CN104163536A - 磁混凝矿井水井下净化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明的磁混凝矿井水井下净化工艺涉及一种对采矿业产生的污水进行多级处理净化的方法。其目的是为了提供一种能够在井下处理、净化分离时间短、占地面积小、加药量小、运行成本低、净化效果好的净化工艺。本发明按照以下步骤进行：将矿井水汇集至井下中央水仓前端，经清渣过滤后流入预沉池沉淀，预沉池内的潜水渣浆泵定时将污泥排入污泥池；经过预沉池处理的水流入磁混凝系统，向水中加入磁粉和混凝剂，水中的悬浮物形成以磁粉为载体的微絮团；经过混凝后的水流入磁分离机中，经过固液分离之后的清水流入井下水仓；磁分离机上的煤泥进入磁分离磁鼓对磁粉进行吸附回收，经过磁粉回收的煤泥排入污泥池中；污泥池中的污泥经过压滤机脱水形成干泥饼。
Description
技术领域
本发明涉及一种对采矿业产生的污水进行多级处理净化的方法，特别是涉及一种利用磁场净化污水的工艺方法。
背景技术
我国煤炭产量位居世界第一，煤矿矿井水的产生量和排放量也是位居全国工业废水的第一。据统计和测算，目前全国煤炭矿井水的产生量达到每年45～50亿m3。以前，煤矿矿井水处理的主要目的是满足达标排放的环保要求，随着煤炭矿区水资源日益紧缺和用水量大的煤炭循环经济产业快速发展，矿井水的资源价值越来越受到重视，特别是在缺水矿区，矿井水已经成为主要的工业、生活用水水源，并明确写入行业技术政策和设计规范。目前煤矿矿井水处理技术中的排水处理与给水处理已经成为紧密不可分的系统工程，为资源化利用已经成为矿井水处理的首要目标。
传统的矿井水处理是将井下水仓集中的矿井水提升到地面，在地面建设矿井水处理厂。由于各地煤系地层的水文地质条件不同，矿井水从涌出到集中水仓再提升到地面的途径不同，各个矿区、各个煤矿的矿井水水质差别很大，在煤炭行业水处理和环境保护界，一般根据矿井水杂质的数量和性质，划分为清洁矿井水、高悬浮物矿井水、高矿化度矿井水、酸性矿井水和含重金属及放射性矿井水等五类，有些矿井水兼有上述五类中的两类甚至四类污染物。矿井水处理主要目的是去除矿井水中的煤粉、岩粉等颗粒物和悬浮物，现有矿井水处理主要技术手段是：预沉淀→混凝-絮凝→沉淀→过滤。此种处理技术的应用范围最广，占矿井水处理工程总量的90％以上。同时，一般处理技术还是特殊处理技术和深度处理技术必需的前端处理环节。
传统的矿井水处理是将井下水仓集中的矿井水提升到地面，在地面建设矿井水处理厂对矿井污水进行集中处理。然而，在实际运行中却存在几大弊端。
1)占地面积大；
2)设备维护成本高；
3)井下清挖劳动强度大、易出现工伤事故；
4)受环境气候影响大，严重影响处理效果；
5)对地面环境影响较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够在井下处理、净化分离时间短、占地面积小、加药量小、运行成本低、净化效果好的磁混凝矿井水井下净化工艺。
本发明磁混凝矿井水井下净化工艺，按照以下步骤进行：
A、将矿井水汇集至井下中央水仓前端，经清渣过滤后流入预沉池沉淀，预沉池内设置潜水渣浆泵，潜水渣浆泵定时将预沉池内的污泥排入污泥池；
B、经过预沉池处理的水流入磁混凝系统，磁混凝系统向水中加入磁粉和混凝剂，混凝剂为PAC和PAM，水中的悬浮物形成以磁粉为载体的微絮团；
C、经过混凝后的水再流入磁分离机中，磁分离机将水中的微絮团从水中分离出，微絮团在磁分离机上聚集形成煤泥，经过固液分离之后的清水流入井下水仓；
D、磁分离机上的煤泥由卸渣装置刮下进入磁分离磁鼓，由磁鼓对磁粉进行吸附回收，回收的磁粉返回磁混凝系统中循环使用，经过磁粉回收的煤泥排入污泥池中；
E、污泥池中的污泥经过压滤机脱水形成干泥饼，通过矿井输送系统外送至井外。
本发明磁混凝矿井水井下净化工艺，其中所述步骤C中流入水仓中的清水经过矿井排水系统提升至地面综合利用或部分井下直接回用。
本发明磁混凝矿井水井下净化工艺中采用的磁混凝技术是该工艺的核心技术，磁混凝技术就是向原水中投加磁粉，使磁粉在絮凝剂和助凝剂的作用下与原水中的悬浮物形成絮团，形成的絮团是以磁粉作为核的磁粉与悬浮物的混合体，因磁粉带有微磁性，当絮团沿着水流经过磁分离机时，聚磁组合成磁盘能快捕捉和吸附絮团，实现悬浮物与水体的机械分离，从而达到净化水体的目的。由于投加磁粉的过程是连续的，投加的磁粉也将成为运行费用的一部分，为了节约资源同时也考虑吨水处理成本，该技术同时开发了磁粉回收技术，利用磁鼓将投加入废水中的磁粉回收再利用，回收效率可达99％以上。
磁混凝工艺与传统工艺的絮凝沉淀最主要的区别在于：采用磁混凝技术不需要沉淀。传统的絮凝沉降工艺是在加药絮凝后形成大絮团，靠重力沉降。磁混凝技术因加载磁粉，采用稀土磁钢分离，其表面产生磁力是重力的600倍以上，能快速地捕捉到微磁性絮团，实际分离过程仅需10秒左右，传统的沉淀完全无法与其相比。与传统处理方法相比，本发明磁混凝矿井水井下净化工艺净化分离时间短，相应的设备占地少。整套工艺水力停留时间3～5分钟，全套设备占地仅是传统工艺的1/3。混凝系统加药量少，磁混凝工艺不靠重力沉降且磁盘表面磁场的场强和梯度高，所以不需要大量的药剂形成大的絮团，仅需微絮凝。与常规的混凝沉降系统比较，可大大节约系统的药剂使用量(仅为常规水处理加药量的1/3～2/3)，节省药剂费用。
下面结合附图对本发明的磁混凝矿井水井下净化工艺作进一步说明。
附图说明
图1为本发明磁混凝矿井水井下净化工艺的步骤示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明磁混凝矿井水井下净化工艺按照以下步骤进行：
A、将矿井水经巷道内沟渠汇集至至井下中央水仓前端，经清渣过滤后流入预沉池沉淀，预沉池内设置潜水渣浆泵，潜水渣浆泵定时将预沉池内的污泥排入污泥池。
B、经过预沉池处理的水自流进入磁混凝系统，磁混凝系统向水中加入磁粉和混凝剂，混凝剂为PAC和PAM，水中的悬浮物在3分钟内形成以磁粉为载体的微絮团。
C、经过混凝后的水再流入磁分离机中，磁分离机将水中的微絮团从水中分离出，微絮团在磁分离机上聚集形成煤泥，经过固液分离之后的清水流入井下水仓，水仓中的清水经过矿井排水系统提升至地面综合利用或部分井下直接回用。出水水质达到SS＜10～20mg/L，同时对于铁锰、COD等污染物的去除率达到80～95％。
D、磁分离机上的煤泥由卸渣装置刮下进入磁分离磁鼓，由磁鼓对磁粉进行吸附回收，回收的磁粉返回磁混凝系统中循环使用，经过磁粉回收的煤泥排入污泥池中；
E、污泥池中的污泥经过板框压滤机脱水形成干泥饼，通过矿井输送系统外送至井外。
参加下表，为磁混凝净化工艺与斜板沉淀净化工艺经济技术指标对比表(12000m3/d)。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (2)
1.一种磁混凝矿井水井下净化工艺，其特征在于：按照以下步骤进行：
A、将矿井水汇集至井下中央水仓前端，经清渣过滤后流入预沉池沉淀，预沉池内设置潜水渣浆泵，潜水渣浆泵定时将预沉池内的污泥排入污泥池；
B、经过预沉池处理的水流入磁混凝系统，磁混凝系统向水中加入磁粉和混凝剂，混凝剂为PAC和PAM，水中的悬浮物形成以磁粉为载体的微絮团；
C、经过混凝后的水再流入磁分离机中，磁分离机将水中的微絮团从水中分离出，微絮团在磁分离机上聚集形成煤泥，经过固液分离之后的清水流入井下水仓；
D、磁分离机上的煤泥由卸渣装置刮下进入磁分离磁鼓，由磁鼓对磁粉进行吸附回收，回收的磁粉返回磁混凝系统中循环使用，经过磁粉回收的煤泥排入污泥池中；
E、污泥池中的污泥经过压滤机脱水形成干泥饼，通过矿井输送系统外送至井外。
2.根据权利要求1所述的磁混凝矿井水井下净化工艺，其特征在于：所述步骤C中流入水仓中的清水经过矿井排水系统提升至地面综合利用或部分井下直接回用。
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