CN211226767U

CN211226767U - 一种矿井废水零排放处理系统

Info

Publication number: CN211226767U
Application number: CN201921824711.5U
Authority: CN
Inventors: 刘瑞聪; 柯爌琼; 王云钟; 倪亭亭; 黄成慧
Original assignee: Qingdao North Energy And Environment Co ltd
Current assignee: Qingdao North Energy And Environment Co ltd
Priority date: 2019-10-28
Filing date: 2019-10-28
Publication date: 2020-08-11
Anticipated expiration: 2029-10-28

Abstract

本实用新型公开了一种矿井废水零排放处理系统，包括高密度沉淀池、磁种回收装置、污泥压缩机、进料泵、保安过滤器、正渗透原料液水箱、原料液循环泵、正渗透装置、正渗透汲取液水箱、汲取液循环泵、电渗析原料水箱、电渗析进料泵、电渗析装置、高压泵和纳滤装置。其基建费用减少，处置费用低、易于实现PLC控制，智能化程度高，污泥产量低，污泥处理费用降低，可实现废水的高效脱盐和零排放；另外将浸没式超滤膜、超磁分离器和高密度沉淀池结合在一起，比现有的高密度沉淀池处理过程，不但大大缩短了处理时间，减少了装置的占地面积，而且将悬浮物完全去除，同时高密度沉淀池还能自动将超磁分离器表面附着的污泥去除。

Description

一种矿井废水零排放处理系统

技术领域

本实用新型属于矿井废水处理技术领域，具体涉及一种用于矿井废水零排放处理系统。

背景技术

矿井废水通常是指煤炭或其它矿石开采过程中所有渗入井下采掘空间的水。以煤矿开采为例，全国煤矿年排矿井水约22亿m³，平均吨煤涌水量约为4m³。矿井水水量较大，悬浮物含量高，有机物含量低，废水含盐量高，直接排放到环境中，会严重污染环境，且多地已地方标准，要求废水须脱盐处理后排放。因此，矿井水的处理是一项重要的课题。

目前矿井水的处理工艺一般采用传统的混凝沉淀去除悬浮物，然后采用电渗析或反渗透进行脱盐。由于悬浮物含量高，悬浮颗粒粒度小，传统的混凝沉淀工艺难以将其彻底去除，残留在水溶液中的悬浮颗粒对后续电渗析或反渗透装置的膜材料损害较大了，影响膜材料的使用寿命。另外电渗析和反渗透都是需要消耗能量，电渗析需要电力驱动，反渗透使用过程中，需要高压泵等设备，对于产量巨大的矿井水，这显然是不经济的。另外，现有处理工艺难以实现矿井水的零排放。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种矿井废水零排放处理系统，解决现有矿井废水处理工艺脱盐过程耗能高，悬浮物去除不彻底，难以实现零排放的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种矿井废水零排放处理系统，包括高密度沉淀池、磁种回收装置、污泥压缩机、进料泵、保安过滤器、正渗透原料液水箱、原料液循环泵、正渗透装置、正渗透汲取液水箱、汲取液循环泵、电渗析原料水箱、电渗析进料泵、电渗析装置、高压泵和纳滤装置，电渗析膜堆、浓水室水箱、浓水循环泵、极水室水箱、极水循环泵、淡水室水箱、淡水循环泵和直流电源构成电渗析装置，浓水室水箱、浓水循环泵和电渗析膜堆浓水室构成循环回路，极水室水箱、极水循环泵和电渗析膜堆极水室构成循环回路，淡水室水箱、淡水循环泵和电渗析膜堆淡水室构成循环回路，电渗析膜堆的正、负极板分别连接直流电源的正极和负极，所述高密度沉淀池中设置超磁分离器和浸没式超滤膜组件，高密度沉淀池污泥出口通过磁种回收装置与污泥压缩机连接，污泥压缩机出水端与高密度沉淀池进水端连接，高密度沉淀池出水端依次通过进料泵和保安过滤器连接正渗透原料液水箱，正渗透原料液水箱、原料液循环泵和正渗透装置原料液侧构成循环回路，正渗透原料液水箱通过高压泵与纳滤装置连接，正渗透汲取液水箱、汲取液循环泵和正渗透装置汲取液侧构成循环回路，纳滤装置浓水端和正渗透汲取液水箱出水端均与电渗析原料水箱连接，电渗析原料水箱通过电渗析进水泵分别连接浓水室水箱和淡水水箱的进水端，浓水室水箱的出水端通过管道与正渗透汲取液水箱连通，纳滤装置产水端和淡水室水箱产水端均与蓄水池连通，蓄水池连接矿井废水供水管道。

进一步地，高密度沉淀池包括混凝反应池、絮凝反应池、初步沉淀区、浸没式超滤膜组件、超磁分离器、底部沉淀区、上升区、斜板、机械搅拌装置和自然混合装置；所述高密度沉淀池由上下相连的圆筒和漏斗构成，在圆筒左右两侧相同位置，竖直安装的两块密封板，与密封板宽度方向水平放置的支撑杆两端固定安装在漏斗内壁上，若干个与垂直方向具有一定夹角的斜板一端连接在密封底板底部，另一端固定在支撑杆上，在高密度沉淀池底部等间隔设置，斜板和密封板将高密度沉淀池分割成相互独立的三个区域，由斜板、密封板和高密度沉淀池侧壁围成的中间区域为上升区，浸没式超滤膜组件固定在上升区上部，浸没式超滤膜组件出水端连通进料泵，左、右两侧区域内，从上向下依次设置混凝反应池、絮凝反应池、初步沉淀区和底部沉淀区，混凝反应池与高密度沉淀池侧壁上的进水口连通，混凝反应池出水口通过第一外部管道与置于混凝反应池底部的絮凝反应池侧壁上的进水口连通，机械搅拌装置固定在混凝反应池内，自然搅拌装置固定安装在絮凝反应池内部，絮凝反应池另一侧设置溢流板，溢流板外侧直至斜板的区域为初步沉淀池，超磁分离器设置在初步沉淀池中，斜板、漏斗侧壁共同围城底部沉淀区，底部沉淀区设置污泥排放口，污泥排放口通过污泥输送泵与磁种回收装置连通。

进一步地，所述自然搅拌装置，包括转轴，以及固定在转轴上的若干个搅拌叶片，转轴两端分别与混凝反应池和絮凝反应池底部转动密封连接。

进一步地，所述超磁分离器包括铁芯、电磁线圈、圆筒、刮泥叶片、动力装置和支撑架，电磁线圈环绕在铁芯外侧，电磁线圈外接电源，若干个刮泥叶片均布在圆筒和铁芯之间的环形空腔内，圆筒壁上开设若干个圆孔，圆筒上下两端固定在初步沉淀池径向截面上的支撑架上，铁芯上下两端通过固定在支撑架上的转轴与动力装置转动连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：基建费用减少，处置费用低、易于实现PLC 控制，智能化程度高，污泥产量低，污泥处理费用降低，可实现废水的高效脱盐和零排放；另外将浸没式超滤膜、超磁分离器和高密度沉淀池结合在一起，比现有的高密度沉淀池处理过程，不但大大缩短了处理时间，减少了装置的占地面积，而且将悬浮物完全去除，同时高密度沉淀池还能自动将超磁分离器表面附着的污泥去除。

附图说明

图1为实施例1中矿井废水零排放处理系统的工艺流程图。

图2为实施例1中高密度沉淀池的内部结构原理图。

图3为实施例1中高密度沉淀池的俯视图。

图4为实施例1中自然搅拌装置的结构示意图。

图5为实施例1中超磁分离器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型进行详细的描述，但本实用新型并不局限于具体的实施例。

实施例1：

一种矿井废水零排放处理系统，包括高密度沉淀池3、磁种回收装置2、污泥压缩机1、进料泵4、保安过滤器5、正渗透原料液水箱6、原料液循环泵7、正渗透装置8、正渗透汲取液水箱9、汲取液循环泵10、电渗析原料水箱13、电渗析进料泵14、电渗析装置15、高压泵11和纳滤装置12，电渗析膜堆、浓水室水箱16、浓水循环泵17、极水室水箱19、极水循环泵18、淡水室水箱21、淡水循环泵22和直流电源构成电渗析装置15，浓水室水箱16、浓水循环泵17和电渗析膜堆浓水室构成循环回路，极水室水箱19、极水循环泵18和电渗析膜堆极水室构成循环回路，淡水室水箱21、淡水循环泵22和电渗析膜堆淡水室构成循环回路，电渗析膜堆的正、负极板分别连接直流电源的正极和负极，所述高密度沉淀池3中设置超磁分离器37和浸没式超滤膜组件35，高密度沉淀池3污泥出口通过磁种回收装置2与污泥压缩机1连接，污泥压缩机1出水端与高密度沉淀池3进水端连接，高密度沉淀池3出水端依次通过进料泵4和保安过滤器5连接正渗透原料液水箱6，正渗透原料液水箱6、原料液循环泵7和正渗透装置8原料液侧构成循环回路，正渗透原料液水箱6通过高压泵11与纳滤装置12连接，正渗透汲取液水箱9、汲取液循环泵10和正渗透装置8汲取液侧构成循环回路，纳滤装置12浓水端和正渗透汲取液水箱9出水端均与电渗析原料水箱13连接，电渗析原料水箱13通过电渗析进水泵14分别连接浓水室水箱16和淡水水箱21的进水端，浓水室水箱16的出水端通过管道与正渗透汲取液水箱2连通，纳滤装置12产水端和淡水室水箱21 产水端均与蓄水池连通，蓄水池连接矿井废水供水管道。

进一步地，高密度沉淀池3包括混凝反应池22、絮凝反应池23、初步沉淀区24、浸没式超滤膜组件35、超磁分离器37、底部沉淀区25、上升区26、斜板32、机械搅拌装置27 和自然混合装置29；所述高密度沉淀池3由上下相连的圆筒和漏斗构成，在圆筒左右两侧相同位置，竖直安装的两块密封板31，与密封板31宽度方向水平放置的支撑杆33两端固定安装在漏斗内壁上，若干个与垂直方向具有一定夹角的斜板32一端连接在密封底板31底部，另一端固定在支撑杆33上，在高密度沉淀池3底部等间隔设置，斜板32和密封板31将高密度沉淀池分割成相互独立的三个区域，由斜板32、密封板31和高密度沉淀池21侧壁围成的中间区域为上升区26，浸没式超滤膜组件固定在上升区26上部，浸没式超滤膜组件出水端连通进料泵4，左、右两侧区域内，从上向下依次设置混凝反应池22、絮凝反应池23、初步沉淀区24和底部沉淀区25，混凝反应池22与高密度沉淀池3侧壁上的进水口36连通，混凝反应池22出水口通过第一外部管道28与置于混凝反应池22底部的絮凝反应池23侧壁上的进水口连通，机械搅拌装置27固定在混凝反应池22内，自然搅拌装置28固定安装在絮凝反应池23内部，絮凝反应池23另一侧设置溢流板30，溢流板30外侧直至斜板32的区域为初步沉淀池24，超磁分离器37设置在初步沉淀池24中，斜板32、漏斗侧壁共同围城底部沉淀区25，底部沉淀区25设置污泥排放口34，污泥排放口34通过污泥输送泵与磁种回收装置 2连通。

进一步地，所述自然搅拌装置29，包括转轴38，以及固定在转轴38上的若干个搅拌叶片39，转轴38两端分别与混凝反应池22和絮凝反应池23底部转动密封连接，根据絮凝反应池23的大小和实际需要，可以设置若干组自然搅拌装置29。混凝反应池22出水从一侧输送到絮凝反应池23，在水流的作用下，自然搅拌装置29转动，进而对水流进行搅拌。

进一步地，所述超磁分离器37包括铁芯40、电磁线圈41、圆筒42、刮泥叶片45、动力装置(图中未画出)和支撑架46，电磁线圈41环绕在铁芯40外侧，电磁线圈41外接电源，若干个刮泥叶片45均布在圆筒42和铁芯40之间的环形空腔内，圆筒42壁上开设若干个圆孔，圆筒42上下两端固定在初步沉淀池24径向截面上的支撑架46上，铁芯40上下两端通过固定在支撑架46上的转轴与动力装置转动连接。根据初步沉淀池24的实际大小和处理量，设置超磁分离器37的数量。

所述高密度沉淀池的具体使用过程为：矿井废水从高密度沉淀池3的进水口36输送到混凝反应池22，加入混凝剂，启动机械搅拌装置27，进行混凝反应，然后在重力的作用下，混凝反应池22出水通过第一外部管道28流入絮凝反应池23，加入磁性絮凝剂和化学絮凝剂，由于水是在絮凝反应池23一侧流入，在水流的作用下，自然搅拌装置29转动，对水流进行搅拌，促进絮凝过程，经过絮凝反应的矿井废水沿着溢流板30流入初级沉淀区24，经过超磁分离器37，电磁线圈通电，絮凝状污泥吸附在超磁分离器37上，处理后的水自然流入进入底部沉淀区15，水中的少量污泥从底部沉淀区15向上升区16流动的过程中，污泥被斜板32截留在底部沉淀区污泥得到累积，去除各种悬浮物的水经过狭长上升区，实现悬浮物和水的良好分离，最后在进料泵4的作用下，水进入超滤膜再进一步处理，保证了正渗透装置的进水水质，悬浮物去除效率高达99.5％以上。当超磁分离器37上布满污泥时，电磁线圈断电，在动力装置的带动下，铁芯绕圆筒转动，刮泥叶片将污泥刮掉，污泥落在底部沉淀区25，最后在污泥输送泵的作用下，通过污泥排放口34将污泥输送到磁种回收装置2，磁种回收装置 2将磁性絮凝剂回收，然后返回絮凝反应池23重复使用，污泥进一步输送到污泥压缩机1压缩，污泥滤饼外运，滤液返回到高密度沉淀池的混凝反应池22进一步处理。

矿井废水经过高密度沉淀池3处理以后，经保安过滤器5进一步过滤后进入正渗透原料液水箱6,待正渗透原料液水箱6和正渗透汲取液水箱9水量达到一定液位，启动原料液循环泵7和汲取液循环泵10,在浓度差的作用下，矿井废水中的水分自然渗透到汲取液中，汲取液浓度逐渐降低，待达到设定值后，关闭正渗透装置8，启动电渗析进料泵14,将正渗透汲取液水箱9中的水泵入浓水室水箱16和淡水室水箱21中，接着启动电渗析装置15，在电压的作用下，浓水室水箱16中的溶液浓度越来越高，淡水室水箱21中溶液的浓度越来越低，当淡水室水箱21中溶液的电导率达到回用要求，停止电渗析装置，将浓水室水箱16中的溶液返回到正渗透汲取液水箱9中重复使用，电渗析处理的同时，将正渗透原料液水箱6水泵入纳滤装置12，在纳滤装置12的作用下，去除水中的大部分离子，纳滤浓水输送到电渗析原料水箱13进一步经过电渗析处理。

Claims

1.一种矿井废水零排放处理系统，其特征在于，包括高密度沉淀池、磁种回收装置、污泥压缩机、进料泵、保安过滤器、正渗透原料液水箱、原料液循环泵、正渗透装置、正渗透汲取液水箱、汲取液循环泵、电渗析原料水箱、电渗析进料泵、电渗析装置、高压泵和纳滤装置，电渗析膜堆、浓水室水箱、浓水循环泵、极水室水箱、极水循环泵、淡水室水箱、淡水循环泵和直流电源构成电渗析装置，浓水室水箱、浓水循环泵和电渗析膜堆浓水室构成循环回路，极水室水箱、极水循环泵和电渗析膜堆极水室构成循环回路，淡水室水箱、淡水循环泵和电渗析膜堆淡水室构成循环回路，电渗析膜堆的正、负极板分别连接直流电源的正极和负极，所述高密度沉淀池中设置超磁分离器和浸没式超滤膜组件，高密度沉淀池污泥出口通过磁种回收装置与污泥压缩机连接，污泥压缩机出水端与高密度沉淀池进水端连接，高密度沉淀池出水端依次通过进料泵和保安过滤器连接正渗透原料液水箱，正渗透原料液水箱、原料液循环泵和正渗透装置原料液侧构成循环回路，正渗透原料液水箱通过高压泵与纳滤装置连接，正渗透汲取液水箱、汲取液循环泵和正渗透装置汲取液侧构成循环回路，纳滤装置浓水端和正渗透汲取液水箱出水端均与电渗析原料水箱连接，电渗析原料水箱通过电渗析进水泵分别连接浓水室水箱和淡水水箱的进水端，浓水室水箱的出水端通过管道与正渗透汲取液水箱连通，纳滤装置产水端和淡水室水箱产水端均与蓄水池连通，蓄水池连接矿井废水供水管道。

2.根据权利要求1所述的矿井废水零排放处理系统，其特征在于，高密度沉淀池包括混凝反应池、絮凝反应池、初步沉淀区、浸没式超滤膜组件、超磁分离器、底部沉淀区、上升区、斜板、机械搅拌装置和自然混合装置；所述高密度沉淀池由上下相连的圆筒和漏斗构成，在圆筒左右两侧相同位置，竖直安装的两块密封板，与密封板宽度方向水平放置的支撑杆两端固定安装在漏斗内壁上，若干个与垂直方向具有一定夹角的斜板一端连接在密封底板底部，另一端固定在支撑杆上，在高密度沉淀池底部等间隔设置，斜板和密封板将高密度沉淀池分割成相互独立的三个区域，由斜板、密封板和高密度沉淀池侧壁围成的中间区域为上升区，浸没式超滤膜组件固定在上升区上部，浸没式超滤膜组件出水端连通进料泵，左、右两侧区域内，从上向下依次设置混凝反应池、絮凝反应池、初步沉淀区和底部沉淀区，混凝反应池与高密度沉淀池侧壁上的进水口连通，混凝反应池出水口通过第一外部管道与置于混凝反应池底部的絮凝反应池侧壁上的进水口连通，机械搅拌装置固定在混凝反应池内，自然搅拌装置固定安装在絮凝反应池内部，絮凝反应池另一侧设置溢流板，溢流板外侧直至斜板的区域为初步沉淀池，超磁分离器设置在初步沉淀池中，斜板、漏斗侧壁共同围城底部沉淀区，底部沉淀区设置污泥排放口，污泥排放口通过污泥输送泵与磁种回收装置连通。

3.根据权利要求2所述的矿井废水零排放处理系统，其特征在于，所述自然搅拌装置，包括转轴，以及固定在转轴上的若干个搅拌叶片，转轴两端分别与混凝反应池和絮凝反应池底部转动密封连接。

4.根据权利要求3所述的矿井废水零排放处理系统，其特征在于，所述超磁分离器包括铁芯、电磁线圈、圆筒、刮泥叶片、动力装置和支撑架，电磁线圈环绕在铁芯外侧，电磁线圈外接电源，若干个刮泥叶片均布在圆筒和铁芯之间的环形空腔内，圆筒壁上开设若干个圆孔，圆筒上下两端固定在初步沉淀池径向截面上的支撑架上，铁芯上下两端通过固定在支撑架上的转轴与动力装置转动连接。