矿井压风替代罗茨鼓风应用在煤矿生活污水处理

　　本文通过对煤矿特有的矿井压风机设备及矿内生活污水曝气池曝气系统的研究分析，提出可用煤矿特有的压风机去替代罗茨鼓风机作为生活污水处理曝气设备。同时经过合理的技术改造，利用原系统中的PL C控制与新增添电动调节阀及储气罐设备实施技术改造，使供风压力、流量等完全可调可控，完全满足系统需求。

　　一、前言

　　在煤矿生活污水处理方面，采用了常用的活性污泥法处理技术，该技术在以往的生活污水处理技术中通常使用罗茨鼓风机作为曝气设备，全天候运转，不能实现能量的可调可控。近年来虽然交流变频调控技术在鼓风机上得到普遍应用，达到节能效果，但实际运行期间由于电机转速较慢，热量不易散发，导致罗茨鼓风机、电机经常在较高温度下运转，设备老化较快。经过对煤矿特有的压风设备的研究，发现煤矿压风机具有设备集中控制、风源稳定可靠、清洁，风量、风压稳定，特别是近年来螺杆压缩机提供的风源具有无毒无害等优点，这些优点完全满足矿井污水曝气池的需要，再经过技术改造，配以储气罐、减压设施及电动可控调节阀，然后同原系统中的DO(溶解氧)传感器、PL C相结合，完全可作为生活污水处理曝气风源设备，替代罗茨鼓风机鼓风。

　　二、矿区生活污水的来源和有机物处理技术

　　生活污水是矿区职工日常生活中产生的各种废水的混合液，其中包括食堂、浴池、医院、洗衣房、化验室等地排出的洗涤、炊事污水、厕所排出污水以及各种公用事业排出的污水等。可能和生活污水合流在一起的，除生产污水外，还有降雨、雪水，以及清洒路面、绿地等排出的污水等。此外，污水中还会夹杂有大量的泥沙、垃圾、废物等因此生活污水是一种成分极为复杂的混合液体，其中除了含有无机物的杂质以外，更多的是含有各式各样的有机化合物。矿区生活污水处理系统中，一般采用活性污泥法处理有机物。其过程主要借助好氧微生物的作用来实现的，溶解性的有机物主要通过好氧微生物自身功能吸收;固体及其它有机物则通过好氧微生物所产生的酶来间接分解。接触氧化曝气池主要为微生物提供氧化、还原、合成等过程的场所，用自动曝气控制系统来促进有机物的氧化分解。根据曝气量不能太高、也不能太低，所以生活污水接触氧化池中设置溶解氧分析仪，检测溶解氧含量，检测值传输给PL c，由PL C进行计算，与工艺参数模型进行比较，计算出生活污水接触氧化池需要的曝气量，由PLC输出曝气量模拟控制信号给风机变频柜(改造前通过变频器改变风机频率，来实现节能，改造后这一块包括罗茨鼓风机仅用一个电动阀和一个2储气罐替代)，由变频器改变罗茨鼓风机的供电频率，从而改变风机转速达到改变风量的目的，使接触氧化池达到细菌生长所需要的最佳曝气量。

　　三、矿井压风系统的特点

　　(一)矿井压缩机的优越性空气压缩机是矿井必不可少重要设备，是矿井空气动力源，而且设备台数多，能实现集中控制，且不会有停风可能，由于近年来一些矿区采用较为先进的螺杆压缩机及智能控制系统，既有实现了集中控制、油水提前分离、定时排污，又确保了矿井供风的安全性、连续性，而且输出的介质清洁度较高，而且螺杆压缩机正常温度在70"C左右，所以输出的介质无毒。(二)压缩空气的特点压缩空气适宜做功能传递中的介质，输送方便(只要根据管道长短而计算出其输送压力值)，不凝结，对人体无害，没有起火危险，而且空气到处都有。广泛应用制药业、纺织、酿酒业、油井的压裂、高压爆破采煤及驱动以及沉船的打捞等等。(三)压缩空气的质量保证。

　　I.采集

　　自然界的大气，经压缩后高温高湿的压缩空气首先进入油分离器筒内，实现油气分离后，再经过尾部汽水分离，然后送至贮气罐，贮气罐的作用：一是降低流速，使部分油水、尘埃及固体颗粒沉降，并经罐底阀排出(可实现电子定时可调排污);二是消除或减缓供气系统内空气流的脉冲，保证后置设备能得到稳定的气源，使后置设备更好的发挥各自的功效。

　　2. 经贮气罐排出的气体进入输送管道，沿途降低气体温度，至生活调节池储气罐，压缩空气已接近常温，其气体中杂质、油水将再一次分离排出。(四)环保型螺杆压缩机的原理利用压缩机壳体内有一对经过精密加工的相互啮合的阴阳转子。其中阳转子有4个齿，阴转子有6个齿。电机通过齿轮驱动阳转子带动阴转子。喷入的油与空气混合，在转子齿槽间被有效压缩。空气经卸荷阀、压缩机、最小压力阀给系统供气。其结构主要有六个系统组成。即气路系统、油路系统、冷却系统、排放系统、调节系统和电气系统组成。主要部件有压缩机、空气滤清器、油滤清器、油气分离器、电磁阀等。优点是安全性好，可靠性强，且运行中风量、压力恒定，适用于各种条件下的作业。故障解决的方法也很多，维修工作量小，运行成本低，劳动强度小，易于掌握，且油水分离彻底，介质中含油量极少，压缩空气温度低(2011年实测为38.3℃)，对接触氧化池内耗细菌生长几乎无影响。(五)压缩空气的稳定性保障煤矿压风机是矿井四大主要机电设备之一，也就是所谓矿井四大件之一，主要担负矿井井下掘进施工用的风动设备和其它一些需要用压缩空气作为动力源的自动化气动装置用的气缸。只要矿井生产，矿用压风机就要运转，另外一些煤矿正在着手对矿井压风机进行自动化技改，改造后的压风系统可根据矿井压风管网的需求自动增减压风机开启台数，所以在为污水处理站供风方面具有绝对地稳定性保障IS0 8573~国家标准GB/T 13277—9l《一般用压缩空气质量等级》。

 

　　四、矿内现有压风设备及需要增设的配套系统

　　(一)煤矿压缩机的配置情况一些煤矿的压风机房根据矿井产量安装4～8台压风机，而且新建矿井一般都安装新型环保、免维护螺杆压缩机，投产后压风系统就能够实现集中控制，确保供风的安全性、连续性。(二)矿内基础设施概况煤矿矿内特有工广管i苴及电缆桥为供风管道的延伸提供便利条件，而且污水处理站也是煤矿的必要车间，工广桥架也将延伸到污水处理站，改造时可沿工广管道及电缆桥架敷设一路DNIO0压风管至污水处理站生活曝气池即可。(三)系统改造需要投入的主要设备增加一台2m储气罐(配自动排污装置)，进出口管~DN1 00。增加可控电动阀一只，设备型号：A+Z64/K 1216，Z945T-1 0 DN100 PN1.O调节器范围：0～100%(手动/自动);稳态精度：±1%;阀门材质及形式：不锈钢法兰型;采用电机：220V A C单相电机，该阀门执行机构接收DCS系统、调节器、上位机等单元输出的4 20mA或1 5V的模拟量信号，执行机构的输出轴位移与此信号成比例关系，自动地完成调节任务。(四)原系统溶解氧传感器及分析仪技术参数设备型号SDLZ-11—170200A-S，测量范围：0～15mg/1;测量原理：采用电化学法传感器;材质：传感器本体：POM;覆膜帽：POM;测量精度：土0.20t o ga;响应时间：25"(2 60S，断电自动存储数据;零序电流：无;防护等级：传感器：IP68，现场仪表IP65;现场仪表外壳：ABS PCF r，电缆长度9m;分析仪供电、传输与通讯：85 65VA C;4/20Ma+HAR T+Rel{安装方式及清洗：传感器支架安装、自动清洗。(五)P L C可编程控制器PLC自控系统采用日本立石公司C200H—CPU~A、输出模块及软件编程，电源模块C200H-P206。 转载请注明出处: https://www.chndk.com/view-60650-1.html