CN105439363A - 一种矿井水磁力混凝及分离净化工艺 - Google Patents

Abstract

一种矿井水磁力混凝及分离净化工艺涉及煤矿污水处理领域，特别涉及一种矿井地下涌水的处理工艺。其工艺流程包括格栅、初沉池、加药混凝、磁盘分离器、回收器、带式压滤机。加药混凝过程中所加磁性絮凝剂为核壳结构，并经过回收器回收后循环使用；回收器由絮体分散和磁性絮凝剂回收两部分构成。该工艺利用新型磁性絮凝剂及回收器，保证了磁性絮凝剂回收率，节省了运行费用；所采用磁盘分离器可快速达到固液分离的目的，使得整套工艺设备占地面积小，可以应用在井下，节省污水升井以及井下水仓清仓费用。

Description

一种矿井水磁力混凝及分离净化工艺

技术领域：

本发明涉及煤矿污水处理领域，特别涉及一种矿井地下涌水的处理工艺。

背景技术

全国煤矿煤与矿井水总产出比为1∶1.9，我国每年矿井水总量达到60亿m3，其中排放量约占一半达30亿m3，而其再利用率目前不到30％，水资源的浪费十分惊人。由于采矿活动中超极限疏排地下水，使一些能源基地的地下及地表水自然平衡受到严重破坏，大量矿坑污水排放地面，造成矿区地表、地下水的严重污染和农耕环境退化；地下水位大面积下降造成地表塌陷、地面沉降等环境地质灾害。

煤矿矿井水主要来源于地下水，一般占到矿井排水量95％左右，矿井水的水质与当地地下水水质基本相同，煤矿在生产过程中，由于地下水在流经采煤工作面时会携带大量煤粉、岩粉等悬浮物杂质，使矿井水颜色多呈灰黑色，有的煤矿煤层与碳酸盐矿物、硫酸盐、石灰岩等可溶性岩石共生在一起，地下水与岩石发生氧化作用，使矿井水呈高矿化度或酸性。从大量的矿井水水质资料分析看，矿井水中的汞、铁、铝、铬、砷等有毒有害重金属含量极少，大部分矿井水呈中性，不含有毒、有害离子，一般污染较小。

根据矿井水的特点，通常采用物理方法进行处理。主要技术有：絮凝处理去除悬浮颗粒物、中和酸性水、反渗透去除可溶性物质等技术以及它们的组合。这些技术主要利用重力沉降原理对水体的悬浮物进行分离，其主要缺点是占地面积大，水力停留时间长，底泥(煤泥)含水率高，对场地、池容的要求大；此类处理方式药剂投放后无法回收，投放药剂比例需要严格控制，药剂用量较大，水处理成本较高，且配制过程复杂，难以控制，并且化学水处理需要较长反应时间，不适合井下使用。

由于煤矿矿井水成分和地域特点等因素，现有的技术还不够成熟，存在诸多缺点。开发工艺简单，处理时间短，占地面积小，出水水质稳定的新工艺和新设备，仍然是煤矿矿井水处理的重要课题。

发明内容

本发明旨在提供一种煤矿矿井水的井下处理工艺，该工艺占地少、处理水量大、运行费用低、出水水质稳定、经济合理，处理后的污水能够作为煤矿回用水，还能回收煤泥，实现了污染物零排放。

本发明通过以下技术方案实现的。

一种矿井水磁力混凝及分离净化工艺，其工艺流程包括格栅、初沉池、加药混凝、磁盘分离器、回收器、带式压滤机。加药混凝过程中所加磁性絮凝剂为核壳结构，并经过回收器回收后循环使用；回收器由絮体分散和磁性絮凝剂回收两部分构成。

所述磁性絮凝剂是经过研磨、酸化处理后具有核壳结构的黑色粉末状磁性絮凝剂。

格栅间距为6mm。

初沉池池底设置潜水渣浆泵。

回收器絮体分散部分是由机械振动板和超声波清洗槽构成。

污泥脱水采用带式压滤机，带式压滤机尺寸宽度小于2500mm。

本发明的有益效果是：新型磁性絮凝剂吸附力强，能够形成稳定絮体；磁盘分离时间短、效率高、设备占地少，整个分离过程只要几十秒；磁性絮体分散采用机械振动与超声波结合的方式，保证磁性絮凝剂的回收再利用率在95％以上；该工艺节省药剂投入量，其投入量仅为传统工艺的十分之一；整个工艺吨水的电耗成本低；该工艺占地少，适合在井下实施，不受季节温度变化，出水稳定，省去传统工艺井下水仓清淤等费用。

附图说明

图1为本发明的处理工艺流程图。

图2为设备平面布置图。

图2中，1机械格栅，2初沉池，3加药混凝池，4磁盘分离器，5回收器，6中转池，7带式压滤机，8PAM、PAC配制投加装置，9磁性絮凝剂投加装置，10污泥池。

如图1所示，本发明的工艺流程为：矿井水经格栅除去水中细小的颗粒及悬浮物，自流进入初沉池，初沉池可去除水中的可沉物，漂浮物及部分油脂；随后，污水自流进入混凝池，与絮凝剂混合后，污水中形成细小均匀稳定的磁性絮状体；带有磁性絮状体的污水自流入磁盘分离器，利用磁盘产生的强磁场使得磁性絮状体和水体的快速分离，达到净水的目的。

与水体分离的磁性絮状体进入回收器，经过机械振动和超声波作用后，磁性絮凝剂和污泥分离，利用磁辊的吸附作用，达到回收磁性絮凝剂的目的。

具体实施方式

附图2为本发明的一种具体实施案例。

本发明的处理工艺流程，包括一次连接设置的格栅1，初沉池2，加药混凝池3，磁盘分离器4和出水渠，磁盘分离器4同时连接回收器5，回收器5经污泥池10与带式压滤机连接。

本发明的矿井水磁力混凝及分离净化的方法，井下排放污水由各巷道地沟收集，并经过机械格栅1去除细小颗粒物及悬浮物。随后污水自流入初沉池2进行沉淀，沉淀污泥由排泥泵排入污泥池10。初沉池2的出水进入加药混凝池3，在加药混凝池内经PAM、PAC配制投加装置8和磁性絮凝剂投加装置9投加的絮凝剂与污水充分混合产生稳定的磁性絮凝体，经充分混合反应后自流进入磁盘分离器4中进行固液分离，磁盘分离器4中磁盘所产生的强磁场对磁性絮凝体产生磁力作用，该磁力是重力的640倍，使得污水中的磁性絮凝体快速吸附到磁盘上，随着磁盘转动被刮渣条挂出，污水经过磁盘分离器4后得到净化，自流进入井下水仓。由刮渣条收集的带有磁性絮凝剂的污泥进入回收器5，在机械振动和超声波的共同作用下，磁性絮凝剂与污泥分离；磁性絮凝剂经磁辊收集后循环进入磁性絮凝剂投加装置9循环利用，非磁性污泥经中转池进入污泥池，在污泥池中与初沉池污泥混合后由污泥泵送入带式压滤机进行脱水，滤液回流入初沉池2，滤渣由矿车运出。

本发明所用的磁性絮凝剂不同于传统的磁种，传统磁种主要成分是纯铁粉或是铁矿石粉，本发明所用磁性絮凝剂是经过研磨，酸化处理后的磁粉，具有核壳结构，表面活性高且具有良好的磁响应性，可减少PAM及PAC的用量。

本发明固液分离时间短，水力停留时间较传统沉淀工艺短，因此占地少，处理水量大；由于磁盘表面产生的磁力是重力的640倍以上，在加药混凝过程中不必形成大的絮团，从而节省了PAM、PAC的用量，降低了运行费用。本发明中回收器采用机械振动和超声波联合作用，保证了磁性絮凝剂的回收率，节省了成本投入。

Claims (6)

1.一种矿井水磁力混凝及分离净化工艺，其工艺流程包括格栅、初沉池、加药混凝、磁盘分离器、回收器、带式压滤机，其特征在于：加药混凝过程中所加磁性絮凝剂为核壳结构，并经过回收器回收后循环使用；回收器由絮体分散和磁性絮凝剂回收两部分构成。

2.根据权利要求1所述的一种矿井水磁力混凝及分离净化工艺，其特征在于：所述磁性絮凝剂是经过研磨、酸化处理后具有核壳结构的黑色粉末状磁性絮凝剂。

3.根据权利要求1所述的一种矿井水磁力混凝及分离净化工艺，其特征在于：格栅间距为6mm。

4.根据权利要求1所述的一种矿井水磁力混凝及分离净化工艺，其特征在于：初沉池池底设置潜水渣浆泵。

5.根据权利要求1所述的一种矿井水磁力混凝及分离净化工艺，其特征在于：回收器絮体分散部分是由机械振动板和超声波清洗槽构成。

6.根据权利要求1所述的一种矿井水磁力混凝及分离净化工艺，其特征在于：带式压滤机尺寸宽度小于2500mm。