[实用新型]煤矿矿井水井下净化处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及废水净化处理技术，尤其涉及一种煤矿矿井水井下净化处理装置。

背景技术

煤矿矿井水是由开采过程中产生的地下涌水、地表渗透水及采掘生产中防尘、设备冷却和注浆等排水汇集而成，由于矿井水在汇集过程中受到腐烂坑木和粪便等的污染，使得矿井水中除含有以煤粉为主的悬浮物外，还含有一定数量的有机物和大肠菌群，是具有典型行业特点的煤矿生产废水。矿井水经净化处理后，一般可作为井下生产用水，是解决矿区缺水问题的最有效途径之一，符合国家环境保护、节能减排的方针政策。

我国煤矿企业主要分布在北部和西北部，以井工开采为主。现有矿井水净化处理通常做法为：矿井水在井下巷道内通过管、沟(渠)汇集后进入水仓，然后由排水泵提升到地面进入矿井水处理厂(站)，处理后的清水再通过管路系统回到井下作为生产用水。

地面矿井水处理厂(站)的矿井水净化处理工艺通常为：混凝沉淀(或澄清)-过滤-消毒工艺，占地面积大、系统复杂，不适合在煤矿井下狭小环境中使用。中国专利“一种用于矿井水深度净化的方法及装置”(ZL200510002687.3)公布了“絮凝-微滤拦截(CMF)及纳滤(NF)”净化的方法及装置，这种方法和装置只能净化处理含悬浮物很低的矿井水，一般要求悬浮物含量小于50mg/L，甚至更低。而我国80％以上煤矿矿井水中的悬浮物含量超过50mg/L，为上百甚至上千mg/L，该矿井水投加混凝剂和助凝剂后，形成大量的絮体(矾花)，必须经过沉淀过程进行去除。若絮凝后直接采用砂滤或微滤，势必造成过滤期周期非常短，很快就需要反冲洗，过滤后的清水大部分又用在反冲洗上，效率很低，在工程实践中基本上无可操作性。专利“矿井水井下处理系统”(ZL200610114466.X)公布的处理系统，工艺复杂、动力设备多，操作管理麻烦，而且出水水质大肠菌群指标无法满足煤矿井下消防、洒水水质标准。

实用新型内容

本实用新型提供一种煤矿矿井水井下净化处理装置，用以解决现有技术中的缺陷，实现结构简单，占地面积小、净化效果佳，适用于煤矿井下狭小环境中使用。

煤矿矿井水井下净化处理装置，包括通过管路顺次连接的提升单元(加压单元)、混凝沉淀单元和超滤单元，所述提升单元与混凝沉淀单元间的管路上和/或所述提升单元入水口还设置有药剂投加单元。水流方向为提升单元→混凝沉淀单元→超滤单元。所述提升单元的提升水泵可选用干式水泵或潜水泵，用于将煤矿矿井水从集水池(井)/水仓中提升加压至煤矿矿井水井下净化处理装置所需要的压力。所述混凝沉淀单元主要去除煤矿矿井水中的悬浮物和胶体物质；所述超滤单元主要进一步去除煤矿矿井水中的悬浮物、胶体物质和大肠菌群，所述药剂投加单元用于投加混凝剂和/或助凝剂。

进一步地，所述混凝沉淀单元包括通过管路顺次连接的管道混合器、絮凝反应区和沉淀区。所述沉淀区为斜板沉淀区或斜管沉淀区。在混凝沉淀单元的絮凝反应区，矿井水中的悬浮物、胶体物质和混凝剂、助凝剂通过压缩双电层、电性中和、吸附架桥、网捕或卷扫作用，使矿井水中的悬浮物和胶体物质脱稳，并逐渐形成尺寸较大的絮体。由于矿井水中的悬浮物以煤粉为主，絮凝后形成的絮体，不同于地表水以泥砂为主的悬浮物絮凝形成的絮体，具有比重轻、结构松散等特点，斜板沉淀区或斜管沉淀区表面负荷取3.6～7.2m³/(m²·h)，使在絮凝反应区形成的絮体，尽可能地在斜板沉淀区或斜管沉淀区去除，以减轻后续超滤的负荷，斜板沉淀区或斜管沉淀区出水浊度＜10NTU。

进一步地，所述超滤单元采用的超滤膜孔径为0.1～0.01μm，超滤膜材料为无机膜、有机膜和无机/有机复合膜中的一种，超滤膜的组件形式为管式膜、中空纤维膜、平板膜和卷式膜中的一种或多种。超滤单元是以超滤膜两侧压力差为驱动力，可以通过正压0.01～0.2Mpa或负压0.01～0.05Mpa实现，由于超滤膜的孔径较小，混凝沉淀单元中没有去除的悬浮物、胶体、大肠菌群等污染物可进一步有效地去除。

进一步地。所述药剂投加单元可采用实用新型专利“加药系统及装置”(ZL201020623574.1)的技术方案，用于投加混凝剂聚合氯化铝(PAC)20～260mg/L和聚丙烯酰胺(PAM)0.1～2.0mg/L，可选的为混凝剂聚合氯化铝(PAC)30～50mg/L和聚丙烯酰胺(PAM)0.15～0.30mg/L，通过管道混合器内部特殊构造，使混凝剂和矿井水完成快速混合，该加药系统及装置不用外接电源，且控制方法简单，特别适合煤矿井下工作环境。