CN110498525A - 矿井型选煤厂与矿井水联合水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿井型选煤厂与矿井水联合水处理方法，其包括如下步骤，将井下的矿井污泥水进行缓存；缓存的矿井污泥水进行沉淀处理；所述沉淀处理产生的沉淀溢流水进行净化处理；将所述沉淀处理产生的沉淀底流水进行初次浓缩处理；所述初次浓缩处理产生的初次浓缩底流水进行二次浓缩处理，所述二次浓缩处理产生的二次浓缩溢流水用于选煤生产的用水；将所述二次浓缩处理产生的二次浓缩底流水进行压滤处理；所述压滤处理产生的煤泥进行晾晒销售。优点在于：抗冲击能力强、运行成本低、系统结构灵活，避免环境污染、资源浪费，保证选煤高效稳定运行。

Description

矿井型选煤厂与矿井水联合水处理方法

技术领域：

本发明涉及一种水处理方法，尤其涉及一种矿井型选煤厂与矿井水联合水处理方法

背景技术：

原煤在生成过程中混入了各种矿物杂质，在开采和运输过程中不可避免地又混入顶板和底板的岩石及其他杂质(木材、金属及水泥构件等)，随着采煤机械化程度的提高和地质条件的变化，原煤质量越来越差，表现在混入原煤的矸石增加、灰分提高、末煤及粉煤含量增长、水分提高。为了降低原煤中的杂质，同时把煤炭按质量、规格分成各种产品，就要对煤炭进行选煤加工，以适应不同用户对煤炭质量的要求，为有效的、合理的利用煤炭资源。减少燃煤对大气的污染创造条件，保证国民经济的可持续发展。

矿井型选煤厂是指依附于煤矿建立的，主要将本矿井产出的原煤进行分选的选煤厂，一般在煤矿厂区内或附近周边建造；具备原料来源单一，原煤、加工洗选、产品运输系统都布置在工业广场上，选煤厂的生产辅助设施可与矿井考虑，生产系统与管理系统简化，节省投资，非生产费用较低等优点。

目前，大部分矿井型选煤厂为湿法选煤工艺，洗选作业用水基本来源于矿井水处理站净化后的工业净水。其中，煤矿的矿井水处理站与所属选煤厂水系统设计时相对独立，基本为简单的供需关系，即矿井水处理站先将煤矿的矿井水进行净化储存，再通过管路将工业净水用于本矿区的消防、选煤厂生产补水、除尘、冲洗、部分生活用水等，而净化过程中产生的污泥则由矿井水处理站内的板框压滤机进行压滤，产生煤泥就近排放，由于一般矿井水污泥池内煤泥发热量较低(500-2000kcal/kg之间)，且不稳定，通常不作为产品销售，常用处理方式为自然晾干后运输至矸石排放场地进行掩埋处理。矿井型动力煤选煤厂补水一般为污水站的净水，水量一次性补足后，可作为选煤厂的生产用水，补水量一般与产品带水量、选煤厂车间厂房内地表蒸发水量的多少成正比关系。选煤厂生产用水主要用于洗选、脱泥、脱介、补水、降尘、冲洗等用途，水中会随着生产的进行不断积累煤粉和其他粉尘，形成煤泥水，为实现洗水闭路循环并排出洗选系统内煤泥，选煤厂一般配套有浓缩机或角锥池等煤泥水浓缩设施，通过选煤厂压滤系统进行压榨，产生的煤泥可单独排放或掺配在沫煤产品中，由于其热值相对较高(一般为2500-4000kcal/kg左右)，可作为产品销售获利。

综上所述，矿井型动力煤选煤厂的水系统与其所属的煤矿矿井水处理系统相对独立运行，二者并未联合运行，仅为单纯的水量供给关系，系统整体结构简单明了，但实际运行过程中往往会出现如下问题：

煤矿水系统抗冲击能力差，煤矿设计的初设资料一般以原有周边煤矿的基础数据和本煤矿的采样数据作为参考实施设计，而当煤矿建成投产后往往会出现一些设计数据与实际不符的情况。由于，井下涌水量波动性较大，富水期经常会超过矿井水处理站的设计处理能力，此时，下游环节和设备用水量的设计用量基本固定，且仅为单一的供给关系，造成多余水量无法得到有效净化，发生污水外排，环境污染事故。

压滤设备重复购置。煤矿的矿井水处理站与选煤厂循环水系统二者由于设计依据不同，一般仅参考供需关系采取各自独立工艺设计，并设置两套互不干扰的煤泥压滤系统，设备功能一致，重复购置。

污泥处理造成环境污染和资源浪费。矿井水处理站的污泥煤泥由矿井水处理站内的板框压滤机进行压滤，产生煤泥在就近的独立露天场地排放晾晒，由于一般矿井水污泥池内煤泥发热量较低(500-2000kcal/kg之间)，且不稳定，通常不作为产品销售，常见处理方式为自然晾干后运输至矸石排放场地进行掩埋处理。但晾晒和掩埋会对环境造成污染，而污泥形成的煤泥由于自身具有一定燃烧价值，一定程度上造成了资源浪费。

选煤厂水系统多余水量无法处理。选煤厂补水来源于矿井水处理站的净水，消耗一般为产品带水和水分蒸发。补水方式通常采用按需补水。当矿井富水期或雨季到来时，通常选煤厂水系统要承受较大水量冲击，当系统容水量达到饱和时，由于选煤厂水系统属闭路循环系统，无法将这部分水量排除系统，增大了冒池事故发生的几率，造成污水外溢，污染环境，影响选煤厂选煤设备的稳定运行及选煤效率。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种抗冲击能力强、运行成本低、系统结构灵活，避免环境污染、资源浪费，保证选煤高效稳定运行的矿井型选煤厂与矿井水联合水处理方法。

本发明由如下技术方案实施：矿井型选煤厂与矿井水联合水处理方法，其包括如下步骤，

步骤1，将井下的矿井污泥水进行缓存；

步骤2，将所述步骤1中缓存的矿井污泥水进行沉淀处理；所述沉淀处理产生的沉淀溢流水进行净化处理；将所述沉淀处理产生的沉淀底流水进行初次浓缩处理；

步骤3，将步骤2中所述初次浓缩处理产生的初次浓缩溢流水与所述步骤1中的矿井污泥水共同进行缓存；

所述初次浓缩处理产生的初次浓缩底流水进行二次浓缩处理，

步骤4，将步骤3中所述二次浓缩处理产生的二次浓缩溢流水用于选煤生产的用水；所述选煤生产过程中产生的煤泥水与所述步骤3中的所述初次浓缩底流水共同进行二次浓缩处理；

多余的二次浓缩溢流水与所述步骤1中的矿井污泥水共同进行缓存；

将所述二次浓缩处理产生的二次浓缩底流水进行压滤处理；

步骤5，将所述步骤4中所述压滤处理产生的滤液水用于所述选煤生产的用水，多余的滤液水与所述步骤1中的矿井污泥水共同进行缓存；所述压滤处理产生的煤泥进行晾晒销售。

优选的，将所述步骤3中多余的初次浓缩底流水进行压滤处理。

优选的，所述步骤2中的所述净化处理包括依次过滤处理和微生物灭杀处理；所述微生物灭杀处理后产生的工业净水用于矿区生产用水，及所述选煤用水的备用水源。

优选的，其中所述过滤处理产生的过滤污水与所述步骤1中的所述矿井污泥水共同进行缓存。

本发明的优点：

矿井水处理和选煤水处理共用一套压滤装置，减少了常规矿井水处理中的压滤系统及设施投入；取消矿井水处理的污泥晾干场地，防止污染环境；矿井水处理和选煤水处理产生的煤泥统一晾干，节省土地使用成本；统一晾干的煤泥可作为产品销售获利，避免资源浪费。

矿井污泥水依次沉淀处理和初次浓缩处理后，直接进行二次浓缩处理和/或压滤；选煤水处理中的多余水量可以返回，与矿井污泥水共同缓存；提高矿井水处理过程与选煤水处理过程中的抗冲击能力，避免发生污水外排，减少环境污染事故，保证选煤系统的高效稳定运行。

附图说明：

图1为实施例1的流程图。

图2为实施例2的流程图。

图3为实施例3的系统连接示意图。

具体实施方式：

实施例1：如图1所示，矿井型选煤厂与矿井水联合水处理方法，其包括如下步骤，

步骤1，将井下的矿井污泥水进行缓存；

步骤2，将所述步骤1中缓存的矿井污泥水进行沉淀处理；所述沉淀处理产生的沉淀溢流水进行净化处理，所述净化处理包括依次过滤处理和微生物灭杀处理；其中所述过滤处理产生的过滤污水与所述步骤1中的所述矿井污泥水共同进行缓存；所述微生物灭杀处理后产生的工业净水用于矿区生产用水，及所述选煤用水的备用水源；将所述沉淀处理产生的沉淀底流水进行初次浓缩处理；

步骤3，将步骤2中所述初次浓缩处理产生的初次浓缩溢流水与所述步骤1中的矿井污泥水共同进行缓存；

所述初次浓缩处理产生的初次浓缩底流水进行二次浓缩处理，

步骤4，将步骤3中所述二次浓缩处理产生的二次浓缩溢流水用于选煤生产的用水；所述选煤生产过程中产生的煤泥水与所述步骤3中的所述初次浓缩底流水共同进行二次浓缩处理；

多余的二次浓缩溢流水与所述步骤1中的矿井污泥水共同进行缓存；

将所述二次浓缩处理产生的二次浓缩底流水进行压滤处理；

步骤5，将所述步骤4中所述压滤处理产生的滤液水用于所述选煤生产的用水，多余的滤液水与所述步骤1中的矿井污泥水共同进行缓存；所述压滤处理产生的煤泥进行晾晒销售。

使用说明：

当选煤用水需要补水时：井下的矿井污泥水经缓存后，先进行沉淀处理，沉淀处理产生的沉淀底流水进行初次浓缩处理；初次浓缩处理产生的初次浓缩底流水进行二次浓缩处理；二次浓缩处理产生的二次浓缩溢流水作为选煤用水的主要水源；沉淀处理产生的沉淀溢流水进行净化处理，净化处理产生的工业净水用于矿区生产用水及所述选煤用水的备用水源；二次浓缩处理产生的二次浓缩底流水进行压滤处理；选煤生产的煤泥水、压滤处理产生的滤液水与初次浓缩底流水共同进行二次浓缩处理，作为选煤用水循环使用；压滤处理产生的煤泥进行晾晒，晾晒后的煤泥作为产品进行销售；当初次浓缩底流水的水量超过二次沉淀处理的处理能力时，将二次浓缩处理产生的二次浓缩溢流水和压滤处理产生的滤液水与矿井污泥水共同进行缓存；优点在于：矿井污泥水和选煤生产的煤泥水中的煤泥只进行一次压滤处理，取消了常规矿井污泥水的压滤系统及设施，节省设备投入，同时取消了常规矿井污泥水的污泥晾干场地，节省用地成本，避免矿井污泥污染环境；多余的二次浓缩溢流水和滤液水可以与矿井污泥水共同缓存，提高选煤厂供水的抗冲击能力，避免选煤厂供水冒池事故的发生，减少环境污染事故发生的几率，保证选煤厂稳定高效运行。

实施例2：如图2所示，矿井型选煤厂与矿井水联合水处理方法，其包括如下步骤，

步骤1，将井下的矿井污泥水进行缓存；

步骤2，将所述步骤1中缓存的矿井污泥水进行沉淀处理；所述沉淀处理产生的沉淀溢流水进行净化处理，所述净化处理包括依次过滤处理和微生物灭杀处理；其中所述过滤处理产生的过滤污水与所述步骤1中的所述矿井污泥水共同进行缓存；所述微生物灭杀处理后产生的工业净水用于矿区生产用水，及所述选煤用水的备用水源；将所述沉淀处理产生的沉淀底流水进行初次浓缩处理；

步骤3，将步骤2中所述初次浓缩处理产生的初次浓缩溢流水与所述步骤1中的矿井污泥水共同进行缓存；

所述初次浓缩处理产生的初次浓缩底流水进行二次浓缩处理，多余的初次浓缩底流水进行压滤处理；

步骤4，将步骤3中所述二次浓缩处理产生的二次浓缩溢流水用于选煤生产的用水；所述选煤生产过程中产生的煤泥水与所述步骤3中的所述初次浓缩底流水共同进行二次浓缩处理；

多余的二次浓缩溢流水与所述步骤1中的矿井污泥水共同进行缓存；

将所述二次浓缩处理产生的二次浓缩底流水进行压滤处理；

步骤5，将所述步骤4中所述压滤处理产生的滤液水用于所述选煤生产的用水，多余的滤液水与所述步骤1中的矿井污泥水共同进行缓存；所述压滤处理产生的煤泥进行晾晒销售。

使用说明：井下的矿井污泥水经缓存后，先进行沉淀处理，沉淀处理产生的沉淀底流水进行初次浓缩处理；初次浓缩处理产生的初次浓缩底流水进行二次浓缩处理；二次浓缩处理产生的二次浓缩溢流水为选煤用水进行补水；沉淀处理产生的沉淀溢流水进行净化处理，净化处理产生的工业净水用于矿区生产用水及所述选煤用水的备用水源；二次浓缩处理产生的二次浓缩底流水进行压滤处理；选煤生产的煤泥水、压滤处理产生的滤液水与初次浓缩底流水共同进行二次浓缩处理，作为选煤用水循环使用；压滤处理产生的煤泥进行晾晒，晾晒后的煤泥作为产品进行销售。

当选煤用水不需要补水时或井下涌水量超过沉淀处理的处理能力时，将初次浓缩处理产生的初次浓缩底流水直接进行压滤处理，滤液水进行二次浓缩处理，作为选煤用水循环使用，当煤泥水、滤液水的水量超过二次浓缩处理的处理能力时，将二次浓缩处理产生的二次浓缩溢流水和压滤处理产生的滤液水与矿井污泥水共同进行缓存；优点在于：矿井污泥水和选煤生产的煤泥水中的煤泥只进行一次压滤处理，取消了常规矿井污泥水的压滤系统及设施，节省设备投入，同时取消了常规矿井污泥水的污泥晾干场地，节省用地成本，避免矿井污泥污染环境；二次浓缩底流水直接进行压滤处理，提高选煤厂供水的抗冲击能力，提高选煤厂供水的抗冲击能力；井下涌水量过大时，可以通过缓存处理、初次浓缩处理和二次浓缩处理的设备进行缓存，提高矿井污泥水处理的抗冲击能力，使多余井下水得到有效净化，避免发生污水外排，减少环境污染事故。

实施例3：如图3所示，矿井型选煤厂与矿井水联合水处理系统，其包括矿井水处理系统1和选煤水处理系统2；矿井水处理系统1包括调节池101、调节提升泵102、污泥沉淀池103、两个污泥药剂池104、沉淀提升泵105、污泥浓缩池106、集水池107、集水提升泵108、中间水池109、中间水提升泵110、过滤器111、反洗水池112、反洗水提升泵113、接触消毒池114、次氯酸发生器115、消毒提升泵116和净化水池117；调节池101的出水口通过调节提升泵102与污泥沉淀池103通过管路连通，调节提升泵102将调节池101缓存的污泥水泵入污泥沉淀池103进行沉淀处理；两个污泥药剂池104的出药口均与污泥沉淀池103通过管路连通，两个污泥药剂池104分别向污泥沉淀池103内添加絮凝剂和凝聚剂等污泥净水剂加速污泥沉淀池103内的污泥沉淀；污泥沉淀池103的底流口通过沉淀提升泵105与污泥浓缩池106通过管路连通，污泥沉淀池103内的沉淀底流水通过沉淀提升泵105泵入污泥浓缩池106进行初次浓缩处理；污泥浓缩池106的溢流口与集水池107通过管路连通，污泥浓缩池106进行初次浓缩产生的溢流水排入集水池107缓存；集水池107的出水口通过集水提升泵108与调节池101连通，集水池107内的缓存水通过集水提升泵108泵入调节池101进行缓存；污泥沉淀池103的溢流口与中间水池109通过管路连通，污泥沉淀池103进行沉淀处理产生的溢流水经过中间水池109缓存；中间水池109的出水口通过中间水提升泵110与过滤器111的进水口连通，中间水池109内的缓存水通过中间水提升泵110泵入过滤器111进行过滤处理；过滤器111的过滤水出口与反洗水池112通过管路连通，过滤器111进行过滤处理产生的过滤水排入反洗水池112；过滤器111的污水出口与调节池101通过管路连通，过滤器111进行过滤处理产生的污水排入调节池101进行缓存；反洗水池112的底流口通过反洗水提升泵113与过滤器111的进水口连通，反洗水池112内的过滤水通过反洗水提升泵113泵入过滤器111对过滤器111进行反洗处理，提高过滤器111的使用周期；反洗水池112的溢流口与接触消毒池114通过管路连通，次氯酸发生器115的出料口与接触消毒池114通过管路连通，反洗水池112内的溢流水排入接触消毒池114进行微生物灭杀；接触消毒池114的出水口通过消毒提升泵116与净化水池117连通，接触消毒池114进行微生物灭杀后的工业净水通过消毒提升泵116泵入净化水池117；净化水池117的出水口通过矿区生产提升泵3与矿区生产用水系统4连通，净化水池117内的工业净水通过矿区生产提升泵3泵入矿区生产用水系统4用于矿区生产用水；选煤厂水处理系统2包括选煤循环水池201、选煤水提升泵202、煤泥沉淀池203、两个煤泥药剂池204、煤泥提升泵205、板压入料桶206、板压入料泵207和板框压滤机208；污泥浓缩池106的底流口通过污泥入料泵7分别与煤泥沉淀池203和板框压滤机208的进料口连通，污泥浓缩池106进行初次浓缩处理产生的污泥水根据工况通过污泥入料泵7泵入煤泥沉淀池203进行二次浓缩处理和/或板框压滤机208进行压滤处理；选煤循环水池201的出水口通过选煤水提升泵202与湿法选煤系统6的进水口连通，选煤循环水池201内的缓存水通过选煤水提升泵202泵入湿法选煤系统6作为选煤用水；湿法选煤系统6的排水口与煤泥沉淀池203通过管路连通，湿法选煤系统6选煤产生的煤泥水打入煤泥沉淀池203进行与污泥浓缩池106进行初次浓缩处理产生的污泥水共同二次浓缩处理；湿法选煤系统6为湿法重介选煤系统、或湿法跳汰选煤系统、或湿法摇床选煤系统、或湿法干扰床选煤系统、或湿法浮选选煤系统、或湿法螺旋分选选煤系统的任意一种；煤泥药剂池204的出药口与煤泥沉淀池203通过管路连通，两个煤泥药剂池204分别向煤泥沉淀池203内添加絮凝剂和凝聚剂等净水剂加速煤泥沉淀池203内的污泥水和煤泥水沉淀；煤泥沉淀池203的底流口通过煤泥提升泵205与板压入料桶206连通，煤泥沉淀池203内的二次浓缩底流水通过煤泥提升泵205泵入板压入料桶206进行缓存；煤泥沉淀池203的溢流口与选煤循环水池201通过管路连通，煤泥沉淀池203的溢流口至选煤循环水池201之间的管路与板框压滤机208的排水口至压滤排水支管8之间的管路通过煤泥沉淀溢流支管9连通，煤泥沉淀池203内的二次浓缩溢流水根据工况打入选煤循环水池201进行缓存，作为湿法选煤系统6的选煤用水循环使用，或通过煤泥沉淀溢流支管9排入调节池101进行缓存；板压入料桶206的出水口通过板压入料泵207与板框压滤机208的进料口连通，板压入料桶206内缓存的二次浓缩底流水通过板压入料泵207泵入板框压滤机208进行压滤处理；板框压滤机208的滤液水出口与选煤循环水池201通过管路连通，板框压滤机208的滤液水出口至选煤循环水池201的管路与过滤器111的污水出口至调节池101的管路通过压滤排水支管8连通，板框压滤机208压滤处理产生的滤液水根据工况排入选煤循环水池201作为选煤用水循环使用或通过压滤排水支管8排入调节池101进行缓存；净化水池117的出水口还通过选煤补水泵5与选煤循环水池201连通，通过选煤补水泵5泵入选煤循环水池201用于选煤用水的备用水源。

使用说明：

当湿法选煤系统6需要补水时：井下的矿井污泥水经调节池101缓存后，通过污泥沉淀池103进行沉淀处理，沉淀处理产生的沉淀底流水通过污泥浓缩池106进行初次浓缩处理；初次浓缩处理产生的初次浓缩底流水根据工况通过煤泥沉淀池203进行二次浓缩处理和/或板框压滤机208板压过滤；二次浓缩处理产生的二次浓缩溢流水作为湿法选煤系统6选煤用水的主要水源；湿法选煤系统6选煤产生的煤泥水与初次浓缩底流水共同进行二次浓缩处理产生的二次浓缩溢流水循环使用作为选煤用水或通过调节池101缓存；二次浓缩处理产生的二次浓缩底流水通过板框压滤机208板压过滤后产生的煤泥进行晾晒，晾晒后的煤泥作为产品进行销售；板压过滤后产生的滤液水作为选煤用水循环使用或通过调节池101缓存；其中，沉淀处理产生的沉淀溢流水进行净化处理作为矿区生产用水及选煤用水的备用水源；初次浓缩处理产生的初次浓缩溢流水、净化处理过程中的过滤污水均在调节池101内缓存；其中，矿井水处理系统1和选煤水处理系统2共用选煤水处理系统2中的板框压滤机208；取消了常规矿井水处理系统1的压滤系统及设施，节省设备投入，同时取消了常规矿井水处理系统1的污泥晾干场地，节省用地成本，避免矿井污泥污染环境；矿井水处理系统2和选煤水处理系统2产生的煤泥统一晾干作为产品销售获利，避免资源浪费；矿井污泥水依次在调节池101进行缓存、在污泥浓缩池106进行初次浓缩处理、在煤泥沉淀池203进行二次浓缩处理，利用调节池101、污泥浓缩池106、煤泥沉淀池203的容积，提高矿井水处理系统1的抗冲击能力，避免因井下涌水量超过矿井水处理系统1的处理能力，造成多余水量无法得到有效净化，发生污水外排，环境污染事故。

当湿法选煤系统6不需补水时：初次浓缩处理产生的初次浓缩底流水根据工况可以直接通过板压过滤处理，减少煤泥沉淀池203的处理压力，板压过滤处理产生的滤液水和二次浓缩处理产生的二次浓缩溢流水根据工况选择性的作为选煤用水循环使用或排入调节池101进行缓存，将选煤水处理系统2的多余水量通过调节池101进行缓存，提高选煤水处理系统2的抗冲击能力，降低冒池事故发生的几率，避免污水外溢，污染环境事故，系统结构灵活，运行成本低。

Claims (4)

1.矿井型选煤厂与矿井水联合水处理方法，其特征在于，其包括如下步骤，

步骤1，将井下的矿井污泥水进行缓存；

步骤2，将所述步骤1中缓存的矿井污泥水进行沉淀处理；所述沉淀处理产生的沉淀溢流水进行净化处理；将所述沉淀处理产生的沉淀底流水进行初次浓缩处理；

步骤3，将步骤2中所述初次浓缩处理产生的初次浓缩溢流水与所述步骤1中的矿井污泥水共同进行缓存；

所述初次浓缩处理产生的初次浓缩底流水进行二次浓缩处理，

步骤4，将步骤3中所述二次浓缩处理产生的二次浓缩溢流水用于选煤生产的用水；所述选煤生产过程中产生的煤泥水与所述步骤3中的所述初次浓缩底流水共同进行二次浓缩处理；

多余的二次浓缩溢流水与所述步骤1中的矿井污泥水共同进行缓存；

将所述二次浓缩处理产生的二次浓缩底流水进行压滤处理；

步骤5，将所述步骤4中所述压滤处理产生的滤液水用于所述选煤生产的用水，多余的滤液水与所述步骤1中的矿井污泥水共同进行缓存；所述压滤处理产生的煤泥进行晾晒销售。

2.根据权利要求1所述的矿井型选煤厂与矿井水联合水处理方法，其特征在于，将所述步骤3中多余的初次浓缩底流水进行压滤处理。

3.根据权利要求1或2任一所述的矿井型选煤厂与矿井水联合水处理方法，其特征在于，所述步骤2中的所述净化处理包括依次过滤处理和微生物灭杀处理；所述微生物灭杀处理后产生的工业净水用于矿区生产用水，及所述选煤用水的备用水源。

4.根据权利要求3所述的矿井型选煤厂与矿井水联合水处理方法，其特征在于，其中所述过滤处理产生的过滤污水与所述步骤1中的所述矿井污泥水共同进行缓存。