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

一种矿井水磁力混凝及分离净化工艺 Download PDF

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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。
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