定期清理污泥并运出。

三。矿井污水废水在线自动监测系统

3.1主要目的和方法

通过建设新型矿山污水废水在线自动监控系统，改变矿前人工进行水质监测的现状，应用近年来水质监测新技术，同时应用工业互联网和IOT技术，实现监测技术与互联网的结合，真正实现水质实时监测，实现矿山污水废水达标排放。

3.2系统组成

矿井污水废水在线自动监测系统的采样传输主要由采样检测子系统、数据采集处理子系统和数据远程传输子系统组成。

(1)采样检测子系统:收集和输送污水和污染物，显示各项检测指标的自动检测数据。

(2)数据采集与处理子系统:以一定的时间间隔采集、存储和测量各种指标数据，计算污水、废水中污染物的排放速率和排放量，显示各种参数。

(3)数据远程传输子系统:数据通过GPRS网络传输到监控中心站。

3.3自动检测指示器

根据环境保护管理和污染总量控制的要求，安顺煤矿监测因子:

(1)矿井水在线监测因子包括:流量、pH值、悬浮物、CODcr(化学需氧量)等。

(2)生活污水在线监测因子包括:流量、pH值、悬浮物、氨氮、CODcr(化学需氧量)等。

3.4系统实现的功能

COD、pH值、氨氮、悬浮物、流量自动监测仪在特定时间间隔检测的数据显示并打印出来，存储在数据采集和控制器中。同时，数据采集与控制器定期将监测数据通过GPRS网络上传至环保局监测站，并存储在数据库中。系统程序对监测数据进行显示、查询、统计分析和输出报告。该系统具有报警功能。当监测到的污染物指标数据超过设定的报警限值时，系统设备立即报警，并可调整系统通信参数和报警参数，实现系统的长期安全稳定运行。

3.5实施计划

为了实施污染物排放总量控制，记录和控制污染排放，准确及时地预防和控制污染事故，提高环境监测和管理水平。它能自动测量污水排放量，自动监测CDD、pH值、悬浮物、氨氮、流量等参数。，并自动完成网络传输、分析和处理。其性能满足国家对污染源治理设施监控系统的技术要求。

四。结论

(1)矿井污水废水在线监测系统投入使用以来，改变了过去人工进行水质检测、水质检测不准确的现状。该系统运行稳定可靠，实现了对矿井水质的实时监控，为矿井水处理系统的规范运行提供了重要参考。同时，由于可以24小时不间断在线测量，实现了相关业务部门对净水站运行的实时监管。

(2)根据矿井自动化的进步，将矿井水在线计量装置系统引入自动化控制平台，实现值班人员对矿井水质的实时动态监控，确保各种异常情况能够得到及时处置，防止超标排放的发生。(来源:永贵能源发展有限公司西秀分公司)

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