CN217578502U - 一种矿井水絮凝-周期循环静止沉淀装置 - Google Patents

Abstract

一种矿井水絮凝‑周期循环静止沉淀装置。目前，煤矿矿井水受乳化液和矿物油影响，细颗粒的煤粉、岩粉絮凝效果差，增设过滤装置可提高出水水质，但投资增加较大，且频繁的反冲洗不仅消耗大量清水，而且增加了废水的处理量，使处理成本升高。一种矿井水絮凝‑周期循环静止沉淀装置，其组成包括：填料反应池（1）、中间水池（2）、静止沉淀池（3）和沉淀池出水管（4），填料反应池、中间水池、静止沉淀池和沉淀池出水管沿纵向长度方向依次布置，填料反应池、中间水池、静止沉淀池和沉淀池出水管为一体结构，填料反应池、中间水池和静止沉淀池之间通过壁板分隔,解决常规沉淀池不能长期、满负荷运行难题。本实用新型应用于矿产领域。

Description

一种矿井水絮凝-周期循环静止沉淀装置

技术领域

本实用新型涉及一种矿井水絮凝-周期循环静止沉淀装置。

背景技术

混凝-沉淀是除水中悬浮物的重要方法，煤矿悬浮物矿井水的主要污染物为岩粉和煤粉，还由于水中乳化液和矿物油的存在及井下提升水泵的乳化作用，影响了悬浮物的絮凝反应效果，絮凝个体小、重量轻，导致絮体的沉降性能差。目前常规沉淀池多为采用连续进水、连续出水方式，对细颗粒和微絮体具有携带作用，导致出水水质不达标或者必须依靠增加后续滤池和频繁反冲洗保证设备的出水水质。常规沉淀池属于非理想沉淀池，增设导流装置也不能避免连续流水流对细颗粒和微絮体的携带作用；而静止沉淀池在静沉期间流体处于自由沉降状态，属于理想沉淀池，提高了细颗粒和微絮体的沉降效果。

同时，煤矿矿井水受乳化液和矿物油影响，细颗粒的煤粉、岩粉絮凝效果差，本身形成絮凝体颗粒就小、沉降性能就差，加上池内连续流动的水流影响，大量微小颗粒会被沉淀出水带走，沉淀池出水浊度一般不低10NTU；增设过滤装置可提高出水水质，但投资增加较大，且频繁的反冲洗不仅消耗大量清水，而且增加了废水的处理量，使处理成本升高，有的常规矿井水处理设施甚至不能24小时连续运行。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种矿井水絮凝-周期循环静止沉淀装置，具有提高沉淀池对对难沉淀矿井水微絮凝体的沉淀效果，控制平流式沉淀池上升水流对微絮凝体的携带作用和控制上升水流对絮凝体产生上浮的影响，提高沉淀池的处理负荷和处理能力。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种矿井水絮凝-周期循环静止沉淀装置，其组成包括：填料反应池、中间水池、静止沉淀池和沉淀池出水管，所述的填料反应池、所述的中间水池、所述的静止沉淀池和所述的沉淀池出水管沿纵向长度方向依次布置，所述的填料反应池、中间水池、静止沉淀池和沉淀池出水管为一体结构，所述的填料反应池、所述的中间水池和所述的静止沉淀池之间通过壁板分隔；

所述的填料反应池包括4个反应池进水穿孔管、3个反应池格栅、三层反应池球形塑料填料或卵石填料层、反应池溢流集水堰槽和反应池出水分配槽及电动开关阀A和反应池出水分配槽及电动开关阀B，4个所述的反应池进水穿孔管在填料反应池底板上部沿设备纵向方向且平行于底板布置，每个反应池进水穿孔管的上部，在池体高度方向上按等高距设置三层反应池格栅，每层反应池格栅上部为反应池球形塑料填料或卵石填料层，其中最顶层的反应池球形塑料填料或卵石填料层上部距离反应池顶200-300mm处设置反应池溢流集水堰槽，垂直并开口于反应池溢流集水堰槽的两条出水槽沿设备纵向布置指向设备出水方向，并在槽口设置穿壁短管、反应池出水分配槽及电动开关阀A和反应池出水分配槽及电动开关阀B；

所述的中间水池的中间位置通过竖直隔板或隔墙将中间水池分隔成两个独立的中间水池A和中间水池B，所述的中间水池A和所述的中间水池B下部的中间水池与沉淀池间隔壁板上距池底约1m处分别水平开孔设置花板或穿孔花墙，每个所述的中间水池分别与池底放空管及阀门B连接；

所述的静止沉淀池由中间的竖直隔板或隔墙分隔成静止沉淀池A和静止沉淀池B，所述的静止沉淀池A和所述的静止沉淀池B沿为设备纵向方向并列布置，静止沉淀池A和静止沉淀池B分别安装有3只排泥支叉管及电动开关阀，且排泥支叉管及电动开关阀沿池底板上部水平并列布置且垂直并穿过池外壁开口于外侧池壁，每个静止沉淀池体高度方向上的中部水平布置斜管填料层，同时每个静止沉淀池的池体上部距池顶200-300mm处沿设备纵向且水平布置滗水槽；

所述的沉淀池出水管包括4个滗水槽出水支管和出水总管，4个所述的滗水槽出水支管穿过静止沉淀池池壁与静止沉淀池的滗水槽连接，另一端与所述的出水总管连接。

所述的矿井水絮凝-周期循环静止沉淀装置，每层反应池格栅上部为反应池球形塑料填料或卵石填料层，用于进行絮凝反应，填料反应池出水分配槽及电动开关阀A和反应池出水分配槽及电动开关阀B的启闭可将絮凝反应后的水单独送入中间水池A和中间水池B。

所述的矿井水絮凝-周期循环静止沉淀装置，中间水池A和中间水池B分别接收填料反应池来水，利用水的静压将来水经穿孔花板或穿孔花墙分别送入对应的静止沉淀池。

所述的矿井水絮凝-周期循环静止沉淀装置，斜管填料层用于对来自穿孔花板或穿孔花墙的絮凝后的悬浮物沉降分离，分离的清水层滗入滗水槽并在设备纵向尾端穿壁流出设备，沉入池底的悬浮物泥浆经静止沉淀池A和静止沉淀池B，排入厂区浓缩池。

所述的矿井水絮凝-周期循环静止沉淀装置，滗水槽出水支管用于滗水槽排水和汇集，出水总管出水送入厂区清水池。

本实用新型所达到的有益效果是：

1.本实用新型可实现悬浮物理想沉淀，采用2个小的沉淀池代替常规沉淀池，2池周期循环方式运行、每池依次完成进水（滗水）、静止沉淀、排泥等循环操作，静止沉淀期沉淀池内流体处于静止状态、属于理想沉淀池，增强了含乳化液和矿物油矿井水微絮凝体沉淀和去除效果，解决常规沉淀（非理想沉淀池）连续进水、连续出水对微小絮凝体携带作用。与常规沉淀相比，在相同的水力停留时间内，静止沉淀池出水浊度≤5NTU，是常规沉淀池出水浊度值的一半；简化工艺、提高装置运行稳定性，解决常规沉淀池不能长期、满负荷运行难题；无需过滤，降低投资，沉淀池出水直接满足矿井循环用水水质要求。

2.本实用新型在反应池顶部溢流集水和排水作用的溢流集水堰槽的多层栅格填料反应池，提高含乳化液、矿物油矿井水的絮凝反应效果。在一个处理周期2T1时间内，可实现单池T1（0-30分钟）时长进水（滗水）操作、T1-T2时刻开始的T2（0-10分钟）时长排泥操作和T1时长的静止沉淀操作进行理想沉淀，两个沉淀池交替、周期运行。

3.本实用新型能够避免在滗水过程中被携带，影响出水水质。2个静止沉淀池依靠PLC程序控制依次实现进水、滗水、静止沉淀、排泥操作，并周期循环运行。与常规沉淀池相比，相同的水力停留时间内，出水水质降至5NTU以下，沉淀池出水直接满足矿井循环用水水质要求，不需增设滤池，能简化工艺、降低设备投资和净化成本。

4.本实用新型结构简单，不需加设过滤装置情况下沉淀出水即可满足矿井工业循环用水水质要求；当加设过滤装置时，滤池的负荷大大降低，过滤周期增长1倍以上，反洗频率和反冲洗废水处理量减少1倍，降低了运行成本、并增加了净水产量。

5.本实用新型改变传统连续进水连续出水的沉淀工作方式，采用周期循环静止沉淀工作方式。即采用静止沉淀工作方式，将传统沉淀池分为若干（2~3）个小池（静止沉淀），工作过程中，对每个小池依次进水、静止沉淀和出水（滗水）。当首池进水结束后，第二个小池开始进水，而此时首池中的絮后水处于静止状态，即其中的絮凝体处于自由沉降状态，并在静止沉淀结束前进行T2时长的排泥操作；当第二池进水结束后也处于静止状态，并开始为下一池进水。当进水过程再次循环至首池，受进水水流的抬升作用，首池中上部清水层被下部水层托起溢流至沉淀池的滗水槽（集水槽）开始首池的滗水过程，当首池再次进水结束，池中的水将再次处于静止沉淀过程、同时首池的滗水和排泥过程也结束，并开始第二个静沉池的进水和滗水和T2时长的排泥过程，并循环下去，形成周期循环进水和滗水、静止沉淀、排泥的工作过程。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

附图1是本实用新型的结构示意图；

附图2是附图1的俯视图；

图中：1、填料反应池，2、中间水池，3、静止沉淀池，4、沉淀池出水管，1-1、反应池进水穿孔管，1-2、反应池格栅，1-3、反应池球形塑料填料或卵石填料层，1-4、反应池溢流集水堰槽，1-5、反应池出水分配槽及电动开关阀A，1-6、反应池出水分配槽及电动开关阀B， 2-1、中间水池A，2-2、中间水池B，2-3穿孔花板或穿孔花墙，2-4、池底放空管及阀门，3-1、静止沉淀池A，3-2、静止沉淀池B，3-3、排泥支叉管及电动开关阀，3-4、斜管填料层，3-5、滗水槽，4-1、滗水槽出水支管，4-2、出水总管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1：

一种矿井水絮凝-周期循环静止沉淀装置，其组成包括：填料反应池1、中间水池2、静止沉淀池3和沉淀池出水管4，所述的填料反应池、所述的中间水池、所述的静止沉淀池和所述的沉淀池出水管沿纵向长度方向依次布置，所述的填料反应池、中间水池、静止沉淀池和沉淀池出水管为一体结构，所述的填料反应池、所述的中间水池和所述的静止沉淀池之间通过壁板分隔；

所述的填料反应池包括4个反应池进水穿孔管1-1、3个反应池格栅1-2、三层反应池球形塑料填料或卵石填料层1-3、反应池溢流集水堰槽1-4和反应池出水分配槽及电动开关阀A1-5和反应池出水分配槽及电动开关阀B1-6，4个所述的反应池进水穿孔管在填料反应池底板上部沿设备纵向方向且平行于底板布置，且每个反应池进水穿孔管的上部的池体高度方向上按等高距设置三层反应池格栅，每层反应池格栅上部为反应池球形塑料填料或卵石填料层，其中最顶层的反应池球形塑料填料或卵石填料层上部、距离反应池顶200-300mm处设置反应池溢流集水堰槽，垂直并开口于反应池溢流集水堰槽的两条出水槽沿设备纵向布置指向设备出水方向，并在槽口设置穿壁短管的反应池出水分配槽及电动开关阀A和反应池出水分配槽及电动开关阀B；

所述的中间水池的中间位置通过竖直隔板或隔墙将中间水池分隔成两个独立的中间水池A2-1和中间水池B2-2，所述的中间水池A和所述的中间水池B下部的中间水池与沉淀池间隔壁板上距池底约1m处分别水平开孔设置穿孔花板或穿孔花墙2-3，每个所述的中间水池分别与池底放空管及阀门2-4连接；

所述的静止沉淀池由中间的竖直隔板或隔墙分隔成静止沉淀池A3-1和静止沉淀池B3-2，所述的静止沉淀池A和所述的静止沉淀池B沿为设备纵向方向并列布置，每个静止沉淀池的3只排泥支叉管及电动开关阀3-3沿池底板上部水平并列布置且垂直并穿过池外壁开口于外侧池壁，每个静止沉淀池体高度方向上的中部水平布置斜管填料层3-4，同时每个静止沉淀池的池体上部的距池顶200-300mm处沿设备纵向且水平布置滗水槽3-5；

所述的沉淀池出水管包括4个滗水槽出水支管4-1和出水总管4-2，4个所述的滗水槽出水支管穿过静止沉淀池池壁与静止沉淀池的滗水槽连接，另一端与所述的出水总管连接。

实施例2：

请参照图1—2所示，本专利为一种煤矿矿井水悬浮物和微絮体沉降池装置，包括矩形填料反应池1、矩形中间水池2、矩形静止沉淀池3、沉淀池出水管4，沿纵向长度方向依次布置，装置采用一体化结构、池间依靠相邻壁板分隔，水流从进入填料反应池1进入装置后，在水头作用下依次流过矩形中间水池2、矩形静止沉淀池3和沉淀池出水管4。

填料反应池1包括反应池进水穿孔管1-1，以及反应池格栅1-2、反应池球形塑料填料或卵石填料层1-3、反应池溢流集水堰槽1-4、反应池出水分配槽及电动开关阀A1-5和反应池出水分配槽及电动开关阀B1-6。反应池进水穿孔管等四条穿孔管在填料反应池底板上部沿设备纵向方向、平行于底板布置，用于分配加入凝聚剂或絮凝剂的矿井来水；进一步地在反应池进水穿孔管上部、池体高度方向上按等高距设置三层反应池格栅，每层反应池格栅上部为反应池球形塑料填料或卵石填料层，用于进行絮凝反应；进一步地在反应池球形塑料填料或卵石填料层上部、距离反应池顶200-300mm处设置反应池溢流集水堰槽，垂直并开口于反应池溢流集水堰槽的两条出水槽沿设备纵向布置指向设备出水方向，并在槽口设置穿壁短管和反应池出水分配槽及电动开关阀A、反应池出水分配槽及电动开关阀B，通过填料反应池出水分配槽及电动开关阀A和反应池出水分配槽及电动开关阀B的启闭可将絮凝反应后的水单独送入中间水池A和中间水池B。

中间水池2包括中间水池2-1和中间水池2-2、底部穿孔花板或穿孔花墙2-3及池底放空管及阀门2-4。在设备宽度方向上与中间水池中间处设置竖直隔板或隔墙，将中间水池分隔成两个独立的中间水池A和中间水池B；在中间水池A和中间水池B下部、中间水池与沉淀池间隔壁板上、距池底约1m处分别水平开孔设置穿孔花板或穿孔花墙。中间水池A和中间水池B分别接收填料反应池来水，利用水的静压将来水经穿孔花板或穿孔花墙分别送入对应的静止沉淀池。

静止沉淀池包括静止沉淀池A和静止沉淀池B，静止沉淀池A和静止沉淀池B沿为设备纵向方向并列布置、由静止沉淀池中间的竖直隔板或隔墙分隔而成，分别独立通过底部穿孔花板或穿孔花墙与中间水池A和中间水池B相通。静止沉淀池A和静止沉淀池B分别安装有3只排泥支叉管及电动开关阀沿池底板上部水平并列布置、垂直并穿过池外壁开口于外侧池壁，进一步地在池体高度方向上的中部水平布置斜管填料层，进一步地在池体上部、距池顶200-300mm处沿设备纵向、水平布置滗水槽。斜管填料层用于对来自穿孔花板或穿孔花墙的絮凝后的悬浮物沉降分离，分离的清水层滗入滗水槽并在设备纵向尾端穿壁流出设备，沉入池底的悬浮物泥浆经静止沉淀池A和静止沉淀池B的排泥支叉管，排入厂区浓缩池；

沉淀池出水管4包括滗水槽出水支管4-1、出水总管4-2。滗水槽出水支管穿过静止沉淀池壁与滗水槽连接，另一端连接于出水总管，滗水槽出水支管用于滗水槽排水和汇集，出水总管出水送入厂区清水池。

实施例3：

工作原理：

在装置初次运行前，开启反应池出水分配槽及电动开关阀A和反应池出水分配槽及电动开关阀B，关闭排泥支叉管及电动开关阀及池底放空管及阀门，将混入凝聚剂或絮凝剂的矿井来水通过填料反应池的穿孔管布入反应池，进一步地由填料反应池底部依次通过反应池格栅和填料反应层，完成水中悬浮物破稳、凝聚和絮凝，然后进一步地溢流至集水堰槽并经由电动阀、穿孔花板或穿孔花墙分别流入静止沉淀池A和静止沉淀池B，当两个沉淀池中水面上升至滗水槽堰口时，关闭电动阀停止向设备进水，直至两个静止沉淀池斜管以上区域的池水全部澄清。

设备正常前，设定PLC控制程序时间值，静止沉淀池A和静止沉淀池B进水时间值为T1和排泥管排泥支叉管及电动开关阀排泥时间值T2，启动PLC程序控制进入设备自动运行模式。程序控制模式下，首先开启反应池出水分配槽及电动开关阀A，然后开启絮凝剂加药系统和供水水泵，加入絮凝剂的废水依次通过反应池进入中间池A，进一步地通过穿孔花板进入静止沉淀池A，同时受进水抬升作用，A静止沉淀池内清水层内的清水溢流至滗水槽，并进一步经出水支管、出水总管流入厂区清水池；当电动阀运行至T1-T2时刻，程序启动A池排泥管上的排泥阀，进行T2时长的排泥，当T2时长结束，关闭中间水池的反应池出水分配槽及电动开关阀A、排泥阀，同时开启反应池出水分配槽及电动开关阀B，此时静止沉淀池A进入T1时长的静止沉淀期、絮体进行理想沉淀，而静止沉淀池B受程序控制开始进水、清水抬升、滗水、出水的T1时长操作和排泥阀T2时长的排泥操作，以上称为一个循环周期，时间长度为2T1，然后程序重新执行对中间水池A、静止沉淀池A、排泥支叉管及电动开关阀进行操作，同时静止沉淀池B也进入T1时长的静止沉淀，周而复始、周期运行。

实施例4：

对于大型水处理厂，采用两个分体构筑的沉淀池并进行周期循环静止沉淀运行控制，可替代本方案。大型给水处理厂或污水处理，当采用两个或以上沉淀运行时，当两个或以个沉淀的运行方式为依次进水、清水层抬升滗水、进水后期间断排泥、静止沉淀并周期运行时，可替代本方案。

Claims (1)

1.一种矿井水絮凝-周期循环静止沉淀装置，其组成包括：填料反应池、中间水池、静止沉淀池和沉淀池出水管，其特征是：所述的填料反应池、所述的中间水池、所述的静止沉淀池和所述的沉淀池出水管沿纵向长度方向依次布置，所述的填料反应池、中间水池、静止沉淀池和沉淀池出水管为一体结构，所述的填料反应池、所述的中间水池和所述的静止沉淀池之间通过壁板分隔；

所述的填料反应池包括4个反应池进水穿孔管、3个反应池格栅、三层反应池球形塑料填料或卵石填料层、反应池溢流集水堰槽和反应池出水分配槽及电动开关阀A和反应池出水分配槽及电动开关阀B，4个所述的反应池进水穿孔管在填料反应池底板上部沿设备纵向方向且平行于底板布置，每个反应池进水穿孔管的上部，且在池体高度方向上按等高距设置三层反应池格栅，每层反应池格栅上部为反应池球形塑料填料或卵石填料层，其中最顶层的反应池球形塑料填料或卵石填料层上部距离反应池顶200-300mm处设置反应池溢流集水堰槽，垂直并开口于反应池溢流集水堰槽的两条出水槽沿设备纵向布置指向设备出水方向，反应池溢流集水堰槽的槽口设置穿壁短管、反应池出水分配槽及电动开关阀A和反应池出水分配槽及电动开关阀B；

所述的中间水池的中间位置通过竖直隔板或隔墙将中间水池分隔成两个独立的中间水池A和中间水池B，所述的中间水池A和所述的中间水池B下部的中间水池与沉淀池间隔壁板上距池底约1m处分别水平开孔设置花板或穿孔花墙，每个所述的中间水池分别与池底放空管及阀门B连接；

所述的静止沉淀池由中间的竖直隔板或隔墙分隔成静止沉淀池A和静止沉淀池B，所述的静止沉淀池A和所述的静止沉淀池B沿为设备纵向方向并列布置，静止沉淀池A和静止沉淀池B分别安装有3只排泥支叉管及电动开关阀，且排泥支叉管及电动开关阀沿池底板上部水平并列布置且垂直并穿过池外壁开口于外侧池壁，每个静止沉淀池体高度方向上的中部水平布置斜管填料层，同时每个静止沉淀池的池体上部距池顶200-300mm处沿设备纵向且水平布置滗水槽；

所述的沉淀池出水管包括4个滗水槽出水支管和出水总管，4个所述的滗水槽出水支管穿过静止沉淀池池壁与静止沉淀池的滗水槽连接，另一端与所述的出水总管连接。

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