本發(fā)明屬于煤礦井下礦井水凈化處理的，具體公開(kāi)了一種高油高雜質(zhì)礦井水井下短流程凈化系統(tǒng)與方法。

背景技術(shù)：

1、煤礦井下高油高雜質(zhì)礦井水由水與油類(lèi)物質(zhì)、煤炭顆粒物、煤粉、巖粉等混合，來(lái)源于綜采工作面、掘進(jìn)工作面、底抽巷打鉆、千米鉆機(jī)、巷道清洗、設(shè)備維護(hù)等現(xiàn)場(chǎng)排水。油性含量大、煤泥巖粉懸浮物含量高，必須經(jīng)過(guò)深度處理后才能實(shí)現(xiàn)礦井水資源回用和資源化利用。當(dāng)前，我國(guó)大部分煤礦井將礦井水加壓至地面處理，存在耗電量過(guò)大、排水設(shè)備維護(hù)量大、井下供水不足等問(wèn)題。因此在井下就地對(duì)高油高雜質(zhì)礦井水進(jìn)行處理和二次復(fù)用就是必然選擇。

2、現(xiàn)有礦井水的常規(guī)處理技術(shù)涉及混凝、沉淀、過(guò)濾等處理，該常規(guī)處理方法流程長(zhǎng)，處理時(shí)間長(zhǎng)，成本高，已難滿足礦井水井下高效、快速、經(jīng)濟(jì)的預(yù)處理要求。另有一種改良技術(shù)—陶瓷膜過(guò)濾器，可用于高濃度懸浮物礦井水的處理，具有占地體積小的優(yōu)點(diǎn)，但存在易堵塞、反沖洗頻繁、處理時(shí)間長(zhǎng)，處理量低等問(wèn)題，僅適合在水處理量要求低的鉆機(jī)現(xiàn)場(chǎng)使用，不具備普適性和推廣性。還有一種改良技術(shù)—混凝配合重介質(zhì)分離技術(shù)，能夠減小沉淀池的面積及沉淀時(shí)間，并能利用旋流除砂器實(shí)現(xiàn)重介質(zhì)的回收，但對(duì)高油高懸浮物礦井水的處理效果不佳。

3、因此，發(fā)明一種在井下對(duì)高油高雜質(zhì)礦井水直接進(jìn)行短流程凈化裝置與方法，既可節(jié)省能耗，還能實(shí)現(xiàn)礦井水資源的高效利用，對(duì)于實(shí)現(xiàn)煤礦綠色開(kāi)采具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種高油高雜質(zhì)礦井水井下短流程凈化系統(tǒng)與方法，克服現(xiàn)有技術(shù)中礦井水處理流程長(zhǎng)、占地面積大、出水水質(zhì)不穩(wěn)定、難以去除水中油類(lèi)物質(zhì)的缺陷。

2、本發(fā)明提供一種高油高雜質(zhì)礦井水井下短流程凈化系統(tǒng)，包括依次連通的預(yù)沉池、混凝池和超磁分離裝置；預(yù)沉池用于存儲(chǔ)沉淀高油高雜質(zhì)礦井水；混凝池用于對(duì)經(jīng)過(guò)沉淀的高油高雜質(zhì)礦井水進(jìn)行加藥攪拌，對(duì)高油高雜質(zhì)礦井水中的懸浮物和油類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行絮凝，形成磁性懸浮物絮團(tuán)；超磁分離裝置用于吸附高油高雜質(zhì)礦井水經(jīng)過(guò)絮凝后形成的磁性懸浮物絮團(tuán)，對(duì)高油高雜質(zhì)礦井水進(jìn)行凈化處理。

3、上述高油高雜質(zhì)礦井水井下短流程凈化系統(tǒng)，還包括煤泥渠和煤泥池；煤泥渠傾斜設(shè)置，底端與煤泥池的進(jìn)口連通；預(yù)沉池、混凝池和超磁分離裝置沿著煤泥渠依次布置；預(yù)沉池的煤泥出口與煤泥渠連通；超磁分離裝置的煤泥出口與煤泥渠連通。

4、上述高油高雜質(zhì)礦井水井下短流程凈化系統(tǒng)中，預(yù)沉池內(nèi)通過(guò)溢流板分隔為沉降區(qū)和中轉(zhuǎn)區(qū)；溢流板上安裝有溢流閥；沉降區(qū)設(shè)置有預(yù)沉池的進(jìn)水口和煤泥出口；中轉(zhuǎn)區(qū)與混凝池連通。

5、上述高油高雜質(zhì)礦井水井下短流程凈化系統(tǒng)中，沉降區(qū)內(nèi)通過(guò)水平隔板分隔成上下兩個(gè)區(qū)域；溢流板和預(yù)沉池的進(jìn)水口位于沉降區(qū)的上方區(qū)域，且相對(duì)設(shè)置，溢流板和預(yù)沉池的進(jìn)水口之間平行設(shè)置有多塊斜板；斜板的底部與水平隔板相接，相鄰斜板之間以及斜板與溢流板之間為沉降間隙；水平隔板與沉降間隙對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置有過(guò)水孔；沉降區(qū)的下方區(qū)域?yàn)殄F形區(qū)域，錐形區(qū)域的底部為預(yù)沉池的煤泥出口。

6、上述高油高雜質(zhì)礦井水井下短流程凈化系統(tǒng)，斜板的底部與水平隔板轉(zhuǎn)動(dòng)連接，頂部與旋轉(zhuǎn)桿螺紋連接；旋轉(zhuǎn)桿的第一端穿過(guò)預(yù)沉池，第二端與溢流板轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第一端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)手柄。

7、上述高油高雜質(zhì)礦井水井下短流程凈化系統(tǒng)中，中轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)設(shè)置有用于檢測(cè)水位的超聲波液位傳感器；高油高雜質(zhì)礦井水井下短流程凈化系統(tǒng)還包括進(jìn)水管路、進(jìn)水電動(dòng)閥門(mén)和控制裝置；進(jìn)水管路與預(yù)沉池的進(jìn)水口連接；進(jìn)水電動(dòng)閥門(mén)安裝在進(jìn)水管路上；控制裝置根據(jù)超聲波液位傳感器的檢測(cè)值控制進(jìn)水電動(dòng)閥門(mén)的開(kāi)關(guān)。

8、上述高油高雜質(zhì)礦井水井下短流程凈化系統(tǒng)中，混凝池包括依次連通的混凝區(qū)、助凝區(qū)和熟化區(qū)；混凝區(qū)內(nèi)投加有聚氯化鋁并設(shè)置有攪拌機(jī)構(gòu)；助凝區(qū)內(nèi)投加有聚丙烯酰胺并設(shè)置有攪拌機(jī)構(gòu)；熟化區(qū)內(nèi)投加有鐵粉并設(shè)置有攪拌機(jī)構(gòu)；混凝區(qū)與中轉(zhuǎn)區(qū)連通；熟化區(qū)與超磁分離裝置連通。

9、上述高油高雜質(zhì)礦井水井下短流程凈化系統(tǒng)中，超磁分離裝置內(nèi)設(shè)置有打撈區(qū)、刮泥區(qū)、吸附磁盤(pán)和刮泥擋板；打撈區(qū)位于刮泥區(qū)的上方；吸附磁盤(pán)旋轉(zhuǎn)設(shè)置，采用釹鐵硼永磁材料制成，頂端位于打撈區(qū)內(nèi)，底端位于刮泥區(qū)內(nèi)；打撈區(qū)與熟化區(qū)連通；刮泥擋板沿吸附磁盤(pán)的徑向設(shè)置，頂部與吸附磁盤(pán)的中心連接，底部位于吸附磁盤(pán)的外邊緣處；刮泥區(qū)為錐形區(qū)域，底部為超磁分離裝置的煤泥出口。

10、上述高油高雜質(zhì)礦井水井下短流程凈化系統(tǒng)中，還包括壓濾機(jī)和輸送帶；壓濾機(jī)的煤泥進(jìn)口與煤泥池的煤泥出口連通，煤泥出口位于輸送帶的上方，濾液出口與預(yù)沉池的進(jìn)水口連通；輸送帶連接地面和井下。

11、本發(fā)明提供一種高油高雜質(zhì)礦井水井下短流程凈化方法，包括下述步驟：

12、s1.將高油高雜質(zhì)礦井水導(dǎo)入權(quán)利要求所述的高油高雜質(zhì)礦井水井下短流程凈化系統(tǒng)中的預(yù)沉池內(nèi)進(jìn)行預(yù)沉淀，預(yù)沉淀產(chǎn)生的煤泥通過(guò)煤泥渠流入煤泥池；

13、s2.將預(yù)沉池內(nèi)的高油高雜質(zhì)礦井水導(dǎo)入混凝池，在混凝池中投加促凝藥劑和鐵粉，完成對(duì)高油高雜質(zhì)礦井水中懸浮物和油類(lèi)物質(zhì)的絮凝，形成磁性懸浮物絮團(tuán)；

14、s3.將混凝池中絮凝充分的高油高雜質(zhì)礦井水導(dǎo)入到超磁分離裝置內(nèi)，吸附磁盤(pán)對(duì)磁性懸浮物絮團(tuán)進(jìn)行打撈吸附，吸附后的吸附磁盤(pán)經(jīng)過(guò)刮泥擋板將煤泥刮落至刮泥區(qū)的底部，通過(guò)煤泥渠流入煤泥池；

15、s4.煤泥池中的煤泥經(jīng)泵輸送至壓濾機(jī)，經(jīng)壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾后，濾液通過(guò)管道回流入預(yù)沉池進(jìn)行二次沉淀處理，煤泥壓濾成泥餅掉落至輸送帶上，由輸送帶提升至地面進(jìn)行回收。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果。

17、1.本發(fā)明提供的高油高雜質(zhì)礦井水井下短流程凈化系統(tǒng)，包括預(yù)沉池、混凝池及超磁分離裝置，高油高雜質(zhì)礦井水在預(yù)沉池內(nèi)進(jìn)行預(yù)沉淀，預(yù)沉淀產(chǎn)生的煤泥通過(guò)煤泥渠流入煤泥池，在混凝池中投加促凝藥劑和鐵粉，完成對(duì)高油高雜質(zhì)礦井水中懸浮物和油類(lèi)物質(zhì)的絮凝，形成磁性懸浮物絮團(tuán)，將混凝池混凝充分的高油高雜質(zhì)礦井水導(dǎo)入到超磁分離裝置內(nèi)，對(duì)其中的絮團(tuán)進(jìn)行打撈吸附，吸附后磁盤(pán)經(jīng)過(guò)刮泥擋板將煤泥刮落至超磁分離裝置的底部，通過(guò)煤泥渠流入煤泥池，煤泥池中的煤泥輸送至壓濾機(jī)，經(jīng)壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾后，濾液通過(guò)管道回流入預(yù)沉池重新處理。整個(gè)系統(tǒng)凈化流程簡(jiǎn)單，占地少，基建成本低；經(jīng)過(guò)超磁分離磁盤(pán)對(duì)懸浮物進(jìn)行吸附打撈后，處理效果好；壓濾機(jī)的濾液回流至預(yù)沉池進(jìn)行循環(huán)處理，可降低廢水量；可作為復(fù)雜成分礦井水的預(yù)處理模塊，與反滲透、精密過(guò)濾器等單元結(jié)合，出水能夠達(dá)到工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)，也可獨(dú)立應(yīng)用，不受于使用場(chǎng)景的限制，適用范圍更廣。

18、2.上述高油高雜質(zhì)礦井水井下短流程凈化系統(tǒng)中，預(yù)沉池底部與傾傾斜煤泥渠連通，傾斜煤泥渠用于收集預(yù)沉池產(chǎn)生的沉淀物，產(chǎn)生的上清液流至混凝池內(nèi)，減少了預(yù)沉池的清理次數(shù)。

19、3.上述高油高雜質(zhì)礦井水井下短流程凈化系統(tǒng)中，預(yù)沉池內(nèi)設(shè)有斜板，高油高雜質(zhì)礦井水接觸斜板后，懸浮物與水沿斜板的運(yùn)行速度會(huì)產(chǎn)生差異，可加速懸浮物的聚集，從而在有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)懸浮物的高效處理，當(dāng)斜板沉積物較多時(shí)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)手柄轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)桿，將斜板由傾斜位置變?yōu)樨Q直位置，使沉積物與斜板脫離，完成對(duì)斜板的清潔。

20、4.上述高油高雜質(zhì)礦井水井下短流程凈化系統(tǒng)中，預(yù)沉池內(nèi)設(shè)置有溢流板，將預(yù)沉池分隔為沉降區(qū)和中轉(zhuǎn)區(qū)，沉降區(qū)和中轉(zhuǎn)區(qū)通過(guò)溢流閥連通，傾斜設(shè)置的煤泥渠與沉降區(qū)的底部連通，混凝池與中轉(zhuǎn)區(qū)連通。沉降區(qū)的液位必須高于溢流閥的最低液位要求才能進(jìn)入中轉(zhuǎn)區(qū)，一方面保證了沉降區(qū)的液位高度，避免新注入的高油高雜質(zhì)礦井水?dāng)噥y斜板沉積的沉淀物；另一方面，減少了進(jìn)入中轉(zhuǎn)區(qū)的礦井水中懸浮物含量，利于后續(xù)混凝，提高了凈化效果。

21、5.上述高油高雜質(zhì)礦井水井下短流程凈化系統(tǒng)中，中轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)設(shè)置有用于檢測(cè)水位的超聲波液位傳感器并將檢測(cè)值傳遞至控制裝置，控制裝置根據(jù)超聲波液位傳感器檢測(cè)的液位信號(hào)控制進(jìn)水電動(dòng)閥門(mén)的動(dòng)作，能夠?qū)崿F(xiàn)水位監(jiān)控的自動(dòng)化，節(jié)省人力，使用方便。

22、6.上述高油高雜質(zhì)礦井水井下短流程凈化系統(tǒng)中，混凝池分為混凝區(qū)、助凝區(qū)和熟化區(qū)，每個(gè)區(qū)之間通過(guò)管道連通，多級(jí)混凝可使藥劑與油類(lèi)物質(zhì)、懸浮物進(jìn)行充分混合，絮團(tuán)成形率高。

23、7.上述高油高雜質(zhì)礦井水井下短流程凈化系統(tǒng)中，磁分離裝置具有多組吸附磁盤(pán)，吸附磁盤(pán)采用釹鐵硼永磁材料，適用于吸附高油高雜質(zhì)礦井水經(jīng)過(guò)絮凝后形成的磁性懸浮物絮團(tuán)，吸附能力是重力的640倍，具有吸附速度快、吸附效率高等優(yōu)點(diǎn)。

24、8.上述高油高雜質(zhì)礦井水井下短流程凈化系統(tǒng)中，是一種短程化、模塊化、自動(dòng)化的高效處理技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，特別適用于井下就地處理高油高雜質(zhì)礦井水。