CN111362469A - 一种矿用水净化处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种矿用水净化处理系统，格栅沉淀池通过管道连接矿用水输入端；格栅沉淀池通过管道与螺旋管道连接；螺旋管道的侧壁设有出水口，螺旋管道的出水口与化学反应处理装置连接，化学反应处理装置对矿井水进行加药处理；化学反应处理装置输出端连接反渗透处理装置，反渗透处理装置对矿井水进行反渗透处理；反渗透处理装置处理之后的矿井水储存至分水仓；检测控制装置对分水仓内部的水质进行检测，当水质参数在阈值范围内时，检测控制装置控制分水仓与汇集水仓之间的汇集阀门和汇集驱动泵动作，将分水仓中的矿井水输入至汇集水仓。降低矿井水对环境的污染，还可以实现将矿井水充分利用，满足相关环境用户的使用。

Description

一种矿用水净化处理系统

技术领域

本发明涉及矿井水处理技术领域，尤其涉及一种矿用水净化处理系统。

背景技术

煤炭目前能源中占比比较重的，煤炭在许多领域都有应用。而煤炭开采也是随着煤炭应用的增加，或者在一定量的水平上持续的开采。煤炭的开采过程会产生大量废水，废水的其中大部分就是矿井水，矿井水是煤矿开采过程中，基于洗煤过程产生的尾水。矿井水含有大量的煤泥和泥砂等悬浮物，而且矿井水中还包括了盐分物质等其他杂质。

而且目前的矿井水中从色度、以及浊度、以及COD参数以及SS参数都会超出排放标准。如果将矿井水不加处理就排放到地下水，或排放到河流等区域，会对排放地造成极大的污染，而且还会浪费水资源。因此，矿井水在排放前必须进行相应的处理才能排放。

而且目前的矿井水处理过程中，如专利号201921121767.4涉及的一种矿井水处理系统，在对矿井水处理时，是基于设置了几个沉淀池和储水池来实现，其手段主要是通过，每个沉淀池的右侧顶面低于其他侧顶面，也就是通过沉淀的方式来进行处理，并通过高度差实现自流，最好将沉淀后的矿井水排出。基于上述说明在矿井水中不仅仅包括沉淀物，还包括了多种杂质在里面，如果就这样排出还是会对环境造成破坏。而且对矿井水处理的也不完善，造成二次污染，未起到净化处理的作用。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供能够实现对矿井水沉淀处理，清除杂质处理的矿用水净化处理系统，包括：设置在各个矿井水处理区域的水处理机构，汇集水仓，二次水处理机构以及检测控制装置；

水处理机构收集矿井水并进行处理；水处理机构包括：格栅沉淀池、螺旋管道、化学反应处理装置、反渗透处理装置以及分水仓；

格栅沉淀池通过管道连接矿用水输入端；

格栅沉淀池通过管道与螺旋管道连接；管道上设有用于将矿井水驱动到螺旋管道的驱动泵；

螺旋管道的侧壁设有出水口，螺旋管道的出水口与化学反应处理装置连接，化学反应处理装置对矿井水进行加药处理；

化学反应处理装置输出端连接反渗透处理装置，反渗透处理装置对矿井水进行反渗透处理；

反渗透处理装置处理之后的矿井水储存至分水仓；

分水仓分别与汇集水仓和二次水处理机构连接；

检测控制装置控制水处理机构的管道上各个驱动泵的运行；提供人机操作模块，获取用户输入的控制信息，并执行；还实时显示当前系统的运行状态信息；

还对分水仓内部的水质进行检测，当水质参数在阈值范围内时，检测控制装置控制分水仓与汇集水仓之间的汇集阀门和汇集驱动泵动作，将分水仓中的矿井水输入至汇集水仓。

进一步需要说明的是，格栅沉淀池设置在矿井各个排水区域，收集排出的矿井水；

格栅沉淀池的入口管道设有格栅和格栅沉淀池入口阀门，格挡矿井水中的杂质；格栅沉淀池的出口管道设有格栅沉淀池出口阀门；

格栅沉淀池上连接有液位计；

检测控制装置分别与格栅沉淀池入口阀门、格栅沉淀池出口阀门和液位计连接，获取格栅沉淀池内部液位状态，当液位状态达到预设位置之后，关闭格栅沉淀池入口阀门，开始计时，并记录当前时长，达到预设格栅沉淀时长后，开启格栅沉淀池出口阀门，并控制驱动泵将格栅沉淀池内部的矿井水输出至螺旋管道。

进一步需要说明的是，螺旋管道的入口设置在格栅沉淀池的靠近顶部位置，螺旋管道的底部设有收水仓，收水仓的底部设有放杂漏斗，收水仓的侧部设有出水口，出水口在放杂漏斗的上部。

进一步需要说明的是，检测控制装置还用于当分水仓的某一水质参数超出阈值范围内时，检测控制装置控制分水仓与二次水处理机构之间的二次处理阀门和二次处理驱动泵动作，将分水仓中的矿井水输入至二次水处理机构进行二次处理。

进一步需要说明的是，系统包括多个二次水处理机构；

二次水处理机构设有二次化学反应处理装置、二次反渗透处理装置以及二次分水仓；

二次分水仓的输出端连接汇集水仓。

进一步需要说明的是，检测控制装置还用于对二次分水仓内部的水质进行检测，当水质参数在阈值范围内时，检测控制装置控制二次分水仓与汇集水仓之间的二次汇集阀门和二次汇集驱动泵动作，将二次分水仓中的矿井水输入至汇集水仓；

当二次分水仓的某一水质参数超出阈值范围内时，检测控制装置控制二次分水仓再进行二次循环处理，处理之后再进行检测，直至水质参数在阈值范围内；

如经过预设循环处理次数之后仍不符合水质要求，则发出报警提示。

进一步需要说明的是，检测控制装置还用于获取待检测的水质参数，并将各个矿井水处理区域的水质参数配置成检测总数据集；

将检测总数据集的各个水质参数分别进行比对；

若检测总数据集中的水质参数均低于第一预设阈值，则将分水仓中的矿井水输入至汇集水仓；

若检测总数据集中的某一个或几个水质参数在第一预设阈值与第二预设阈值之间，则进行报警提示，并显示当前水质参数信息；

若检测总数据集中的某一个或几个水质参数大于第二预设阈值，则控制二次分水仓再进行二次循环处理。

进一步需要说明的是，将水质参数超出第一预设阈值的检测总数据集U进行归集，形成检测总数据集阵列Z；

统计检测总数据集阵列Z中具有大于第二预设阈值的水质参数数量；

如不存在大于第二预设阈值的水质参数，则进行报警提示，并显示当前检测总数据集阵列Z中的水质参数信息。

进一步需要说明的是，如存在大于第二预设阈值的水质参数，检测控制装置获取任一当前或以往二次水处理机构水处理参数及加药配置参数，如符合当前检测总数据集阵列Z中的处理方式，则将当前的分水仓与所述二次水处理机构相连通进行水处理；

如存在大于第二预设阈值的水质参数，检测控制装置获取任一当前或以往水处理机构水处理参数及加药配置参数，如符合当前检测总数据集阵列Z中的处理方式，则将当前的分水仓与所述水处理机构相连通，将大于第二预设阈值水质参数的矿井水充入所述水处理机构的格栅沉淀池，进行后续处理。

进一步需要说明的是，检测控制装置设置有处理设备的启动、停止、调节操作端口、系统运行状态监控端口，通过PLC进行自动控制；

对超阈值进行报警，对设备故障进行实时报警；

对系统过程数据进行实时跟踪显示，生成报表，实现定时自动报表更新显示，还通过曲线图，或柱状图进行实时显示。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明提供的矿用水净化处理系统可以实现对矿井水的处理，处理过程包括了格挡大颗粒，沉淀物沉淀，通过化学加药方式进行处理，再进行反渗透处理。处理之后如果还未满足要求，还可以进行二次处理来进一步满足处理要求。降低矿井水对环境的污染，还可以实现将矿井水充分利用，满足相关环境用户的使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为矿用水净化处理系统示意图；

图2为矿用水净化处理系统实施例示意图。

具体实施方式

本发明提供一种矿用水净化处理系统，如图1和图2所示，包括：设置在各个矿井水处理区域的水处理机构1，汇集水仓2，二次水处理机构3以及检测控制装置4；

水处理机构1收集矿井水并进行处理；水处理机构1包括：格栅沉淀池11、螺旋管道12、化学反应处理装置13、反渗透处理装置14以及分水仓15；

格栅沉淀池11通过管道连接矿用水输入端；

格栅沉淀池11通过管道与螺旋管道12连接；管道上设有用于将矿井水驱动到螺旋管道12的驱动泵；

螺旋管道12的侧壁设有出水口，螺旋管道12的出水口与化学反应处理装置13连接，化学反应处理装置13对矿井水进行加药处理；

化学反应处理装置13输出端连接反渗透处理装置14，反渗透处理装置14对矿井水进行反渗透处理；反渗透处理装置14处理之后的矿井水储存至分水仓15；分水仓15分别与汇集水仓2和二次水处理机构3连接；

检测控制装置4控制水处理机构1的管道上各个驱动泵的运行；提供人机操作模块，获取用户输入的控制信息，并执行；还实时显示当前系统的运行状态信息；还对分水仓15内部的水质进行检测，当水质参数在阈值范围内时，检测控制装置4控制分水仓15与汇集水仓2之间的汇集阀门和汇集驱动泵动作，将分水仓15中的矿井水输入至汇集水仓2。

检测控制装置4是结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

检测控制装置4可以是工控机或设置在监控中心的计算机，或服务器。

其中，格栅沉淀池11设置在矿井各个排水区域，收集排出的矿井水；

格栅沉淀池11的入口管道设有格栅和格栅沉淀池11入口阀门，格挡矿井水中的杂质；格栅沉淀池11的出口管道设有格栅沉淀池11出口阀门；格栅沉淀池11上连接有液位计；检测控制装置4分别与格栅沉淀池11入口阀门、格栅沉淀池11出口阀门和液位计连接，获取格栅沉淀池11内部液位状态，当液位状态达到预设位置之后，关闭格栅沉淀池11入口阀门，开始计时，并记录当前时长，达到预设格栅沉淀时长后，开启格栅沉淀池11出口阀门，并控制驱动泵将格栅沉淀池11内部的矿井水输出至螺旋管道12。

这样格栅沉淀池11先对矿井水进行过滤，由格栅对矿井水中含有的颗粒度较大的杂质进行过滤。可以在格栅沉淀池11的入口管道设置流量计，获取流量信息，如果流量较小时，可以判断格栅上积累较多的杂质需要清除。

格栅沉淀池11可以通过静止沉淀的方式，将一些颗粒状杂质进行滤除沉淀。格栅沉淀池11出口在上部，可以将矿井水排出。

本发明涉及的螺旋管道12的入口设置在格栅沉淀池11的靠近顶部位置，螺旋管道12的底部设有收水仓，收水仓的底部设有放杂漏斗，收水仓的侧部设有出水口，出水口在放杂漏斗的上部。

螺旋管道12对流出格栅沉淀池11的矿井水进行螺旋排出，可以进一步的滤掉颗粒状杂质，提升过滤效果。

本发明检测控制装置4还用于当分水仓15的某一水质参数超出阈值范围内时，检测控制装置4控制分水仓15与二次水处理机构3之间的二次处理阀门和二次处理驱动泵动作，将分水仓15中的矿井水输入至二次水处理机构3进行二次处理。

也就是水处理机构1进行了一次水处理，如果经过一次水处理之后，水质还未能达到预设的要求，可以进行二次处理。由于矿井水是持续的输出，在采矿过程，为了能够使矿井水处理持续进行，以及根据不同区域的需要对不同的水进行处理，设置了二次处理。这样水处理机构1可以进行一次处理，并可以持续进行。而二次处理根据需求设置，并进行处理。

为了满足水处理的需要，提升水处理的效率，系统包括多个二次水处理机构3；二次水处理机构3设有二次化学反应处理装置13、二次反渗透处理装置14以及二次分水仓15；二次分水仓15的输出端连接汇集水仓2。

检测控制装置4还用于对二次分水仓15内部的水质进行检测，当水质参数在阈值范围内时，检测控制装置4控制二次分水仓15与汇集水仓2之间的二次汇集阀门和二次汇集驱动泵动作，将二次分水仓15中的矿井水输入至汇集水仓2；

当二次分水仓15的某一水质参数超出阈值范围内时，检测控制装置4控制二次分水仓15再进行二次循环处理，处理之后再进行检测，直至水质参数在阈值范围内；如经过预设循环处理次数之后仍不符合水质要求，则发出报警提示。

检测控制装置4还用于获取待检测的水质参数，并将各个矿井水处理区域的水质参数配置成检测总数据集；在检测总数据集中涵盖矿井水处理区域的各个水质参数；

将检测总数据集的各个水质参数分别进行比对；

若检测总数据集中的水质参数均低于第一预设阈值，则将分水仓15中的矿井水输入至汇集水仓2；

若检测总数据集中的某一个或几个水质参数在第一预设阈值与第二预设阈值之间，则进行报警提示，并显示当前水质参数信息；

若检测总数据集中的某一个或几个水质参数大于第二预设阈值，则控制二次分水仓15再进行二次循环处理。

对于水质参数的检测是可以基于一个时间段来进行。比如设置一个时间段，通过流量计来进行计量，并通过分水仓15来进行储水检测。

也可以基于分水仓15来进行检测单位，对分水仓15内部的水质进行检测。也就是检测总数据集是当前分水仓15储存的水质信息，进行检测时，停止向分水仓15内进行输水，检测并判断完成后，再进行后续步骤。

将水质参数超出第一预设阈值的检测总数据集U进行归集，形成检测总数据集阵列Z；

统计检测总数据集阵列Z中具有大于第二预设阈值的水质参数数量；

如不存在大于第二预设阈值的水质参数，则进行报警提示，并显示当前检测总数据集阵列Z中的水质参数信息。

进行报警提示之后，由监控人员对当前水质信息进行判断是否需要处理，如需要处理，又人工进行控制。如不需要处理，则直接排出到汇集水仓2。

当然也可以设置相应的参数，如果超阈值为这些相应的参数则进行处理，反之则不进行处理。

如存在大于第二预设阈值的水质参数，检测控制装置4获取任一当前或以往二次水处理机构3水处理参数及加药配置参数，如符合当前检测总数据集阵列Z中的处理方式，则将当前的分水仓15与所述二次水处理机构3相连通进行水处理；

如存在大于第二预设阈值的水质参数，检测控制装置4获取任一当前或以往水处理机构1水处理参数及加药配置参数，如符合当前检测总数据集阵列Z中的处理方式，则将当前的分水仓15与所述水处理机构1相连通，将大于第二预设阈值水质参数的矿井水充入所述水处理机构1的格栅沉淀池11，进行后续处理；

这样，基于之前已处理的水处理机构1，或二次水处理机构3直接进行处理，避免了再次进行配药，调配流量等等，直接基于当前或以往的方式直接处理，提升处理效率。

作为本发明中，检测控制装置4设置有处理设备的启动、停止、调节操作端口、系统运行状态监控端口，通过PLC进行自动控制；对超阈值进行报警，对设备故障进行实时报警；对系统过程数据进行实时跟踪显示，生成报表，实现定时自动报表更新显示，还通过曲线图，或柱状图进行实时显示。

检测控制装置4可以使用PLC作为数据处理方式，采用变频调速方式调节泵的运行，利用人机交互方式对系统进行远程监控、手动和自动控制等功能的实时监控。监控的水质参数值可以包括水中的离子浓度、浊度、PH值等数值进行比对判断。

系统出现故障或水质超阈值，系统会通过触摸屏或报价灯，报警发声器发出报警信息，通过不同颜色进行显示，使监控人员第一时间找出发生问题的环节，进行快速解决。

报警信号同时在现场和监控中心进行声光报警，并由工控机自动记录报警时间和事件，对水处理现场的数字量状态变化，进行实时记录。

本发明可以通过线条、曲线、圆、多边形、文本、图片等静态图像，展示出水处理的工艺情况；又能够将过程数据进行动态显示，综合动态和静态对象的运用监控，便于提示监控人员。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种矿用水净化处理系统，其特征在于，包括：设置在各个矿井水处理区域的水处理机构，汇集水仓，二次水处理机构以及检测控制装置；

水处理机构收集矿井水并进行处理；水处理机构包括：格栅沉淀池、螺旋管道、化学反应处理装置、反渗透处理装置以及分水仓；

格栅沉淀池通过管道连接矿用水输入端；

格栅沉淀池通过管道与螺旋管道连接；管道上设有用于将矿井水驱动到螺旋管道的驱动泵；

螺旋管道的侧壁设有出水口，螺旋管道的出水口与化学反应处理装置连接，化学反应处理装置对矿井水进行加药处理；

化学反应处理装置输出端连接反渗透处理装置，反渗透处理装置对矿井水进行反渗透处理；

反渗透处理装置处理之后的矿井水储存至分水仓；

分水仓分别与汇集水仓和二次水处理机构连接；

检测控制装置控制水处理机构的管道上各个驱动泵的运行；提供人机操作模块，获取用户输入的控制信息，并执行；还实时显示当前系统的运行状态信息；

还对分水仓内部的水质进行检测，当水质参数在阈值范围内时，检测控制装置控制分水仓与汇集水仓之间的汇集阀门和汇集驱动泵动作，将分水仓中的矿井水输入至汇集水仓。

2.根据权利要求1所述的矿用水净化处理系统，其特征在于，

格栅沉淀池设置在矿井各个排水区域，收集排出的矿井水；

格栅沉淀池的入口管道设有格栅和格栅沉淀池入口阀门，格挡矿井水中的杂质；格栅沉淀池的出口管道设有格栅沉淀池出口阀门；

格栅沉淀池上连接有液位计；

检测控制装置分别与格栅沉淀池入口阀门、格栅沉淀池出口阀门和液位计连接，获取格栅沉淀池内部液位状态，当液位状态达到预设位置之后，关闭格栅沉淀池入口阀门，开始计时，并记录当前时长，达到预设格栅沉淀时长后，开启格栅沉淀池出口阀门，并控制驱动泵将格栅沉淀池内部的矿井水输出至螺旋管道。

3.根据权利要求1所述的矿用水净化处理系统，其特征在于，

螺旋管道的入口设置在格栅沉淀池的靠近顶部位置，螺旋管道的底部设有收水仓，收水仓的底部设有放杂漏斗，收水仓的侧部设有出水口，出水口在放杂漏斗的上部。

4.根据权利要求1所述的矿用水净化处理系统，其特征在于，

检测控制装置还用于当分水仓的某一水质参数超出阈值范围内时，检测控制装置控制分水仓与二次水处理机构之间的二次处理阀门和二次处理驱动泵动作，将分水仓中的矿井水输入至二次水处理机构进行二次处理。

5.根据权利要求4所述的矿用水净化处理系统，其特征在于，

系统包括多个二次水处理机构；

二次水处理机构设有二次化学反应处理装置、二次反渗透处理装置以及二次分水仓；

二次分水仓的输出端连接汇集水仓。

6.根据权利要求5所述的矿用水净化处理系统，其特征在于，

检测控制装置还用于对二次分水仓内部的水质进行检测，当水质参数在阈值范围内时，检测控制装置控制二次分水仓与汇集水仓之间的二次汇集阀门和二次汇集驱动泵动作，将二次分水仓中的矿井水输入至汇集水仓；

当二次分水仓的某一水质参数超出阈值范围内时，检测控制装置控制二次分水仓再进行二次循环处理，处理之后再进行检测，直至水质参数在阈值范围内；

如经过预设循环处理次数之后仍不符合水质要求，则发出报警提示。

7.根据权利要求5所述的矿用水净化处理系统，其特征在于，

检测控制装置还用于获取待检测的水质参数，并将各个矿井水处理区域的水质参数配置成检测总数据集；

将检测总数据集的各个水质参数分别进行比对；

若检测总数据集中的水质参数均低于第一预设阈值，则将分水仓中的矿井水输入至汇集水仓；

若检测总数据集中的某一个或几个水质参数在第一预设阈值与第二预设阈值之间，则进行报警提示，并显示当前水质参数信息；

若检测总数据集中的某一个或几个水质参数大于第二预设阈值，则控制二次分水仓再进行二次循环处理。

8.根据权利要求7所述的矿用水净化处理系统，其特征在于，

将水质参数超出第一预设阈值的检测总数据集U进行归集，形成检测总数据集阵列Z；

统计检测总数据集阵列Z中具有大于第二预设阈值的水质参数数量；

如不存在大于第二预设阈值的水质参数，则进行报警提示，并显示当前检测总数据集阵列Z中的水质参数信息。

9.根据权利要求8所述的矿用水净化处理系统，其特征在于，

如存在大于第二预设阈值的水质参数，检测控制装置获取任一当前或以往二次水处理机构水处理参数及加药配置参数，如符合当前检测总数据集阵列Z中的处理方式，则将当前的分水仓与所述二次水处理机构相连通进行水处理；

如存在大于第二预设阈值的水质参数，检测控制装置获取任一当前或以往水处理机构水处理参数及加药配置参数，如符合当前检测总数据集阵列Z中的处理方式，则将当前的分水仓与所述水处理机构相连通，将大于第二预设阈值水质参数的矿井水充入所述水处理机构的格栅沉淀池，进行后续处理。

10.根据权利要求1或2所述的矿用水净化处理系统，其特征在于，

检测控制装置设置有处理设备的启动、停止、调节操作端口、系统运行状态监控端口，通过PLC进行自动控制；

对超阈值进行报警，对设备故障进行实时报警；

对系统过程数据进行实时跟踪显示，生成报表，实现定时自动报表更新显示，还通过曲线图，或柱状图进行实时显示。

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