一种矿井水去除悬浮物和回收煤泥的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种矿井水去除悬浮物和回收煤泥的方法及系统，该系统包括原水池，旋流分离器，高密度沉淀池，污泥池，第一过滤单元，浮选单元及第二过滤单元，本发明专利技术系统及方法能实现高悬浮物矿井水在井下高效去除悬浮物，同时回收污泥中的煤泥，可以有效的降低矿井水的处理成本，促进矿井水的处理利用；同时提供了一种能保证在较低能耗下絮凝剂快速、充分溶解并能够实现按需和定量供应絮凝剂溶液的絮凝剂加料溶解系统。剂加料溶解系统。剂加料溶解系统。

【技术实现步骤摘要】
一种矿井水去除悬浮物和回收煤泥的方法及系统


[0001]本专利技术涉及地下矿井水处理
，具体涉及一种矿井水去除悬浮物和回收煤泥的方法及系统。

技术介绍

[0002]矿井水在矿井建设和生产期间，大气降水、地表水(江、河、湖、海、水库等)和地下水都有可能通过各种通道涌入井下，这些水统称矿井涌水。在煤炭开采过程中，地下水与煤层、岩层接触，加上人类活动的影响，发生了一系列的物理、化学和生化反应，因而水质具有显著的煤炭行业特征：含有悬浮物的矿井水的悬浮物含量远远高于地表水，浊度大，水体呈黑色，感官性状差；并且所含悬浮物的粒度小、比重轻、沉降速度慢、混凝效果差；矿井水中含有的总离子含量比一般地表水高得多，而且很大一部分是硫酸根离子，增加了处理的难度。
[0003]矿井水水量大、水质相对简单，但如何低成本高效处理利用是工业应用难题，需要根据实际需求开发相应处理技术，最大量的循环回用。根据矿井水的特点，大致可分为以五种类型：1)洁净矿井水；2)含悬浮物矿井水；3)高矿化度矿井水；4)酸性矿井水；5)含特殊污染物矿井水。而高悬浮物矿井水在五种各类矿井水总量中占比较高，因此应对此类矿井水处理深入研究，开发相应处理方法对促进矿井水处理，降低处理成本至关重要。
[0004]高悬浮物高矿化度矿井水的处理是矿井水处理中的重点难点问题，此类矿井水不经处理排入水体，将严重污染地面水体，破坏景观，淤塞河流湖泊和农田，影响水生生物及农作物生长，导致土壤盐渍化。煤矿高悬浮物矿井水中悬浮物主要为颗粒度小、比重轻的煤粉、岩粉等，具沉降速度慢、矾花形成困难、沉降效果差等特点。通常采用沉淀池或澄清池作为主要处理单元。常用沉淀池有平流式沉淀、斜管(板)沉淀，其处理能耗小，但处理设施占地面积大，沉淀污泥易堵塞造成排泥不畅。此外，高悬浮物矿井水处理产生的污泥含有大量的煤泥，直接丢弃不仅污染环境，而且造成浪费。
[0005]此外，在高悬浮物矿井水处理时需要把絮凝剂(例如PAM)均匀溶解并加至矿井水中，从而发生絮凝反应。但是絮凝剂在存储及投加期间容易发生受潮结块，目前实践中主要采用的仍是直接抛洒的方式进行加料，容易发生结团现象，导致溶解不彻底，还容易造成加药系统管道及加药泵堵塞。另一方面，由于实际生产和处理常常不是连续进行的，使得絮凝剂相应分批加入，这容易带来不同加入批次间絮凝液的浓度不稳定和不易控制问题。一些絮凝剂的水溶解性受温度影响较大，尤其是在北方冬季低温下造成溶解不彻底和溶解时间显著延长，不利于安排生产和处理。

技术实现思路

[0006]本专利技术为弥补现有技术的不足，提供了一种矿井水去除悬浮物和回收煤泥的方法及系统，实现高悬浮物矿井水在井下高效去除悬浮物，同时回收污泥中的煤泥，可以有效的降低矿井水的处理成本，促进矿井水的处理利用。
[0007]本专利技术为达到其目的，采用的技术方案如下：一种矿井水去除悬浮物和回收煤泥的系统，包括：
[0008]原水池，用于接收源自井下的矿井水；
[0009]旋流分离器，用于接收源自原水池中的矿井水，并将其旋流分离，得到悬浮物含量较高的底流和悬浮物含量较低的清液；
[0010]高密度沉淀池，其与旋流分离器的清液出口连通，包括依次连通的用于投放第一絮凝剂使清液中细微悬浮颗粒脱稳的一级混合室、用于投放第二絮凝剂使清液生成絮状体的二级混合室和用于沉降污泥且得到清水的沉淀区；
[0011]污泥池，分别与旋流分离器的底流出口及高密度沉淀池的污泥出口连通，用于暂时存储污泥；
[0012]第一过滤单元，与所述高密度沉淀池中清水的出口连通，用于过滤清水；
[0013]浮选单元，与所述污泥池中污泥的出口连通，用于处理污泥得到浮选液及尾矿；
[0014]第二过滤单元，与所述浮选单元中浮选液的出口连通，用于过滤浮选液得到煤泥。
[0015]根据本专利技术的系统，所述高密度沉淀池还包括混凝种子投加室，位于所述一级混合室与二级混合室之间，在所述混凝种子投加室中投入一定量的混凝种子，例如微砂，直径优选100～150μm，以增大絮凝体的自重，加快絮体沉降速度。
[0016]根据本专利技术的系统，所述高密度沉淀池还包括旋分洗砂器，分别与所述高密度沉淀池中污泥的出口和污泥处理池的入口连通，用于分离回收高密度沉淀池污泥中的微砂，微砂分离后的污泥进入污泥池进行处理。优选地，回收的微砂再次加入混凝种子投加室。
[0017]根据本专利技术的系统，所述第一过滤单元采用陶瓷膜过滤，在具体的实施方案中，所述第一过滤单元可采用0.1
‑
0.3μm孔径的中空板式陶瓷膜，水内进外出以及管板式膜组件系统。中空板式陶瓷膜的主要材质含有刚玉，在高温下烧结而成，更能耐受在矿井水恶劣的水质条件下长期使用。
[0018]根据本专利技术的系统，优选地，所述污泥池的污泥，经过搅拌和鼓风搅动，然后经泵输送到浮选单元；所述第二过滤单元优选压滤式或者真空式的过滤系统，经过滤后获得煤泥，煤泥含水率为70～80％，滤液返回到污泥池；优选地，浮选单元产生的尾矿可排入采空区。
[0019]根据本专利技术的系统，还包括用于向一级混合室投放第一絮凝剂以及向二级混合室投放第二絮凝剂的加料溶解装置，其包括依次连通的一级加料池、二级溶解池及储液池，所述一级进料池设置有进料口及进水口，所述一级加料池内部设置有初级搅拌器以及二级溶解池内部设置有次级搅拌器，储液池设置有溶液出口；
[0020]优选地，所述一级加料池和二级溶解池之间设置有隔板，使得液体只能从隔板下方通过；所述二级溶解池与储液池之间设置高度可调并且有刻度的溢流堰板。
[0021]根据本专利技术的系统，优选地，所述一级加料池和二级溶解池内部均设置有加热元件，进一步地，所述加料溶解装置还设置有PLC控制单元，其分别与初级搅拌器、次级搅拌器以及加热元件相连接，可实现按需控制搅拌和加热。
[0022]根据本专利技术的系统，优选地，所述初级搅拌器或次级搅拌器的各桨片之间可设置不同角度，或者从上至下分层设计桨片，例如1～2层，每层独立设计数量，例如每层2～3个桨片；进一步地，桨片上可开孔或者设置凹凸波纹，增大搅拌时液体的扰动。
[0023]本专利技术另一方面提供了一种矿井水去除悬浮物和回收煤泥的方法，包括如下步骤：
[0024]1)矿井水在井下汇集至原水池；
[0025]2)将原水池中的矿井水输送至旋流分离器，并将其旋流分离，得到悬浮物含量较高的底流和悬浮物含量较低的清液；以及将悬浮物含量较高的底流送入污泥池，悬浮物含量较低的清液送入高效高密度沉淀池；
[0026]3)清液流入高密度沉淀池的一级混合室，通过第一絮凝剂处理，使清液中的细微悬浮颗粒脱稳；
[0027]4)经一级混合室处理后的液体再流入二级混合室，通过第二絮凝剂处理，使液体中悬浮的分散颗粒在分子力的相互作用下生成絮状体；
[0028]5)经二级混合室处理后的液体流入沉淀区，在其中沉降污泥且得到清水，所述清水输送至第一过滤单元过滤，所述污泥输送至污泥池；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿井水去除悬浮物和回收煤泥的系统，其特征在于：包括：原水池，用于接收源自井下的矿井水；旋流分离器，用于接收源自原水池中的矿井水，并将其旋流分离，得到底流和清液；高密度沉淀池，其与旋流分离器的清液出口连通，包括依次连通的用于投放第一絮凝剂使清液中细微悬浮颗粒脱稳的一级混合室、用于投放第二絮凝剂使清液生成絮状体的二级混合室和用于沉降污泥且得到清水的沉淀区；污泥池，分别与旋流分离器的底流出口及高密度沉淀池的污泥出口连通，用于暂时储存污泥；第一过滤单元，与所述高密度沉淀池中清水的出口连通，用于过滤清水；浮选单元，与所述污泥池中污泥的出口连通，用于处理污泥得到浮选液及尾矿；第二过滤单元，与所述浮选单元中浮选液的出口连通，用于过滤浮选液得到煤泥。2.根据权利要求1所述去除悬浮物和回收煤泥的系统，其特征在于：所述高密度沉淀池还包括混凝种子投加室，位于所述一级混合室与二级混合室之间；和/或，所述高密度沉淀池还包括旋分洗砂器，分别与所述高密度沉淀池中污泥的出口和污泥处理池的入口连通，用于分离回收高密度沉淀池污泥中的微砂，微砂分离后的污泥进入污泥池进行处理。3.根据权利要求1或2所述去除悬浮物和回收煤泥的系统，其特征在于：所述第一过滤单元采用陶瓷膜过滤，优选地，所述第一过滤单元采用0.1
‑
0.3μm孔径的中空板式陶瓷膜，水内进外出以及管板式膜组件系统。4.根据权利要求1所述去除悬浮物和回收煤泥的系统，其特征在于：所述污泥池的污泥，经过搅拌和鼓风搅动，然后经泵输送到浮选单元；所述第二过滤单元优选压滤式或者真空式的过滤系统，经过滤后获得煤泥，滤液返回到污泥池；优选地，浮选单元产生的尾矿排入采空区。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述去除悬浮物和回收煤泥的系统，其特征在于：还包括用于向一级混合室投放第一絮凝剂以及向二级混合室投放第二絮凝剂的加料溶解装置，其包括依次连通的一级加料池、二级溶解池及储液池，所述一级进料池设置有进料口及进水口，所述一级加料池内部设置有初级搅拌器以及二级溶解池内部设置有次级搅拌器，储液池设置有溶液出口。6.根据权利要求5所述去除悬浮物和...

【专利技术属性】
技术研发人员：周光华，孔军峰，虎晓龙，武书泉，李小龙，张宗鲜，宋喜东，郭强，李井峰，李全生，蒋斌斌，邵俊杰，李怀莹，殷华，张杰，
申请(专利权)人：国家能源集团宁夏煤业有限责任公司北京低碳清洁能源研究院，
类型：发明
国别省市：