馬頭洗選廠是冀中能源峰峰集團的主力選煤廠，下設馬頭總廠、九龍生產部、孫莊生產部和山西分廠四個生產單元，主要入選峰峰集團所屬梧桐莊礦、羊東礦、新三礦、九龍礦等礦產原煤，主導產品為十級冶煉焦精煤和肥精煤，主要供武漢鋼鐵、邯鄲鋼鐵、新興鑄管、安陽鋼鐵等用戶。其中馬頭總廠是我國“一五”期間由前蘇聯援建的156項重點工程之一，1959年9月24日建成投產，是一座原設計入選能力為2.0Mt/a的中央型選煤廠，生產采用跳汰、濃縮浮選工藝流程。歷經多次技術改造，現生產采用不脫泥三產品重介質旋流器分選、煤泥直接浮選、尾煤兩段濃縮兩段回收工藝流程，實際入選能力達到4.0Mt/a以上。自2009年開始，馬頭洗選廠先后完成了對孫莊、九龍兩個生產部的全重介技術改造，使一廠三部年入選原煤能力突破了10Mt，選煤工藝和經濟技術指標均達到國內同行業領先水平。

然而，馬頭洗選廠是一個有著50年悠久歷史的老廠，歷史遺留問題較多，尤其是近年來隨著國家環保形勢的日益嚴峻，環保壓力也越來越大，要想繼續生存發展下去，馬頭洗選廠必須打贏這場環保攻堅戰。

1 問題分析

在當前形勢下，馬頭洗選廠所面臨的亟待解決的環保問題主要有：

(1) 開辟選煤生產用水新水源問題。水資源問題是全球密切關注的問題之一，我國人口眾多，但淡水資源卻相對匱乏。為了保護地下水資源，積極響應國家環保政策，遵守相關部門規定，馬頭洗選廠需停止使用地下水進行選煤生產，另辟選煤生產用水水源。

(2) 廠區內生活污水不能直接外排問題。環保部門要求，廠區內生活污水須經過污水處理站處理。

(3) 廠區內雨水、污水分流系統(以下簡稱雨污分流系統)改造問題。需要改造原先合流制排污系統，分別建立雨水、污水管網系統。

(4) 部分區域粉塵污染嚴重的問題。在受煤坑、原煤準備車間、原煤倉等重點區域，需要進行粉塵治理，嚴禁無組織排放等。

2 探索與實踐

為使企業擺脫環保困境，得以持續健康發展，通過與當地環保等部門進行溝通，馬頭洗選廠針對上述問題，進行了一系列探索與實踐。下述改造工程均為馬頭洗選廠在馬頭總廠廠區范圍內實施的項目。

2.1 實施引用中水洗煤工程

根據環保部門要求，禁止馬頭洗選廠開采地下水進行選煤生產，因此開辟洗選用水的新水源成為當務之急。通過研究分析，如果全靠引用十幾里外的滏陽河河水洗煤，則引水費用較高，會導致生產成本升高，因此馬頭洗選廠按照冀南新區水污染防治工作領導小組辦公室2018年11號文件的指示，擬將馬頭城鎮污水處理廠的中水用作選煤生產用水，這樣既可解決中水無處可用的難題，符合環保部門要求，又解決了選煤生產用水水源問題。

在建設初期，由于考慮到工程量、投資額以及施工方便等原因，除選煤用水采用了獨立的閉路循環系統外，馬頭洗選廠廠區污水和雨水采用了當時普遍使用的合流制排水系統。隨著環保要求的日益嚴格，雨污合流制排水系統存在兩方面問題：一是部分初期雨水(降水15min以內的雨水)經過廠區后形成渾濁雨水，容易通過防洪溝進入廠區周邊的河流，對周邊環境造成污染；二是雨季降水量較大時，大量雨水容易進入洗水循環系統，造成生產系統“漲水”，增大洗水處理的壓力，不利于正常生產。

由于增壓泵距離洗選廠較遠，沿途又穿過多條交通道路，道路上其他單位線纜密布，還需經過民宅、廠區單位等，因此控制電纜敷設條件復雜，不僅建設費用較大，且后期使用壓降大，易受干擾，可能會導致運行不穩定，甚至引發故障，具有一定安全隱患。經研究分析，確定采用GPRS遠程無線控制器對中水水泵及其電動閘門的遠程控制。

GPRS是基于GSM移動網絡系統的無線數據高速傳輸交換技術，在手機中安裝APP遠程控制軟件，使用手機網絡信號，即可實現對控制器的遠程控制，不受環境和距離的限制，可實現對水泵和閘門的遠程控制。此外，還將水泵接觸器狀態信號、電動閘門開關限位信號和相應接觸器狀態信號接入遠程控制器，在手機控制界面(圖1)予以顯示，以便運轉工實時了解設備運行狀態，保障設備安全運行。

圖1 中水引用系統手機控制界面

自2019年4月使用以來，中水引用系統運行正常，效果良好，在洗選廠水箱處即可實現遠程控制電廠內的管道泵和電動閘門，實時調節水箱水位。

通過檢測，馬頭城鎮污水處理廠的中水水質完全能夠達到馬頭洗選廠選煤用水標準。使用中水洗煤后，大大減少了選煤生產中滏陽河河水使用頻率，僅需在個別時段，如中水引用系統維護期間，才需使用滏陽河河水，從而大大減少了生產用水的費用，降低了生產成本，實現了經濟效益和社會效益的雙贏。

2.2 建立獨立的生活污水處理站

根據環保部門要求，馬頭洗選廠生活污水嚴禁外排，為此馬頭洗選廠新建了獨立的污水處理站，對廠區生活污水進行集中處理。馬頭洗選廠廠區生活污水主要由機關辦公樓生活用水、機電科辦公樓生活用水、生產指揮中心辦公樓生活用水、食堂用水和職工澡堂用水等部分組成。為此分別在食堂、機電科辦公樓和澡堂處設立了污水收集池，對于機關辦公樓和生產指揮中心辦公樓生活污水，則根據廠區地形，用HDPE高密度聚乙烯管材引至食堂污水收集池處。根據每個污水收集池容量大小，分別安裝相匹配的提升泵，并在泵的進水口安裝格柵，先去除污水中的大顆粒懸浮物和漂浮物，再用泵將收集池污水輸送至污水處理設備進行深度處理。據統計，馬頭洗選廠月平均用水量約為3500t，產污系數取0.9，計算得出日排污水量約105m3/d，考慮一定安全系數，最終確定污水處理站設計規模為120m3/d，設計流量為5m3/h。

生活污水處理工藝(圖2)為：污水首先流入調節池，在池內進行水量調節和均勻水質，然后由泵將調節池出水提升至一體化污水處理設施(缺氧池、好氧池、二沉池和污泥池組成一體)進行深度處理；污水進入缺氧池后，其中生物難降解物質向可生化性轉化，從而提高污水的可生化性，有利于后期生化處理效果的提高；好氧生化為接觸氧化工藝，通過在接觸氧化池內對污水進行充足供氧曝氣，有機物的去除率可以達到80%以上，其中的難降物質則由泵輸送回缺氧池，進行重復分解；好氧池溢流進入二沉池，在這里脫落的生物膜和水中大部分懸浮物等可沉降物質得以沉降；最后，上清液溢流至清水池，經消毒后可復用；余下的沉淀物由泵輸送至缺氧池，進行循環分解；污泥由泵打入污泥池中，定期由吸污車抽吸外運，集中處理，污泥池上清液則回流至調節池重新進入處理系統。經過水質檢驗，處理后的水質可以滿足國家標準《城市污水再生利用——工業用水水質》(GB19923—2005)對于再生水用作工業用水水源的水質標準中“工藝與產品用水標準”規定，因此用泵將處理后的水輸送至生產系統水箱，供選煤生產使用。由此可見，廠區生活污水經深度處理后，既達到了環保要求，又實現了污水的回收利用，節約了水資源。

圖2 生活污水處理工藝原則流程

2.3 實施雨污分流系統改造

馬頭洗選廠雨污分流系統改造工程主要是在鐵路西側生產區和東側生產區新建雨水溝、雨水井和初期雨水收集池。降水時，雨水由雨水溝引至雨水井，由雨水井設置的兩道閘門控制收集雨水的具體流向：1#閘門通往初期雨水收集池，2#閘門通往防洪溝。降水初期(降水15min以內)打開雨水井的1#閘門，關閉2#閘門，可使渾濁雨水流入初期雨水收集池，初期雨水在收集池內經過沉淀處理后，由泵輸送至生產系統，既可作洗選用水使用，亦可用于道路噴灑和綠化使用；池內淤泥可由人工或鏟車清理。降水后期(降水15min以后)關閉1#閘門，打開2#閘門，可使雨水通過防洪溝外排，從而避免大量雨水對生產系統造成影響。廠區雨污分流系統改造既滿足了環保要求，有利于廠區和周邊環境保護，同時又確保了雨季選煤生產系統的正常運行。

為實現引用中水洗煤，馬頭洗選廠對中水引用系統進行了自主設計和施工。制訂的中水引用方案為：就近從馬頭電廠處取水，將馬頭城鎮污水處理廠至馬頭電廠的中水引至廠內洗煤。通過與馬頭電廠交涉，決定在馬頭電廠中水管道附近進行施工作業。綜合考量每天選煤產品帶走的水分等不可循環水量、電廠使用中水水量、電廠取水處與管路最高點之間的高差及管損等，確定選用了流量為120m3/h、揚程為20m、管徑為150mm的管道增壓泵，并在管道相應位置安裝了相應的手動閘門、電動閘門、流量計、逆止閥等，通過DN150管道將中水自電廠開始，途經工人村，最后引至廠內水箱。

2.4 加強粉塵治理，杜絕無組織排放

近幾年國家加大了環保力度，提高了環保標準，特別是邯鄲市出臺《2018年鋼鐵、焦化行業超低排放改造和無組織排放治理實施方案》，將無組織排放標準提高到超低排放，要求粉塵經除塵器過濾后排放濃度≤10mg/m3，距除塵器設備1m處最大噪聲不應超過85dB，距除塵點2m以內顆粒物濃度<2mg/m3。超低排放要求選煤廠內所有破碎機、篩分崗位、轉載點、裝卸點、揚塵點必須密閉，并且需要設置除塵設施。

根據生產實際，并結合當地環保要求，按照《邯鄲市2018年大氣污染綜合治理工作方案》和《邯鄲市2019年重點行業無組織排放精準治理實施方案》等相關文件規定，馬頭洗選廠在選煤生產線上采用了負壓收集、布袋除塵器過濾后再排放的粉塵治理工藝，先后在受煤坑、破碎機、原煤倉上、原煤倉下、原煤入選膠帶輸送機機頭、精煤和中煤膠帶輸送機機頭、矸石和精煤裝車點八個無組織排放點，采用集氣罩和管路對帶式輸送機轉載點、破碎機和裝車點等揚塵點進行了封閉，并安裝布袋除塵器對收集的粉塵進行過濾，再通過排氣筒向外排放，從而實現了對粉塵的有效治理和持續、穩定、經濟的達標排放。

布袋除塵器一般由風機、除塵器本體、空壓機、電控柜、煙筒等設備及部件組成。工作時，集氣罩將揚塵點的粉塵密閉起來，由風機產生負壓，通過與集氣罩相連接的管道，將粉塵抽入除塵器內；除塵器箱體內密布著許多用于過濾的布袋，氣流從布袋表面進入布袋內部，氣流中的粉塵附著在布袋的外表面，過濾后的凈氣則進入布袋內部，通過15m高的煙筒進行排放；之后，由空氣壓縮機產生氣體，并通過脈沖電磁閥控制的閥門，定時將壓縮空氣吹入布袋內部，從而將布袋外表面的灰塵吹落，進行清灰作業。清灰方式一般有兩種，即在線清灰和離線清灰(圖3)。在線清灰是在除塵器工作的同時實現清灰工作，即清灰和除塵二者同步進行；離線清灰是在除塵器停止除塵時用極短的時間進行清灰工作，完成清灰后除塵器再繼續運行。

圖3 布袋除塵器清灰工作原理示意圖

馬頭洗選廠所用布袋除塵器采用了多除塵氣室并聯方式，用氣動閘門控制各個除塵氣室的清灰(進風)，各除塵氣室之間是隔開的，且互不影響，當一個除塵室暫停工作進行清灰處理時，其他除塵室保持正常運行狀態，從而實現在除塵工作不停的情況下由各除塵室輪流完成清灰工作。

3 效果評估

目前，馬頭洗選廠在打造綠色選煤企業的探索和實踐之路上已經取得了階段性成果。按照環保部門要求，引用中水洗煤工程、新建獨立的生活污水處理站、廠區雨污分流系統改造和粉塵治理等工程項目陸續竣工，并投入使用，在保護廠區周邊環境和改善廠區工作和生活條件的同時，也取得了良好的社會效益和經濟效益。

(1) 在引用中水洗煤之前，馬頭洗選廠一直使用距廠區十余公里的滏陽河河水洗煤，需要頻繁開停河水取水泵(功率55kW)，且水費成本較高(河水價格1.35元/t)。引用中水洗煤后，只需開停一臺功率為15kW的管道泵，不僅節約了電費，且降低了水費成本。按照日平均補水1000m3計算，平均每年可節約水費近50萬元，節約電費近30萬元，經濟效益明顯，可謂一舉多得。

(2) 新建獨立的生活污水處理站，將廠區生活污水收集后進行集中深度處理，在水質達標后投入生產使用，既達到了環保要求，又變廢為寶，節約了水資源。

(3) 雨污分流系統改造大大提高了廠區儲水和排水系統能力，將初期雨水收集后再利用，既滿足了環保要求，又節約了水資源，同時確保了雨季生產系統的正常運行。

(4) 粉塵治理使廠區生產環境得到明顯改善，將氣體排放濃度降至10mg/m3以下，達到了環保要求，實現了對粉塵的有效治理。

4 結語

近兩年來，馬頭洗選廠在確保選煤生產正常運行的同時，變壓力為動力，積極打造綠色選煤企業，在水污染治理和大氣污染治理方面取得了顯著成效，得到了環保部門和周邊企業的認可，取得了良好社會效益和經濟效益，不僅為企業的可持續發展增添了助力，也為職工營造了一個舒適、清潔的工作環境。馬頭洗選廠的探索和實踐表明，選煤廠的環保問題不是小事，必須認真對待，并積極采取有力措施有效解決問題，才有利于選煤企業的長期向好發展。