CN110372071B - 一种煤矿井下用矿井水磁分离水体净化工艺及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤矿井下用矿井水磁分离水体净化工艺及设备，主要包括管道混合器、混凝池、磁种添加池、絮凝装置、沉淀池、磁分离装置、净水后处理装置、污泥脱水机，管道混合器、混凝池、磁种添加池、絮凝装置、沉淀池依次通过管道连接，沉淀池的磁泥出口、净水出口分别与磁分离装置、净水后处理装置通过管道连接；磁分离装置的出泥口与污泥脱水机通过管道连接；磁分离装置的磁种口与磁种添加池通过管道连接，污泥脱水机通过管道与管道混合器的进水端连接。本发明工艺及装置对磁种回收率高，且将去磁污泥进行回收处理，绿色环保，高效快速。

Description

一种煤矿井下用矿井水磁分离水体净化工艺及设备
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体是涉及一种煤矿井下用矿井水磁分离水体净化工艺及设备。
背景技术
在煤炭开采过程中，地下水与煤层、岩层接触，加上人类的活动的影响，发生了一系列的物理、化学和生化反应，因而水质具有显著的煤炭行业特征：含有悬浮物的矿井水的悬浮物含量远远高于地表水，感官性状差；并且所含悬浮物的粒度小、比重轻、沉降速度慢、混凝效果差；矿井水中还含有废机油、乳化油等有机物污染物。矿井水中含有的总离子含量比一般地表水高得多，而且很大一部分是硫酸根离子。矿井水往往PH值特别低，常伴有大量的亚铁离子，增加了处理的难度。
在对矿井水进行水体净化处理时，我们常采用磁分离净化工艺及设备进行矿井水的处理工作，但是在实际的煤矿井下进行矿井水的磁分离水体净化工作，我们遇到了一些问题，如，净化效率较低，出水水质仍有待提高，而且絮凝反应进程较慢，同时对磁种的利用率及回收率低，造成对磁种的浪费和花费，从而产生更高的成本，因此，现需要一种新型的用于煤矿井下的矿井水的净化设备及工艺来解决上述不足而满足实际的净化处理需求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种煤矿井下用矿井水磁分离水体净化工艺及设备。
本发明的技术方案是:一种煤矿井下用矿井水磁分离水体净化设备，主要包括管道混合器、混凝池、磁种添加池、絮凝装置、沉淀池、磁分离装置、净水后处理装置、污泥脱水机；
所述磁分离装置从左到右依次分为分散室、分离室、分离控制器；所述分散室设有分散盘，所述分散盘通过转轴与分散电机连接，所述分散电机设在分散室上顶面，分散室左侧面上部设有进泥口，分散室右侧面上部设有通泥口与分离室连通，所述分离室设有磁分离主盘、磁分离副盘、电磁棒、气吹冲洗装置；所述磁分离主盘竖向设置在分离室的弧形分离槽的前内侧面处，并通过转轴与主盘电机连接，所述主盘电机设在分离室的前外侧面上，所述磁分离副盘设有多组，等角度周向设置在磁分离主盘内侧面上，磁分离副盘通过副盘电机与磁分离主盘连接，所述磁分离副盘内侧面中心设有与副盘电机连接的半形齿轮，且磁分离副盘内侧面上围绕半形齿轮周向设有多组传动齿轮，所述电磁棒与传动齿轮连接，所述半形齿轮为左右两侧各设有四分之一齿面的齿轮；所述气吹冲洗装置设在分离室上部，气吹冲洗装置包括气吹壳体、收集板和气吹板，所述气吹壳体固定在分离室后侧面的上部，所述收集板设在气吹壳体的中心处，且位于磁分离副盘组成的圆环内圈相对位置处，收集板表面设有传送带，并与气吹壳体位置连接处设有磁种口，收集板用于收集上顶部的磁分离副盘的电磁棒的磁种，所述气吹板呈弧形设置在收集板的上方并与气吹壳体固定，所述气吹板上密集设有气吹喷头，气吹板上顶面设有气泵；所述分离室的右外侧面上部设有出泥口，所述分离控制器设在分离室的右外侧面下部，分离控制器与分散电机、主盘电机、副盘电机、气吹冲洗装置电性连接；
所述管道混合器、混凝池、磁种添加池、絮凝装置、沉淀池依次通过管道连接，所述沉淀池的磁泥出口、净水出口分别与磁分离装置、净水后处理装置通过管道连接；所述磁分离装置的出泥口与污泥脱水机通过管道连接；所述磁分离装置的磁种口与磁种添加池通过管道连接，所述污泥脱水机通过管道与管道混合器的进水端连接，用于将污泥脱水所产生污水循环处理。本发明的磁分离装置利用多组磁分离副盘的作用，配合磁分离主盘的转动，进行高效快速地磁分离工作，通过半形齿轮的转动使各个传动齿轮间歇式转动，有效的满足各个电磁棒与磁种污泥的接触时间及接触面积，提高对磁种污泥中磁种的回收，同时利用气吹冲洗装置对行进至上顶端的电磁棒进行磁种回收，装置回收效率高，且一体化强，可有效提高本发明净化装置的净化效率。
进一步地，所述收集板两侧设有磁种挡网。收集板两侧设置有磁种挡网可以提高磁种采集的效率，防止在气吹板作用下使部分磁种落至弧形分离槽。
进一步地，所述电磁棒上等间距设有多个电磁环片。设置有电磁环片可以增大电磁棒与磁种污泥的接触面积，提高对磁种的收集效率。
进一步地，所述絮凝装置包括絮凝仓体、无序搅动器、加药装置、驱动电机；
所述加药装置设有连接气管、加药器、循环气泵，所述加药器设有多个，周向等间距设置在絮凝仓体四周壁上部；加药器包括储药仓、布药叶、传动叶、气室，所述储药仓内侧面设有布药口，所述布药叶设在布药口处，所述传动叶设在布药叶正下方并与其通过转轴连接，所述气室与储药仓下底面连接，且传动叶位于气室内；所述加药器的气室通过连接气管依次连通，所述絮凝仓体外壁左侧与连接气管位置对应处设有所述循环气泵，所述循环气泵与连接气管连通，用于循环环形气管与气室内气流而使传动叶转动；设置有所述加药装置，利用气流循环作用带动传动叶使布药叶旋转布药，通过布药叶叶片不断经过布药口进行不断且快速均匀的分洒絮凝剂，使絮凝剂更加快速均匀的分洒至矿井水中，提高絮凝处理的效率；
所述无序搅动器设有搅动主杆、搅动棒、活动杆、磁套环、电磁铁、搅动控制器，所述搅动主杆上等间距设有三组活动部，所述三组活动部上下端各设有一个电磁铁，且每组活动部上套有可上下活动的磁套环，所述搅动棒设有三个，周向分布于搅动主杆的圆周，搅动棒上下两端各通过一个所述活动杆与搅动主杆下端、磁套环连接，搅动棒与活动杆、活动杆与搅动主杆下端、活动杆与磁套环均通过转轴连接；所述搅动控制器设置在搅动主杆上，搅动控制器与每个所述电磁铁连接，用于控制每个磁套环与上下端电磁铁之间的距离；所述驱动电机的输出轴与搅动主杆上端连接，驱动电机设在絮凝装置上顶面；通过三组磁套环、电磁铁的作用使三组搅拌棒各自按着不同的频率和时间进行往复运动，进行无序的搅拌工作，相对于传统的固定叶搅动，无序搅动器搅动更加高效，可有效缩短絮凝混合时间，提高絮凝混合的效果；
所述絮凝装置的右侧面上部设有进液口，絮凝装置的左侧面中部设有出液口，所述絮凝装置内壁上与出液口位置对应处设有挡板。
更进一步地，所述储药仓的布药口处设有多个导药槽。设置有导药槽可以使絮凝剂更加均匀的分散至布药口，提高布药叶的分洒效果。
更进一步地，所述搅动棒上等间距设有多组搅动叶，所述搅动叶通过轴套与搅动棒转动连接。通过设置多组搅动叶可以增强搅动棒的搅动效果促进絮凝的进行。
进一步地，所述净水后处理装置采用活性炭吸附净化，但不仅限于这一种。
一种煤矿井下用矿井水磁分离水体净化工艺，包括以下步骤：
S1：将矿井水通过管道混合器的进水端注入，同时按矿井水的体积流量将35-62g/m3的混凝剂加入混合，并在混凝池进行混凝，得到混凝矿井水；
S2：混凝矿井水通过管道流入磁种添加池，按混凝矿井水的体积流量将670-2350g/m3的磁种加入混合，混合搅拌后得到磁种矿井水；
S3：磁种矿井水通过管道流入絮凝装置，按磁种矿井水的体积流量将15-30g/m3的絮凝剂加入进行絮凝处理，得到絮凝污泥矿井水；
S4：絮凝污泥矿井水通过管道流入沉淀池内，经过重力沉淀后，磁种污泥通过磁泥出口流入到磁分离装置，上清液则通过净水出口流入到净水后处理装置，经净水后处理装置处理得到净化矿井水；
S5：磁种污泥通过进泥口进入磁分离装置，经分散室打散后，再通过分离室将磁种回收，并通过磁种口回收至磁种添加池重复利用，去磁污泥通过出泥口流入到污泥脱水机；
S6：去磁污泥经污泥脱水机脱水处理后，通过管道将污泥脱水所产生污水回流至管道混合器的进水端，同时脱水污泥进行收集回收利用。
进一步地，所述混凝剂按照重量份数计由20-30份三氯化铁、2-5份硫酸铝、1-3份火山岩粉、5-8份离子型聚丙烯酰胺、1-2份烷醇酰胺组成。采用上述配比组成的混凝剂，混凝效果好，添加有火山岩粉可以促进混凝的处理并增加混凝度，添加有烷醇酰胺可以增强净化的效果提高净化水质，可快速的达到混凝预期效果，提高净化处理的效率。
进一步地，所述絮凝剂由硫酸亚铁、聚丙烯酰胺、聚环氧氯丙烷、疏水二氧化硅按照质量比为(5-8)：(10-12)：(1-2)：1组成。采用上述配比组成的絮凝剂，絮凝处理时间短，絮凝效果好，配合本发明的絮凝装置可进行高效的絮凝处理，节省絮凝时间。
进一步地，所述磁种为改性纳米四氧化三铁，粒径为44-67nm。采用粒径为44-67nm的改性纳米四氧化三铁，磁分离净化效果稳定，同时在磁分离时效率更高，可有效的提高本装置的净化处理效果和时间。
本发明的工作方法为：
将矿井水通过管道混合器的进水端注入，同时加入混凝剂混合，并在混凝池进行混凝，得到混凝矿井水；混凝矿井水通过管道流入磁种添加池，并加入磁种，混合搅拌后得到磁种矿井水；磁种矿井水通过管道流入絮凝装置；
絮凝装置：磁种矿井水通过进液口流入絮凝仓体内，通过加药装置将絮凝剂加入，将絮凝剂从储药仓上顶面的加药口加入到储药仓内，开启循环气泵使连接气管、气室形成的环形通路进行气流流通，进而气流经过气室带动传动叶转动，传动叶带动布药叶转动，布药叶转动使其扇叶经过布药口将絮凝剂带出，并随着离心力的作用将絮凝剂均匀洒出，絮凝剂的添加速度可通过调整循环气泵循环的气流速度控制；期间，无序搅动器进行絮凝搅动促进絮凝处理快速进行，搅动主杆随着驱动电机的驱动进行旋转，同时三组搅动棒，每组磁套环与其对应的电磁铁，由搅动控制器控制使上下电磁铁交替通电，从而使其与磁套环交替产生斥力，而使磁套环在上下电磁铁之间来回滑动，磁套环上下滑动带动活动杆从而使搅动棒来回运动，每组磁套环和电磁铁的交替频率和时常均不同，从而通过三组不同往复的搅动棒实现无序搅动，提高絮凝混合的效率，节省处理的时间；
絮凝处理后通过管道流入沉淀池内，经过重力沉淀后，磁种污泥通过磁泥出口流入到磁分离装置，上清液则通过净水出口流入到净水后处理装置，经净水后处理装置活性炭吸附处理得到净化矿井水；
磁分离装置：磁种污泥通过进泥口进入磁分离装置，经分散室的分散盘转动打散后，通过通泥口流入分离室的弧形分离槽内，通过主盘电机的驱动使磁分离主盘进行转动，同时副盘电机驱动半形齿轮进行转动，半形齿轮与各个传动齿轮啮合传动使传动齿轮进行间歇转动，进而带动电磁棒转动，通过对电磁棒通电使其带有磁性并将磁种收集，通过每个磁分离副盘的多组电磁棒交替协同进行快速地磁种收集，当一组磁分离副盘行进至收集板的正上方时，其磁分离副盘的电磁棒断电并启动气吹冲洗装置，通过气吹板的气吹喷头辅助吹落磁种至收集板上，通过收集板的传送带作用将磁种输送至其后端的磁种口并通过收集在次使用到磁种添加池，去磁污泥通过出泥口流至污泥脱水机进行后续处理；
去磁污泥经污泥脱水机脱水处理后，通过管道将污泥脱水所产生污水回流至管道混合器的进水端，同时脱水污泥进行收集回收利用。
本发明的有益效果是:
(1)本发明的净化装置一体化强，通过絮凝装置、磁分离装置等作用，有效提高对矿井水的磁分离净化处理效果，同时，本工艺及装置对磁种回收率高，且将去磁污泥进行回收处理，绿色环保，高效快速。
(2)本发明设置的絮凝装置通过三组磁套环、电磁铁的作用使三组搅拌棒各自按着不同的频率和时间进行往复运动，进行无序的搅拌工作，相对于传统的固定叶搅动，无序搅动器搅动更加高效，可有效缩短絮凝混合时间，提高絮凝混合的效果。
(3)本发明设置的絮凝装置利用气流循环作用带动传动叶使布药叶旋转布药，使絮凝剂更加快速均匀的分洒至矿井水中，提高絮凝处理的效率，可有效缩短絮凝混合时间，提高絮凝处理的效率。
(3)本发明设置的磁分离装置利用多组磁分离副盘的作用，通过半形齿轮的转动使各个传动齿轮间歇式转动，有效的满足各个电磁棒与磁种污泥的接触时间及接触面积，提高对磁种污泥中磁种的回收，装置回收效率高，且一体化强，可有效提高净化装置的净化效率。
附图说明
图1是本发明净化设备整体结构示意图。
图2是本发明絮凝装置整体结构示意图。
图3是图2的A-A处剖面结构示意图。
图4是本发明磁分离装置整体外观示意图。
图5是图4的B-B处剖面结构示意图。
图6是图5的C-C处剖面结构示意图。
图7是图5的D-D处剖面结构示意图。
图8是本发明气吹板的仰视图。
其中，1-管道混合器、2-混凝池、3-磁种添加池、4-絮凝装置、41-絮凝仓体、411-进液口、412-出液口、413-挡板、42-无序搅动器、43-加药装置、44-驱动电机、45-连接气管、451-循环气泵、46-加药器、461-储药仓、462-布药叶、463-传动叶、464-气室、465-布药口、466-导药槽、47-搅动主杆、471-磁套环、472-电磁铁、48-搅动棒、481-活动杆、482-搅动叶、49-搅动控制器、5-沉淀池、51-磁泥出口、52-净水出口、6-磁分离装置、61-分散室、611-分散盘、612-分散电机、62-分离室、621-弧形分离槽、63-分离控制器、64-进泥口、65-通泥口、66-磁分离主盘、661-主盘电机、67-磁分离副盘、671-电磁棒、672-副盘电机、673-半形齿轮、674-传动齿轮、675-电磁环片、68-气吹冲洗装置、681-气吹壳体、682-收集板、683-气吹板、684-磁种口、685-气吹喷头、686-气泵、687-磁种挡网、69-出泥口、7-净水后处理装置、8-污泥脱水机。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种煤矿井下用矿井水磁分离水体净化设备，主要包括管道混合器1、混凝池2、磁种添加池3、絮凝装置4、沉淀池5、磁分离装置6、净水后处理装置7、污泥脱水机8；净水后处理装置采用活性炭吸附净化；
如图2-3所示，絮凝装置4包括絮凝仓体41、无序搅动器42、加药装置43、驱动电机44；加药装置43设有连接气管45、加药器46、循环气泵47，加药器46设有多个，周向等间距设置在絮凝仓体41四周壁上部；加药器46包括储药仓461、布药叶462、传动叶463、气室464，储药仓461内侧面设有布药口465，储药仓461的布药口465处设有多个导药槽466。设置有导药槽466可以使絮凝剂更加均匀的分散至布药口465，提高布药叶462的分洒效果。布药叶462设在布药口465处，传动叶463设在布药叶462正下方并与其通过转轴连接，气室464与储药仓461下底面连接，且传动叶463位于气室464内；加药器46的气室464通过连接气管45依次连通，絮凝仓体41外壁左侧与连接气管45位置对应处设有循环气泵451，循环气泵451与连接气管46连通，用于循环环形气管6与气室464内气流而使传动叶转动；设置有加药装置43，利用气流循环作用带动传动叶463使布药叶462旋转布药，通过布药叶462叶片不断经过布药口465进行不断且快速均匀的分洒絮凝剂，使絮凝剂更加快速均匀的分洒至矿井水中，提高絮凝处理的效率；无序搅动器42设有搅动主杆47、搅动棒48、活动杆481、磁套环471、电磁铁472、搅动控制器49，搅动主杆47上等间距设有三组活动部，三组活动部上下端各设有一个电磁铁472，且每组活动部上套有可上下活动的磁套环471，搅动棒48设有三个，周向分布于搅动主杆47的圆周，搅动棒48上等间距设有多组搅动叶482，搅动叶482通过轴套与搅动棒48转动连接。通过设置多组搅动叶482可以增强搅动棒48的搅动效果促进絮凝的进行。搅动棒48上下两端各通过一个活动杆481与搅动主杆47下端、磁套环471连接，搅动棒48与活动杆481、活动杆481与搅动主杆47下端、活动杆481与磁套环471均通过转轴连接；搅动控制器49设置在搅动主杆47上，搅动控制器49与每个电磁铁472连接，用于控制每个磁套环471与上下端电磁铁472之间的距离；驱动电机44的输出轴与搅动主杆47上端连接，驱动电机44设在絮凝装置4上顶面；通过三组磁套环471、电磁铁472的作用使三组搅拌棒48各自按着不同的频率和时间进行往复运动，进行无序的搅拌工作，相对于传统的固定叶搅动，无序搅动器42搅动更加高效，可有效缩短絮凝混合时间，提高絮凝混合的效果；絮凝装置4的右侧面上部设有进液口411，絮凝装置4的左侧面中部设有出液口412，絮凝装置4内壁上与出液口411位置对应处设有挡板413。
如图4-8所示，磁分离装置6从左到右依次分为分散室61、分离室62、分离控制器63；分散室61设有分散盘611，分散盘611通过转轴与分散电机612连接，分散电机612设在分散室61上顶面，分散室61左侧面上部设有进泥口64，分散室61右侧面上部设有通泥口65与分离室62连通，分离室62设有磁分离主盘66、磁分离副盘67、电磁棒671、气吹冲洗装置68；磁分离主盘66竖向设置在分离室62的弧形分离槽621的前内侧面处，并通过转轴与主盘电机661连接，主盘电机661设在分离室62的前外侧面上，磁分离副盘67设有多组，等角度周向设置在磁分离主盘66内侧面上，磁分离副盘67通过副盘电机672与磁分离主盘66连接，磁分离副盘67内侧面中心设有与副盘电机672连接的半形齿轮673，且磁分离副盘67内侧面上围绕半形齿轮673周向设有多组传动齿轮674，电磁棒671与传动齿轮674连接，电磁棒671上等间距设有多个电磁环片675。设置有电磁环片675可以增大电磁棒671与磁种污泥的接触面积，提高对磁种的收集效率。半形齿轮673为左右两侧各设有四分之一齿面的齿轮；气吹冲洗装置68设在分离室62上部，气吹冲洗装置68包括气吹壳体681、收集板682和气吹板683，气吹壳体681固定在分离室62后侧面的上部，收集板682设在气吹壳体681的中心处，且位于磁分离副盘67组成的圆环内圈相对位置处，收集板682两侧设有磁种挡网687。收集板682两侧设置有磁种挡网687可以提高磁种采集的效率，防止在气吹板683作用下使部分磁种落至弧形分离槽621。收集板682表面设有传送带，并与气吹壳体681位置连接处设有磁种口684，收集板682用于收集上顶部的磁分离副盘67的电磁棒671的磁种，气吹板683呈弧形设置在收集板682的上方并与气吹壳体681固定，气吹板683上密集设有气吹喷头685，气吹板683上顶面设有气泵686；分离室62的右外侧面上部设有出泥口69，分离控制器63设在分离室62的右外侧面下部，分离控制器63与分散电机612、主盘电机661、副盘电机672、气吹冲洗装置68电性连接；
如图1所示，管道混合器1、混凝池2、磁种添加池3、絮凝装置4、沉淀池5依次通过管道连接，沉淀池5的磁泥出口51、净水出口52分别与磁分离装置6、净水后处理装置7通过管道连接；磁分离装置6的出泥口69与污泥脱水机8通过管道连接；磁分离装置6的磁种口684与磁种添加池3通过管道连接，污泥脱水机8通过管道与管道混合器1的进水端连接，用于将污泥脱水所产生污水循环处理。本发明的磁分离装置6利用多组磁分离副盘67的作用，配合磁分离主盘66的转动，进行高效快速地磁分离工作，通过半形齿轮673的转动使各个传动齿轮674间歇式转动，有效的满足各个电磁棒671与磁种污泥的接触时间及接触面积，提高对磁种污泥中磁种的回收，同时利用气吹冲洗装置68对行进至上顶端的电磁棒671进行磁种回收，装置回收效率高，且一体化强，可有效提高本发明净化装置的净化效率。
上述装置的工作方法为：
将矿井水通过管道混合器1的进水端注入，同时加入混凝剂混合，并在混凝池2进行混凝，得到混凝矿井水；混凝矿井水通过管道流入磁种添加池3，并加入磁种，混合搅拌后得到磁种矿井水；磁种矿井水通过管道流入絮凝装置4；
絮凝装置4：磁种矿井水通过进液口411流入絮凝仓体41内，通过加药装置43将絮凝剂加入，将絮凝剂从储药仓461上顶面的加药口加入到储药仓461内，开启循环气泵451使连接气管45、气室464形成的环形通路进行气流流通，进而气流经过气室464带动传动叶463转动，传动叶463带动布药叶462转动，布药叶462转动使其扇叶经过布药口465将絮凝剂带出，并随着离心力的作用将絮凝剂均匀洒出，絮凝剂的添加速度可通过调整循环气泵451循环的气流速度控制；期间，无序搅动器42进行絮凝搅动促进絮凝处理快速进行，搅动主杆47随着驱动电机44的驱动进行旋转，同时三组搅动棒48，每组磁套环471与其对应的电磁铁472，由搅动控制器49控制使上下电磁铁472交替通电，从而使其与磁套环471交替产生斥力，而使磁套环471在上下电磁铁472之间来回滑动，磁套环471上下滑动带动活动杆481从而使搅动棒48来回运动，每组磁套环471和电磁铁472的交替频率和时常均不同，从而通过三组不同往复的搅动棒48实现无序搅动，提高絮凝混合的效率，节省处理的时间；
絮凝处理后通过管道流入沉淀池5内，经过重力沉淀后，磁种污泥通过磁泥出口51流入到磁分离装置6，上清液则通过净水出口52流入到净水后处理装置7，经净水后处理装置7活性炭吸附处理得到净化矿井水；
磁分离装置6：磁种污泥通过进泥口64进入磁分离装置6，经分散室61的分散盘611转动打散后，通过通泥口65流入分离室62的弧形分离槽621内，通过主盘电机661的驱动使磁分离主盘66进行转动，同时副盘电机672驱动半形齿轮673进行转动，半形齿轮673与各个传动齿轮674啮合传动使传动齿轮674进行间歇转动，进而带动电磁棒671转动，通过对电磁棒671通电使其带有磁性并将磁种收集，通过每个磁分离副盘67的多组电磁棒671交替协同进行快速地磁种收集，当一组磁分离副盘67行进至收集板682的正上方时，其磁分离副盘67的电磁棒671断电并启动气吹冲洗装置68，通过气吹板683的气吹喷头685辅助吹落磁种至收集板682上，通过收集板682的传送带作用将磁种输送至其后端的磁种口684并通过收集在次使用到磁种添加池3，去磁污泥通过出泥口69流至污泥脱水机8进行后续处理；
去磁污泥经污泥脱水机8脱水处理后，通过管道将污泥脱水所产生污水回流至管道混合器1的进水端，同时脱水污泥进行收集回收利用。
一种煤矿井下用矿井水磁分离水体净化工艺，包括以下步骤：
S1：将矿井水通过管道混合器1的进水端注入，同时按矿井水的体积流量将35g/m3的混凝剂加入混合，并在混凝池2进行混凝，得到混凝矿井水；混凝剂按照重量份数计由20份三氯化铁、2份硫酸铝、1份火山岩粉、5份离子型聚丙烯酰胺、1份烷醇酰胺组成。采用上述配比组成的混凝剂，混凝效果好，添加有火山岩粉可以促进混凝的处理并增加混凝度，添加有烷醇酰胺可以增强净化的效果提高净化水质，可快速的达到混凝预期效果，提高净化处理的效率。
S2：混凝矿井水通过管道流入磁种添加池3，按混凝矿井水的体积流量将670g/m3的磁种加入混合，混合搅拌后得到磁种矿井水；磁种为改性纳米四氧化三铁，粒径为44nm。采用粒径为44nm的改性纳米四氧化三铁，磁分离净化效果稳定，同时在磁分离时效率更高，可有效的提高本装置的净化处理效果和时间。
S3：磁种矿井水通过管道流入絮凝装置4，按磁种矿井水的体积流量将15-30g/m3的絮凝剂加入进行絮凝处理，得到絮凝污泥矿井水；絮凝剂由硫酸亚铁、聚丙烯酰胺、聚环氧氯丙烷、疏水二氧化硅按照质量比为5：10：1：1组成。采用上述配比组成的絮凝剂，絮凝处理时间短，絮凝效果好，配合本发明的絮凝装置4可进行高效的絮凝处理，节省絮凝时间。
S4：絮凝污泥矿井水通过管道流入沉淀池5内，经过重力沉淀后，磁种污泥通过磁泥出口51流入到磁分离装置6，上清液则通过净水出口52流入到净水后处理装置7，经净水后处理装置7处理得到净化矿井水；
S5：磁种污泥通过进泥口64进入磁分离装置6，经分散室61打散后，再通过分离室62将磁种回收，并通过磁种口684回收至磁种添加池3重复利用，去磁污泥通过出泥口69流入到污泥脱水机8；
S6：去磁污泥经污泥脱水机8脱水处理后，通过管道将污泥脱水所产生污水回流至管道混合器1的进水端，同时脱水污泥进行收集回收利用。
实施例2
实施例2与实施例1基本相同，与实施例1不同之处在于，
一种煤矿井下用矿井水磁分离水体净化工艺，包括以下步骤：
S1：将矿井水通过管道混合器1的进水端注入，同时按矿井水的体积流量将53g/m3的混凝剂加入混合，并在混凝池2进行混凝，得到混凝矿井水；混凝剂按照重量份数计由27份三氯化铁、3份硫酸铝、2份火山岩粉、7份离子型聚丙烯酰胺、1份烷醇酰胺组成。采用上述配比组成的混凝剂，混凝效果好，添加有火山岩粉可以促进混凝的处理并增加混凝度，添加有烷醇酰胺可以增强净化的效果提高净化水质，可快速的达到混凝预期效果，提高净化处理的效率。
S2：混凝矿井水通过管道流入磁种添加池3，按混凝矿井水的体积流量将2150g/m3的磁种加入混合，混合搅拌后得到磁种矿井水；磁种为改性纳米四氧化三铁，粒径为49nm。采用粒径为49nm的改性纳米四氧化三铁，磁分离净化效果稳定，同时在磁分离时效率更高，可有效的提高本装置的净化处理效果和时间。
S3：磁种矿井水通过管道流入絮凝装置4，按磁种矿井水的体积流量将15-30g/m3的絮凝剂加入进行絮凝处理，得到絮凝污泥矿井水；絮凝剂由硫酸亚铁、聚丙烯酰胺、聚环氧氯丙烷、疏水二氧化硅按照质量比为7：11：2：1组成。采用上述配比组成的絮凝剂，絮凝处理时间短，絮凝效果好，配合本发明的絮凝装置4可进行高效的絮凝处理，节省絮凝时间。
S4：絮凝污泥矿井水通过管道流入沉淀池5内，经过重力沉淀后，磁种污泥通过磁泥出口51流入到磁分离装置6，上清液则通过净水出口52流入到净水后处理装置7，经净水后处理装置7处理得到净化矿井水；
S5：磁种污泥通过进泥口64进入磁分离装置6，经分散室61打散后，再通过分离室62将磁种回收，并通过磁种口684回收至磁种添加池3重复利用，去磁污泥通过出泥口69流入到污泥脱水机8；
S6：去磁污泥经污泥脱水机8脱水处理后，通过管道将污泥脱水所产生污水回流至管道混合器1的进水端，同时脱水污泥进行收集回收利用。
实施例3
实施例3与实施例1基本相同，与实施例1不同之处在于，
一种煤矿井下用矿井水磁分离水体净化工艺，包括以下步骤：
S1：将矿井水通过管道混合器1的进水端注入，同时按矿井水的体积流量将62g/m3的混凝剂加入混合，并在混凝池2进行混凝，得到混凝矿井水；混凝剂按照重量份数计由30份三氯化铁、5份硫酸铝、3份火山岩粉、8份离子型聚丙烯酰胺、2份烷醇酰胺组成。采用上述配比组成的混凝剂，混凝效果好，添加有火山岩粉可以促进混凝的处理并增加混凝度，添加有烷醇酰胺可以增强净化的效果提高净化水质，可快速的达到混凝预期效果，提高净化处理的效率。
S2：混凝矿井水通过管道流入磁种添加池3，按混凝矿井水的体积流量将2350g/m3的磁种加入混合，混合搅拌后得到磁种矿井水；磁种为改性纳米四氧化三铁，粒径为67nm。采用粒径为67nm的改性纳米四氧化三铁，磁分离净化效果稳定，同时在磁分离时效率更高，可有效的提高本装置的净化处理效果和时间。
S3：磁种矿井水通过管道流入絮凝装置4，按磁种矿井水的体积流量将15-30g/m3的絮凝剂加入进行絮凝处理，得到絮凝污泥矿井水；絮凝剂由硫酸亚铁、聚丙烯酰胺、聚环氧氯丙烷、疏水二氧化硅按照质量比为8：12：2：1组成。采用上述配比组成的絮凝剂，絮凝处理时间短，絮凝效果好，配合本发明的絮凝装置4可进行高效的絮凝处理，节省絮凝时间。
S4：絮凝污泥矿井水通过管道流入沉淀池5内，经过重力沉淀后，磁种污泥通过磁泥出口51流入到磁分离装置6，上清液则通过净水出口52流入到净水后处理装置7，经净水后处理装置7处理得到净化矿井水；
S5：磁种污泥通过进泥口64进入磁分离装置6，经分散室61打散后，再通过分离室62将磁种回收，并通过磁种口684回收至磁种添加池3重复利用，去磁污泥通过出泥口69流入到污泥脱水机8；
S6：去磁污泥经污泥脱水机8脱水处理后，通过管道将污泥脱水所产生污水回流至管道混合器1的进水端，同时脱水污泥进行收集回收利用。
矿井水磁分离水体净化试验
选用本市某煤矿井下铺设本装置，本发明未提及的部件均采用国内知名厂商提供的部件，同时进行一下两组参数的对比比较：
其中，煤矿井下的矿井水参数：总硬度(碳酸钙)590mg/L，硫酸盐320mg/L，硝酸盐43mg/L，溶解性总固体1617mg/L；
对比1
将具体实施方式的实施例1、实施例2、实施例3分为试验例1、试验例2、试验例3，同时采用市售常用的混凝剂、絮凝剂作为对照例；
试验例 总硬度 硫酸盐 硝酸盐 溶解性总固体
试验例1 11 7 2 43
试验例2 6 3.5 0.7 21
试验例3 9 6 1.4 34
对照例 30 23 5.9 76
由上表计算可得，
试验例1：总硬度去除率为98.1％，硫酸盐去除率为97.8％，硝酸盐去除率为95.3％，溶解性总固体去除率为97.3％；
试验例2：总硬度去除率为99.0％，硫酸盐去除率为98.9％，硝酸盐去除率为98.4％，溶解性总固体去除率为98.7％；
试验例3：总硬度去除率为98.5％，硫酸盐去除率为98.1％，硝酸盐去除率为96.7％，溶解性总固体去除率为97.9％；
对照例：总硬度去除率为94.9％，硫酸盐去除率为92.8％，硝酸盐去除率为86.3％，溶解性总固体去除率为95.3％。
由此可知，试验例1、试验例2、试验例3均优于对照例，且试验例2的去除效果最优。
对比2
选用实施例2的混凝剂、絮凝剂，使用本发明装置进行净化处理为实验例，使用专利CN103232132B为对比例，均处理2h，结果如下：
净化出水量：
实验例净化出水量高于对比例23％；
净化水质：
实验例的总硬度去除率为99.0％，硫酸盐去除率为98.9％，硝酸盐去除率为98.4％，溶解性总固体去除率为98.7％；
对比例的总硬度去除率为95.6％，硫酸盐去除率为93.7％，硝酸盐去除率为94.2％，溶解性总固体去除率为96.4％；
磁种回收：
实验例磁种回收率高于对比例11％；
由此可知，采用本发明装置可有效提高净水出水量，即相同时间本发明净水效率更高，同时本发明装置各项参数的去除率均优于对比例，因此，本发明装置可有效提高净水效率，同时净水效果更优，磁种回收率更高。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种煤矿井下用矿井水磁分离水体净化设备，其特征在于，主要包括管道混合器(1)、混凝池(2)、磁种添加池(3)、絮凝装置(4)、沉淀池(5)、磁分离装置(6)、净水后处理装置(7)、污泥脱水机(8)；
所述絮凝装置(4)包括絮凝仓体(41)、无序搅动器(42)、加药装置(43)、驱动电机(44)；
所述加药装置(43)设有连接气管(45)、加药器(46)、循环气泵(47)，所述加药器(46)设有多个，周向等间距设置在絮凝仓体(41)四周壁上部；加药器(46)包括储药仓(461)、布药叶(462)、传动叶(463)、气室(464)，所述储药仓(461)内侧面设有布药口(465)，所述布药叶(462)设在布药口(465)处，所述传动叶(463)设在布药叶(462)正下方并与其通过转轴连接，所述气室(464)与储药仓(461)下底面连接，且传动叶(463)位于气室(464)内；所述加药器(46)的气室(464)通过连接气管(45)依次连通，所述絮凝仓体(41)外壁左侧与连接气管(45)位置对应处设有所述循环气泵(451)，所述循环气泵(451)与连接气管(46)连通，用于循环环形气管(6)与气室(464)内气流而使传动叶转动；
所述无序搅动器(42)设有搅动主杆(47)、搅动棒(48)、活动杆(481)、磁套环(471)、电磁铁(472)、搅动控制器(49)，所述搅动主杆(47)上等间距设有三组活动部，所述三组活动部上下端各设有一个电磁铁(472)，且每组活动部上套有可上下活动的磁套环(471)，所述搅动棒(48)设有三个，周向分布于搅动主杆(47)的圆周，搅动棒(48)上下两端各通过一个所述活动杆(481)与搅动主杆(47)下端、磁套环(471)连接，搅动棒(48)与活动杆(481)、活动杆(481)与搅动主杆(47)下端、活动杆(481)与磁套环(471)均通过转轴连接；所述搅动控制器(49)设置在搅动主杆(47)上，搅动控制器(49)与每个所述电磁铁(472)连接，用于控制每个磁套环(471)与上下端电磁铁(472)之间的距离；所述驱动电机(44)的输出轴与搅动主杆(47)上端连接，驱动电机(44)设在絮凝装置(4)上顶面；
所述絮凝装置(4)的右侧面上部设有进液口(411)，絮凝装置(4)的左侧面中部设有出液口(412)，所述絮凝装置(4)内壁上与出液口(411)位置对应处设有挡板(413)；
所述磁分离装置(6)从左到右依次分为分散室(61)、分离室(62)、分离控制器(63)；所述分散室(61)设有分散盘(611)，所述分散盘(611)通过转轴与分散电机(612)连接，所述分散电机(612)设在分散室(61)上顶面，分散室(61)左侧面上部设有进泥口(64)，分散室(61)右侧面上部设有通泥口(65)与分离室(62)连通，所述分离室(62)设有磁分离主盘(66)、磁分离副盘(67)、电磁棒(671)、气吹冲洗装置(68)；所述磁分离主盘(66)竖向设置在分离室(62)的弧形分离槽(621)的前内侧面处，并通过转轴与主盘电机(661)连接，所述主盘电机(661)设在分离室(62)的前外侧面上，所述磁分离副盘(67)设有多组，等角度周向设置在磁分离主盘(66)内侧面上，磁分离副盘(67)通过副盘电机(672)与磁分离主盘(66)连接，所述磁分离副盘(67)内侧面中心设有与副盘电机(672)连接的半形齿轮(673)，且磁分离副盘(67)内侧面上围绕半形齿轮(673)周向设有多组传动齿轮(674)，所述电磁棒(671)与传动齿轮(674)连接，所述半形齿轮(673)为左右两侧各设有四分之一齿面的齿轮；所述气吹冲洗装置(68)设在分离室(62)上部，气吹冲洗装置(68)包括气吹壳体(681)、收集板(682)和气吹板(683)，所述气吹壳体(681)固定在分离室(62)后侧面的上部，所述收集板(682)设在气吹壳体(681)的中心处，且位于磁分离副盘(67)组成的圆环内圈相对位置处，收集板(682)表面设有传送带，并与气吹壳体(681)位置连接处设有磁种口(684)，收集板(682)用于收集上顶部的磁分离副盘(67)的电磁棒(671)的磁种，所述气吹板(683)呈弧形设置在收集板(682)的上方并与气吹壳体(681)固定，所述气吹板(683)上密集设有气吹喷头(685)，气吹板(683)上顶面设有气泵(686)；所述分离室(62)的右外侧面上部设有出泥口(69)，所述分离控制器(63)设在分离室(62)的右外侧面下部，分离控制器(63)与分散电机(612)、主盘电机(661)、副盘电机(672)、气吹冲洗装置(68)电性连接；
所述管道混合器(1)、混凝池(2)、磁种添加池(3)、絮凝装置(4)、沉淀池(5)依次通过管道连接，所述沉淀池(5)的磁泥出口(51)、净水出口(52)分别与磁分离装置(6)、净水后处理装置(7)通过管道连接；所述磁分离装置(6)的出泥口(69)与污泥脱水机(8)通过管道连接；所述磁分离装置(6)的磁种口(684)与磁种添加池(3)通过管道连接，所述污泥脱水机(8)通过管道与管道混合器(1)的进水端连接，用于将污泥脱水所产生污水循环处理。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下用矿井水磁分离水体净化设备，其特征在于，所述收集板(682)两侧设有磁种挡网(687)。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下用矿井水磁分离水体净化设备，其特征在于，所述电磁棒(671)上等间距设有多个电磁环片(675)。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下用矿井水磁分离水体净化设备，其特征在于，所述储药仓(461)的布药口(465)处设有多个导药槽(466)。
5.根据权利要求1所述的一种煤矿井下用矿井水磁分离水体净化设备，其特征在于，所述搅动棒(48)上等间距设有多组搅动叶(482)，所述搅动叶(482)通过轴套与搅动棒(48)转动连接。
6.一种煤矿井下用矿井水磁分离水体净化工艺，其特征在于，使用权利要求1-5任意一项所述的煤矿井下用矿井水磁分离水体净化设备，包括以下步骤：
S1：将矿井水通过管道混合器(1)的进水端注入，同时按矿井水的体积流量将35-62g/m3的混凝剂加入混合，并在混凝池(2)进行混凝，得到混凝矿井水；
S2：混凝矿井水通过管道流入磁种添加池(3)，按混凝矿井水的体积流量将670-2350g/m3的磁种加入混合，混合搅拌后得到磁种矿井水；
S3：磁种矿井水通过管道流入絮凝装置(4)，按磁种矿井水的体积流量将15-30g/m3的絮凝剂加入进行絮凝处理，得到絮凝污泥矿井水；
S4：絮凝污泥矿井水通过管道流入沉淀池(5)内，经过重力沉淀后，磁种污泥通过磁泥出口(51)流入到磁分离装置(6)，上清液则通过净水出口(52)流入到净水后处理装置(7)，经净水后处理装置(7)处理得到净化矿井水；
S5：磁种污泥通过进泥口(64)进入磁分离装置(6)，经分散室(61)打散后，再通过分离室(62)将磁种回收，并通过磁种口(684)回收至磁种添加池(3)重复利用，去磁污泥通过出泥口(69)流入到污泥脱水机(8)；
S6：去磁污泥经污泥脱水机(8)脱水处理后，通过管道将污泥脱水所产生污水回流至管道混合器(1)的进水端，同时脱水污泥进行收集回收利用。
7.根据权利要求6所述的一种煤矿井下用矿井水磁分离水体净化设备，其特征在于，所述絮凝剂由硫酸亚铁、聚丙烯酰胺、聚环氧氯丙烷、疏水二氧化硅按照质量比为(5-8)：(10-12)：(1-2)：1组成。
8.根据权利要求6所述的一种煤矿井下用矿井水磁分离水体净化设备，其特征在于，所述磁种为改性纳米四氧化三铁，粒径为44-67nm。
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