本发明专利技术公开的一种适用于矿井水井下处理的磁分离方法是先将矿井水中大颗粒杂质和漂浮物除去，然后加入磁种和混凝剂，并于转速200-250转/分下搅拌1~2分钟，再加入助凝剂，并于转速20~50转/分下搅拌1~2分钟，其后再于转速10~20转/分下搅拌3~5分钟；将经磁絮凝处理后的水输送至沉淀池并依靠絮体自重进行自然沉淀，上层的清水即可达标排放或者回用，而沉淀下来的磁性污泥，先将其打散，然后将磁种分离进行循环使用，剩余的非磁性污泥脱水至含水率＜60%后输送至井上。本发明专利技术还公开了根据上述方法设计的适用于矿井水井下处理的磁分离装置。本发明专利技术方法与装置匹配恰当，集成化程度高，占地面积少，能耗小，运行成本低，处理效果好，特别适宜建造于矿井下。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于污水处理再生利用方法及装置
，具体涉及一种适用于矿井水井下处理的磁分离方法及装置。
技术介绍
矿井水是指在矿井开采过程中，从各种来源流入矿井的水。这种水在地下水与煤层、岩层接触，加上人类活动的影响，已发生了一系列的物理、化学和生化反应，因而该水水质具有显著的煤炭行业特征:悬浮物浓度高，颗粒细小难于沉淀，且含有废机油、乳化油等有机污染物。因此，矿井水的排放不仅污染环境，而且造成了有限水资源和煤粉的大量浪费，提高矿井水的利用率对于煤炭行业发展和环境保护具有双重意义。尤其是其中悬浮物的去除在矿井水处理工艺中几乎成为必不可少的重要阶段。矿井水中的悬浮物质多为有机物(煤粉)和无机物(岩粉)的复合体，因而去除了煤粉就相当于降低了化学需氧量(CODra),这样才能达到排放或回用标准。而矿井水中悬浮物一般具有含量高、粒径小、沉降速度慢等特点，如果采用常规混凝方式的话，絮体形成困难，混凝沉淀效果差。目前，矿井水的处理 一般采取的是将水从地下抽至地面后再采用常规的沉淀技术进行处理。这种处理方式不仅会因矿井水的提升要消耗大量的能量，还由于矿井水与普通地表水的水质特性差异很大，具有含量高、粒径小、沉降速度慢等特点，因此所需沉淀池较多，占地面积大，药剂投加量多，成本也高。中国专利CN100415658 (2005年)公开了一种矿井水深度净化的方法及装置，该方法仍然是将水抽至井上进行处理，其主要装置包括絮凝-微滤拦截(CMF)及纳滤(NF)等。由于其絮凝后采用膜分离处理技术，并要求处理后的矿井水作为饮用水使用，很显然，该方法的处理量小，其运行能耗和投资成本均较高。为了解决将水抽至矿井上后进行处理的能耗高，占地面积大，动力设备和管道投资大，维护费用高以及悬浮物、铁锰等污染物对设备造成的腐蚀问题，中国专利CN101177324 (2006年)公开了一种矿井水井下处理系统，其处理系统采用斜板沉淀方式、二级过滤器、阻垢器和反冲洗装置，其中一级过滤器还为精过滤器。该处理系统不仅工艺流程长，斜板沉淀仍然需要修建表面积较大的沉淀池，这对布置于井下来说，较为困难，且当其应用于井下时其操作较复杂，运行费用较高(因斜板需定期清洗、过滤器也需不断进行反冲洗)、矿建投资也高。中国专利CN 101712516 (2009年)公开了一种煤矿矿井水深度处理装置及方法，该方法是通过两级过滤单元后再经纳滤深度处理。由于该方法应用了纳米滤膜分离技术，因而处理量小，仅能用于少数对水质要求高的场合，而如果处理大量矿井水时，无疑其处理成本高，运费费用高，处理周期长，导致其应用受到限制
技术实现思路
本专利技术目的是针对现有技术存在的问题，尤其是传统沉淀技术的不足，首先提供一种占地面积小、投资费用和运用费用低并适用于矿井水井下处理的磁分离方法。本专利技术另一目的是提供一种根据上述方法而设计的适用于矿井水井下处理的磁分离装置。本专利技术提供的适用于矿井水井下处理的磁分离方法，该方法的工艺步骤和条件如下:(I)先将矿井下直接通过沟渠或管道输送来的矿井水中大颗粒杂质和漂浮物除去，然后以矿井水的体积流量分别按50(T2000 g/m3和2(T40 g/m3加入磁种和混凝剂，并于转速200-250转/分下搅拌f 2分钟，再以矿井水的体积流量按0.5^1.5 g/m3加入助凝剂，并于转速2(Γ50转/分下搅拌f 2分钟，其后再于转速1(Γ20转/分下搅拌3飞分钟； (2)将经磁絮凝处理后的水输送至沉淀池并依靠絮体自重进行自然沉淀后，上层的清水达标排放或者回用，而沉淀下来的磁性污泥，先将其打散，然后将磁种分离进行循环使用，剩余的非磁性污泥脱水至含水率< 60%后输送至井上。以上方法所用的磁种优选四氧化三铁或三氧化二铁，且优选密度为Γ4.5g/cm3、粒径为4Γ350 μ m。更优选四氧化三铁。以上方法所用的混凝剂为碱式氯化铝或者三氯化铁，优选碱式氯化铝；助凝剂为阴离子聚丙酰胺、阳离子聚丙酰胺或非离子聚丙酰胺中的任一种，优选阴离子聚丙烯酰胺。本专利技术提供的根据上述方法而设计的适用于矿井水井下处理的磁分离装置，该装置包括依次连接的预处理机构、磁絮凝机构、磁沉淀机构、磁分离机构和污泥处理机构，其中预处理机构为一格栅，安装在本装置的进水口 ；磁絮凝机构由絮凝池、搅拌器、混凝剂配制储存箱、混凝剂计量泵、助凝剂配制储存箱、助凝剂计量泵和磁种定量投加机构成，絮凝池至少为二级，每级絮凝池匹配一个搅拌器，混凝剂配制储存箱通过混凝剂计量泵与第一级混凝池相连，助凝剂配制储存箱通过助凝剂计量泵与第二级混凝池相连，磁种定量投加机位于第一级混凝池上方，絮凝池的出水口闻度闻于磁沉淀机构的进水口 ；磁沉淀机构由磁沉淀池、输送分配管、吸泥泵、泥浆输送槽、泥浆输送管和吸泥泵行走控制机组成，磁沉淀池上半部呈矩形，下半部四周的壁均斜下方向内收缩，使之形成长方斗形，输送分配管位于磁沉淀池中下部，且朝向磁沉淀池底面一侧的壁上开有分配通孔，进口端通过一输送管与絮凝池相接，吸泥泵置于磁沉淀池下半部长方斗形的底部，由吸泥泵行走控制机控制并往复行走于底部，吸泥泵的顶部出泥口与泥浆输送槽相接，泥浆输送槽呈矩形，位于沉淀池上方，始终在与沉淀池长度方向平行的矩形泥浆槽上面往复移动，并通过泥浆输送管与磁分离机构相连；磁分离机构由絮体分散机、磁分离器和非磁性泥浆输送管构成，絮体分散机的进口与磁沉淀机构中的泥衆输送管相连，出口与磁分离器相接，非磁性泥衆输送管位于磁分离器下方，并于污泥处理机构相接；污泥处理机构由污泥池、污水泵、污水输送管、污泥泵、污泥输送管、污泥脱水机和皮带输送机构成，磁分离机构通过非磁性泥浆输送管与污泥池相接，污水输送管有两根，其中一根的一端与污水泵相连，另一端与预处理机构前的进水口相通，污水泵进水端位于污泥池上端部，污泥泵位于污泥输送管之间，污泥输送管进口端位于污泥池底部，出口端与污泥脱水机相连，另一根污水输送管的一端与污泥脱水机的接水盘相连，另一端与预处理机构前的进水口相通，皮带输送机位于污泥脱水机的下方。以上装置还包括一个集水堰，该集水堰由集水堰板和集水槽组成，集水槽为一回形框，安装在磁沉淀机构的磁沉淀池内上方，集水堰板与集水槽内框板匹配，并连接在集水槽内框板上缘，堰板上边沿为齿状，该齿状为三角形、梯形或矩形中的任一种。以上各机构的协调运行可通过自动控制系统的控制来实现，而自动控制系统是本领域技术人员根据相应的功能配合要求运用公知常识进行选择设计的，并且其不是本专利技术专利技术点所在。本专利技术与现有技术相比，具有如下积极效果:1、由于本专利技术在被处理矿井水中投加了适宜密度和粒径的磁种，使形成的絮状物均匀密实，大大增加了沉淀物质的比重(使形成的磁性絮体比重达到了 2.5-3g/ cm3，远大于水的比重)，因而不仅加速了沉淀，提高了沉淀效率，且与常规沉淀技术(只加入絮凝剂和助凝剂)相比，可节省化学药剂10 30%，加之磁种是反复循环使用的，故还可降低运行成本。2、由于本专利技术采用了适宜的磁种配重技术，加速了絮状物的沉淀速度，使沉淀表面负荷可达到30 50m/h (—般只能达到1.0 2.0m/h),因而不仅可大大缩短沉降时间，减小沉淀池的占地面积，使本专利技术更适宜建造于矿井下，还可减少沉淀池的建造成本。3、由于本专利技术将絮凝过本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于矿井水井下处理的磁分离方法，该方法的工艺步骤和条件如下：（1）先将矿井下直接通过沟渠或管道输送来的矿井水中大颗粒杂质和漂浮物除去，然后以矿井水的体积流量分别按500~2000?g/m3和20~40?g/m3加入磁种和混凝剂，并于转速200?250转/分下搅拌1~2分钟，再以矿井水的体积流量按0.5~1.5?g/m3加入助凝剂，并于转速20~50转/分下搅拌1~2分钟，其后再于转速10~20转/分下搅拌3~5分钟；（2）将经磁絮凝处理后的水输送至沉淀池并依靠絮体自重进行自然沉淀后，上层的清水达标排放或者回用，而沉淀下来的磁性污泥，先将其打散，然后将磁种分离进行循环使用，剩余的非磁性污泥脱水至含水率＜60%后输送至井上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：倪明亮，黄光华，
申请(专利权)人：四川环能德美科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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