CN109761382A - 一种井下矿井水处理及存储系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种井下矿井水处理及存储系统，包括设于井下的预沉调节池、重介速沉水处理系统、直滤系统、反渗透系统、污泥处理系统、浓盐水处理系统，第一采空区(井下污泥储存采空区)，第二采空区(井下浓盐水储存采空区)。预沉调节池的水出口与重介速沉水处理系统连通，重介速沉水处理系统与直滤系统连通，直滤系统与反渗透系统连通；反渗透系统的纯水出口与井下水仓连通；反渗透系统的浓水出口与浓盐水处理系统连通；预沉调节池的污泥出口与污泥处理系统连通；重介速沉水处理系统和直滤系统的污泥出口与污泥处理系统连通；污泥处理系统的出口延伸至第一采空区；浓盐水处理系统出口延伸至第二采空区。本方案中，能减少污水处理成本，经济效益好。

Description

一种井下矿井水处理及存储系统

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体而言，涉及一种井下矿井水处理及存储系统。

背景技术

煤炭在我国能源结构中占一半以上，煤炭开采过程中排放大量废水，若不经处理直接排放，势必对环境造成严重污染，同时造成水资源的大量浪费，无法实现循环经济的目标。特别是随着近年来能源工业的迅速发展，煤矿废水已经成为重要的污染源之一。煤矿行业既是用水大户也是排污大户，随着经济社会的可持续发展和人们对环保要求的提高，对煤矿废水处理的要求也随之越来越严格。

煤矿废水中的高悬浮物、高矿化度矿井水成分复杂，现有技术中，往往先将矿井水抽出地面然后通过沉降、过滤、反渗透等一系列流程实现水的净化，在井上进行除盐工程处理投资很高，工程量大，耗能较大，运行成本较高。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种井下矿井水处理及存储系统。

为了实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种井下矿井水处理及存储系统，包括设于井下的预沉调节池、重介速沉水处理系统、直滤系统、反渗透系统、污泥处理系统、浓盐水处理系统，第一采空区(井下污泥储存采空区)，第二采空区(井下浓盐水储存采空区)；

预沉调节池的水出口与重介速沉水处理系统连通，重介速沉水处理系统与直滤系统连通，直滤系统与反渗透系统连通；反渗透系统的纯水出口与井下水仓连通；反渗透系统的浓水出口与浓盐水处理系统连通；

预沉调节池的污泥出口与污泥处理系统连通；

重介速沉水处理系统和直滤系统的污泥出口与污泥处理系统连通；

污泥处理系统的出口延伸至第一采空区；

浓盐水处理系统出口延伸至第二采空区。

在上述技术方案中，优选地，重介速沉水处理系统包括：重介速沉水处理设备，预沉调节池的水出口与重介速沉水处理设备连通，重介速沉水处理设备的污泥出口与污泥处理系统连通；清水池，重介速沉水处理设备的出水口与清水池连通，清水池出水与直滤系统相连。

在上述任一技术方案中，优选地，直滤系统包括直滤设备和直滤水池：直滤设备的进水口与重介速沉水处理系统连通；直滤设备出水口与直滤水池连通，直滤水池与反渗透系统相连通，直滤设备的污泥出口与污泥处理系统连通。

在上述任一技术方案中，优选地，反渗透系统包括原水反渗透设备、浓水池、纯水仓、地面消毒设备、外排装置；浓水池与原水反渗透设备的浓水出口连通；纯水仓与原水反渗透设备的纯水出口连通；外排装置的进水口伸入纯水仓，外排装置的出水口通过管路连通至地面上；浓水仓的出口与浓盐水处理系统连通。

在上述任一技术方案中，优选地，污泥处理系统包括污泥转运池：污泥转运池与预沉调节池、重介速沉水处理设备、直滤设备污泥排放口相连通；污泥转运池出口与第一采空区连通，污泥经管道由渣浆泵排放至第一采空区中。

在上述任一技术方案中，优选地，浓盐水处理系统包括浓盐反渗透设备以及浓盐水池；浓水池出口与浓盐反渗透设备连通；浓盐反渗透设备的纯水出口与纯水仓连通，浓盐反渗透设备的浓水出口与浓盐水池连通；浓盐水池的出口与第二采空区连通，浓盐水经浓盐水池排放至第二采空区。

本方案提供的井下矿井水处理及存储系统，矿井水经过重介速沉水处理装置处理后进入清水池中，清水池的水经过提升泵提升至直滤系统，通过直滤装置去除水中悬浮物、胶体、微粒、细菌和病毒等大分子物质。直滤出水经反渗透给水泵送入进水管道混合器与加药装置送来的阻垢剂等进行混合反应后，由反渗透高压泵送入反渗透系统，经反渗透装置处理后，水中95％的盐份得到去除，纯水进纯水仓，浓水进浓水池。浓水池的浓水经过浓水泵提升，经高压泵增压后进入浓水反渗透装置，对浓水再次进行浓缩回收以提高纯水的回收率，纯水进入纯水仓，浓盐水进入浓盐水池。纯水仓的纯水经水泵加压后，送至地面；浓盐水经加压泵加压后排放至井下采空区二浓盐水库进行封存。

直滤系统均采用错流模式进行过滤，直滤系统产生的错流水排入原重介速沉水处理装置，反洗水排入污泥处理系统。污泥水经污泥泵送至第一采空区，经过采空区截留后的矿井水又返回至预沉调节池。

直滤装置与反渗透装置均设置有化学清洗系统，当系统发生污堵后，手动对其清洗，恢复系统性能，延长使用寿命。化学清洗采用的药剂根据污堵情况及污染物的种类，选择合适的化学药剂。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的井下矿井水处理及存储系统的结构示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的井下矿井水处理及存储系统的结构示意图。

具体实施方式

为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1和图2描述根据本发明的一些实施例。

如图1和图2所示，本发明的实施例提供了一种井下矿井水处理及存储系统，包括设于井下的预沉调节池、重介速沉水处理系统、直滤系统、反渗透系统、污泥处理系统、浓盐水处理系统，第一采空区，第二采空区；

预沉调节池的水出口与重介速沉水处理系统连通，重介速沉水处理系统与直滤系统连通，直滤系统与反渗透系统连通；反渗透系统的纯水出口与井下水仓连通；反渗透系统的浓水出口与浓盐水处理系统连通；

预沉调节池的污泥出口与污泥处理系统连通；

重介速沉水处理系统和直滤系统的污泥出口与污泥处理系统连通；

污泥处理系统的出口延伸至第一采空区；

浓盐水处理系统出口延伸至第二采空区。

在上述实施例中，优选地，重介速沉水处理系统包括：重介速沉水处理设备，预沉调节池的水出口与重介速沉水处理设备连通，重介速沉水处理设备的污泥出口与污泥处理系统连通；清水池，重介速沉水处理设备的出水口与清水池连通，清水池出水与直滤系统相连。

在上述任一实施例中，优选地，直滤系统包括直滤设备和直滤水池：直滤设备的进水口与重介速沉水处理系统连通；直滤设备出水口与直滤水池连通，直滤水池与反渗透系统相连通，直滤设备的污泥出口与污泥处理系统连通。

在上述任一实施例中，优选地，反渗透系统包括原水反渗透设备、浓水池、纯水仓、地面消毒设备、外排装置；浓水池与原水反渗透设备的浓水出口连通；纯水仓与原水反渗透设备的纯水出口连通；外排装置的进水口伸入纯水仓，外排装置的出水口通过管路连通至地面上；浓水仓的出口与浓盐水处理系统连通。

在上述任一实施例中，优选地，污泥处理系统包括污泥转运池：污泥转运池与预沉调节池、重介速沉水处理设备、直滤设备污泥排放口相连通；污泥转运池出口与第一采空区连通，污泥经管道由渣浆泵排放至第一采空区中。

在上述任一实施例中，优选地，浓盐水处理系统包括浓盐反渗透设备以及浓盐水池；浓水池出口与浓盐反渗透设备连通；浓盐反渗透设备的纯水出口与纯水仓连通，浓盐反渗透设备的浓水出口与浓盐水池连通；浓盐水池的出口与第二采空区连通，浓盐水经浓盐水池排放至第二采空区。

本方案提供的井下矿井水处理及存储系统，矿井水经过重介速沉水处理装置处理后进入清水池中，清水池的水经过提升泵提升至直滤系统，通过直滤装置去除水中悬浮物、胶体、微粒、细菌和病毒等大分子物质。直滤出水经反渗透给水泵送入进水管道混合器与加药装置送来的阻垢剂等进行混合反应后，由反渗透高压泵送入反渗透系统，经反渗透装置处理后，水中95％的盐份得到去除，纯水进纯水仓，浓水进浓水池。浓水池的浓水经过浓水泵提升，经高压泵增压后进入浓水反渗透装置，对浓水再次进行浓缩回收以提高纯水的回收率，纯水进入纯水仓，浓盐水进入浓盐水池。纯水仓的纯水经水泵加压后，送至地面；浓盐水经加压泵加压后排放至井下采空区二浓盐水库进行封存。

直滤系统均采用错流模式进行过滤，直滤系统产生的错流水排入原重介速沉水处理装置，反洗水排入污泥处理系统。污泥水经污泥泵送至第一采空区，经过采空区截留后的矿井水又返回至预沉调节池。

直滤装置与反渗透装置均设置有化学清洗系统，当系统发生污堵后，手动对其清洗，恢复系统性能，延长使用寿命。化学清洗采用的药剂根据污堵情况及污染物的种类，选择合适的化学药剂。

通过在连通重介速沉水处理设备与直滤设备的供水管道上增设转换阀门，当矿井水来水水质水量变化剧烈时，可以打开转换阀门，来水进入重介速沉水处理系统进行预处理后在进入后续直滤系统进行处理。

系统运行稳定后，可以关闭转换阀门，矿井水来水可以不进入重介速沉水处理设备，直接进入直滤系统进行处理。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连通”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连通”可以是固定连通，也可以是可拆卸连通，或一体地连通；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种井下矿井水处理及存储系统，其特征在于，包括设于井下的预沉调节池、重介速沉水处理系统、直滤系统、反渗透系统、污泥处理系统、浓盐水处理系统、第一采空区以及第二采空区；

所述预沉调节池的水出口与所述重介速沉水处理系统连通，所述重介速沉水处理系统的水出口与直滤系统连通，所述直滤系统的水出口与所述反渗透系统连通，所述反渗透系统的纯水出口与所述井下水仓连通，所述反渗透系统的浓水出口与所述浓盐水处理系统连通；

所述预沉调节池的污泥出口与所述污泥处理系统连通；

所述重介速沉水处理系统和直滤系统的污泥出口与所述污泥处理系统连通；

所述污泥处理系统的出口延伸至第一采空区；

所述浓盐水处理系统的出口延伸至第二采空区。

2.根据权利要求1所述的井下矿井水处理及存储系统，其特征在于，所述重介速沉水处理系统包括：

重介速沉水处理设备，所述预沉调节池的水出口与所述重介速沉水处理设备连通，所述重介速沉水处理设备的污泥出口与所述污泥处理系统连通；

清水池，所述重介速沉水处理设备的出水口与所述清水池连通且清水池出水与直滤系统相连。

3.根据权利要求1所述的井下矿井水处理及存储系统，其特征在于，所述直滤系统包括直滤设备和直滤水池：

所述直滤设备的进水口与所述重介速沉水处理系统连通；

所述直滤设备出水口与所述直滤水池连通；

所述直滤水池与所述反渗透系统相连通；

所述直滤设备的污泥出口与所述污泥处理系统连通。

4.根据权利要求1所述的井下矿井水处理及存储系统，其特征在于，所述反渗透系统包括原水反渗透设备、浓水池、纯水仓以及外排装置；

所述浓水池与所述原水反渗透设备的浓水出口连通；

所述纯水仓与所述原水反渗透设备的纯水出口连通；

所述外排装置的进水口伸入所述纯水仓，所述外排装置的出水口通过管路连通至地面上；

所述浓水仓的出口与所述浓盐水处理系统连通。

5.根据权利要求4所述的井下矿井水处理及存储系统，其特征在于，所述污泥处理系统包括污泥转运池：

所述污泥转运池与预沉调节池、重介速沉水处理设备以及直滤设备的污泥排放口相连通；

所述污泥转运池出口与第一采空区连通。

6.根据权利要求5所述的井下矿井水处理及存储系统，其特征在于，所述浓盐水处理系统包括浓盐反渗透设备以及浓盐水池；

所述浓水池出口与所述浓盐反渗透设备连通；

所述浓盐反渗透设备的纯水出口与所述纯水仓连通，所述浓盐反渗透设备的浓水出口与所述浓盐水池连通；

所述浓盐水池的出口与第二采空区连通，浓盐水经所述浓盐水池排放至所述第二采空区。