CN222374541U - 一种矿井水除硬除硅固液分离处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种矿井水除硬除硅固液分离处理系统，包括：沿矿井水的处理方向依次连通设置的进水池、第一反应池、第二反应池、浓缩池和管式膜过滤装置；第一反应池上连接有石灰加药装置和镁剂加药装置，第二反应池上连接有碱加药装置，进水池、第一反应池、第二反应池和浓缩池的底部设有曝气装置，曝气装置与外部的曝气风机相连，第一反应池、第二反应池和浓缩池内设有机械搅拌机；管式膜过滤装置的产水口通过出水管连接出水池，出水管上设有管道混合器，管道混合器上连接有酸加药装置；管式膜过滤装置的浓水口通过回流管返回浓缩池。本实用新型可同时实现矿井水的高效除硬、除硅、固液分离，具有出水水质好，运行稳定，占地面积小等优势。

Description

一种矿井水除硬除硅固液分离处理系统

技术领域

本实用新型涉及矿井水处理技术领域，具体涉及一种矿井水除硬除硅固液分离处理系统。

背景技术

煤矿矿井水是指在采煤过程中，所有渗入井下采掘空间的水，矿井水的排放是煤炭工业具有行业特点的污染源之一，量大面广，矿井水的特性取决于成煤的地质环境和煤系地层的矿物化学成分。矿井水流经采煤工作面和巷道时，因受人为活动影响，煤岩粉和一些有机物进入水中，矿井水中普遍含有以煤岩粉为主的悬浮物，以及可溶的无机盐类，有机污染物较少，一般不含有毒物质。因此，对矿井水进行净化处理利用，将产生巨大经济效益和社会效益；煤矿矿井水处理方法根据水质的不同而定。

目前，随着环保日渐严格，钢铁、电力、矿井、化工、印染等行业的零排放的需求越来越大，其RO浓水、树脂再生水、循环冷却水等由于其高钙、镁、硅的含量制约了利用后续RO减量的效率，利用化学加药+管式膜过滤的方式可以一步取代“高密池+砂滤+超滤”，有效解决了后续RO和蒸发器结垢的影响。零排放工艺含有生化、物化、膜浓缩与分盐系统和蒸发结晶系统，零排放工艺中必不可少的预处理就是除硬除硅，从而保证膜浓缩系统的稳定运行，常用的处理工艺有高密度沉淀法及混凝沉淀法等。

混凝沉淀除硬‌是一种水处理技术，主要用于去除水中的硬度成分，主要是钙和镁离子。这种技术通过添加化学药剂（如混凝剂和絮凝剂）到水中，使水中的钙、镁离子与药剂反应形成不溶于水的沉淀物，然后通过沉淀和过滤的过程将这些沉淀物去除，从而达到降低水中硬度的目的。这种方法可以有效减少水垢的形成，改善水质，使其更适合各种用途。

混凝沉淀除硬的技术原理主要包括以下几个步骤：

1. 混凝：向水中加入混凝剂（如铝盐或铁盐），这些混凝剂可以中和水中的电荷，使微小的颗粒和胶体物质通过吸附、架桥等作用形成较大的颗粒。

2. 絮凝：加入絮凝剂（如聚丙烯酰胺等），帮助形成的较大颗粒进一步聚集，形成易于沉淀的絮状物。

3. 沉淀：在重力作用下，絮状物下沉到水底，形成沉淀物。

4. 过滤和排放：通过过滤装置去除沉淀物，处理后的水则可以通过适当的用途。

高效沉淀池是继平流沉淀池，斜板（管）沉淀池和机械加速（脉冲）澄清池之后的一种新型澄清池，它将混凝、絮凝、沉淀和污泥浓缩功能集合于一体。分为混合区、絮凝区、沉淀区及pH调节区。在混合区内设置快速搅拌机，使投加的混凝剂及石灰快速分散，与原水充分混合均匀，形成小的絮体。经过预混凝的原水流至反应池内圆形导流筒底部，原水、回流污泥和助凝剂由导流筒内的搅拌桨由下至上混合均匀，极高的污泥浓度提高了絮凝的效果，形成较大絮凝体后，进入沉淀区快速沉淀和浓缩。在沉淀区设置斜管，剩余的矾花在斜管上滞留，结合成大矾花后落入池底，保证出水水质。出水至pH调节区后进入下一级处理装置。部分浓缩污泥在浓缩区由污泥循环泵送至反应池入口，另一部分做为剩余污泥排至污泥脱水间或进行其他处理。

常规的化学除硬除硅系统一般有如下缺点中的至少一种：

1.占地面积较大；

2.出水悬浮物较高，进入膜系统之前需设置过滤工艺；

3.运行一段时间后，池底易积泥，污泥管道容易堵塞等。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种矿井水除硬除硅固液分离处理系统。

本实用新型公开了一种矿井水除硬除硅固液分离处理系统，包括：沿矿井水的处理方向依次连通设置的进水池、第一反应池、第二反应池、浓缩池和管式膜过滤装置；

所述第一反应池上连接有石灰加药装置和镁剂加药装置，所述第二反应池上连接有碱加药装置，所述进水池、第一反应池、第二反应池和浓缩池的底部设有曝气装置，所述曝气装置与外部的曝气风机相连，所述第一反应池、第二反应池和浓缩池内设有机械搅拌机；

所述管式膜过滤装置的产水口通过出水管连接出水池或下级处理单元（如下级反渗透处理装置），所述出水管上设有管道混合器，所述管道混合器上连接有酸加药装置；在管道混合器内，实现酸液和出水的混合，以对管式膜过滤装置的产水进行酸中和，保证出水呈中性；所述管式膜过滤装置的浓水口通过回流管返回浓缩池。

作为本实用新型的进一步改进，所述进水池与第一反应池之间通过一级提升泵进行水流输送，所述第一反应池与第二反应池之间设有相连通的溢流口，所述第二反应池与浓缩池之间设有相连通的过水洞，所述浓缩池与管式膜过滤装置之间通过二级提升泵进行水流输送。

作为本实用新型的进一步改进，

所述石灰加药装置包括石灰药剂罐，所述石灰药剂罐通过石灰输药管与所述第一反应池的加药口相连，所述石灰输药管上设有阀门且可选择设有输送泵；

所述镁剂加药装置包括镁剂药剂罐，所述镁剂药剂罐通过镁剂输药管与所述第一反应池的加药口相连，所述镁剂输药管上设有阀门且可选择设有输送泵；

所述碱加药装置包括液碱药剂罐，所述液碱药剂罐通过液碱输药管与所述第二反应池的加药口相连，所述液碱输药管上设有阀门且可选择设有输送泵；

所述酸加药装置包括酸药剂罐，所述酸药剂罐通过酸输药管与所述管道混合器的加药口相连，所述酸输药管上设有阀门且可选择设有输送泵。

作为本实用新型的进一步改进，还包括：排泥泵；

所述排泥泵的进口通过排泥管与所述浓缩池的出泥口相连，所述排泥管上还连通有冲洗支管。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型采用管式膜过滤装置，浓缩池内混合液可直接进入管式膜过滤装置，实现固液分离，出水水质好，运行稳定；后端无需增设过滤工艺，出水可直接进入膜浓缩处理系统，占地面积小；

本实用新型在进水池、两级反应池及浓缩池均设有机械搅拌和空气搅拌，保证混合均匀的同时，防止池底沉积污泥，减少后期运营维护工作量；

本实用新型通过不同药剂相互配合，可同时实现除硬、除硅的需求，同时经过管式膜过滤后，悬浮物被有效控制，出水水质稳定；

本实用新型排泥管道设置冲洗系统，避免排泥管道堵塞，影响系统运行。

附图说明

图1为本实用新型公开的矿井水除硬除硅固液分离处理系统的示意图。

符号说明：

1、进水池；2、第一反应池；3、第二反应池；4、浓缩池；5、管式膜过滤装置；6、出水池；7、酸加药装置；8、碱加药装置；9、石灰加药装置；10、镁剂加药装置；11、曝气风机；12、一级提升泵；13、曝气装置；14、机械搅拌机；15、二级提升泵；16、排泥泵。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供一种矿井水除硬除硅固液分离处理系统，其在现有的混凝沉淀除硬处理系统上进行了优化设计；现有混凝沉淀除硬处理系统包括反应池及沉淀池，出水需接过滤工艺后进入膜浓缩处理系统；优化设计体现在本实用新型采用管式膜过滤装置，浓缩池内混合液可直接进入管式膜过滤装置，实现固液分离。此外，本实用新型在进水池、两级反应池及浓缩池均设有机械搅拌和空气搅拌，保证混合均匀的同时，防止池底沉积污泥，减少后期运营维护工作量；本实用新型通过不同药剂相互配合，可同时实现除硬、除硅的需求，同时经过管式膜过滤装置过滤后，悬浮物被有效控制，出水水质稳定，可直接进入反渗透系统，从而缩短回收系统工艺流程，减少投资费用和空间。本实用新型排泥管道设置冲洗系统，避免排泥管道堵塞，影响系统运行。

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细描述：

如图1所示，本实用新型提供一种矿井水除硬除硅固液分离处理系统，包括：进水池1、第一反应池2、第二反应池3、浓缩池4、管式膜过滤装置5、出水池6、酸加药装置7、碱加药装置8、石灰加药装置9、镁剂加药装置10、曝气风机11、一级提升泵12、曝气装置13、机械搅拌机14、二级提升泵15和排泥泵16；其中，

进水池1用于接收待处理的矿井水，进水池1的底部出水口通过一级提升泵12与第一反应池2的进水口相连；进水池1的底部设有曝气装置13，曝气装置13与外部的曝气风机11相连；另外，进水池1内也可选择设置机械搅拌机。其中，进水池1通过曝气装置13的间歇曝气，均质调节进水水质，防止池底沉积污泥。

第一反应池2通过顶部的溢流口与第二反应池3相连通，第二反应池3通过过水洞（图中未示出）与浓缩池4相连通；第一反应池2、第二反应池3和浓缩池4的底部设有曝气装置13，曝气装置13与外部的曝气风机11相连；进一步，进水池1、第一反应池2、第二反应池3和浓缩池4和共用同一曝气风机。第一反应池2、第二反应池3和浓缩池4内设有机械搅拌机14；第一反应池2、第二反应池3和浓缩池4通过机械搅拌和空气搅拌，使药剂与进水充分反应，同时避免长期运行后，池底堆积污泥。第一反应池2上连接有石灰加药装置9和镁剂加药装置10，第二反应池3上连接有碱加药装置8；石灰加药装置9包括石灰药剂罐，石灰药剂罐通过石灰输药管与第一反应池2的加药口相连，石灰输药管上设有阀门且可选择设有输送泵；镁剂加药装置10包括镁剂药剂罐，镁剂药剂罐通过镁剂输药管与第一反应池2的加药口相连，镁剂输药管上设有阀门且可选择设有输送泵；碱加药装置8包括液碱药剂罐，液碱药剂罐通过液碱输药管与第二反应池3的加药口相连，液碱输药管上设有阀门且可选择设有输送泵。本实用新型向第一反应池2投加石灰、镁剂，向第二反应池3投加液碱，以实现不同化学反应，达到除硬、除硅的目的，避免影响其沉淀效果。进一步，浓缩池4采用双池结构，使矿井水在浓缩池4内停留较长时间，使化学反应进行更彻底；浓缩池4设置两个泥斗，利于排泥，浓缩池4内部形成旋流，达到完全混合的状态。

浓缩池4的出水口通过二级提升泵15与管式膜过滤装置5的进水口相连，管式膜过滤装置5的产水口通过出水管连接出水池6或下级处理单元（如下级反渗透处理装置），出水管上设有管道混合器，管道混合器上连接有酸加药装置7，酸加药装置7包括酸药剂罐，酸药剂罐通过酸输药管与管道混合器的加药口相连，酸输药管上设有阀门且可选择设有输送泵。在管道混合器内，实现酸液和出水的混合，以对管式膜过滤装置5的产水进行酸中和，保证出水呈中性；管式膜过滤装置5的浓水口通过回流管返回浓缩池4，以进行循环处理。其中，管式膜过滤装置5为常规的膜过滤装置，其通过膜元件的截留与过滤作用实现固液分离；管式膜出水效果好，一般产水浊度等同于中空纤维超滤膜产水，可直接进入反渗透系统，从而缩短回收系统工艺流程，减少投资费用和空间。

排泥泵16的进口通过排泥管与浓缩池4的出泥口相连，排泥管上还连通有冲洗支管。进一步，浓缩池4内设有用于检测污泥浓度的传感器，传感器与排泥管的阀门或排泥泵16联锁控制；当浓缩池内污泥浓度较高时，可实现自动排泥。同时，为防止污泥管道堵塞影响排泥，可通过冲洗支管对浓缩池4和排泥管进行冲洗。

本实用新型的使用方法，包括：

矿井水首先进入进水池1，然后通过一级提升泵12提升至第一反应池2，第一反应池2的出水进入第二反应池3，在第一反应池2和第二反应池3内通过投加不同药剂，实现除硬、除硅目的，然后第二反应池3的出水进入浓缩池4，再通过二级提升泵15提升至管式膜过滤装置5实现固液分离，浓水回到浓缩池4，产水通过pH调节后进入出水池6，出水可直接进入反渗透系统，浓缩池定期排泥，排泥系统设置冲洗，防止管道堵塞。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种矿井水除硬除硅固液分离处理系统，其特征在于，包括：沿矿井水的处理方向依次连通设置的进水池、第一反应池、第二反应池、浓缩池和管式膜过滤装置；

所述第一反应池上连接有石灰加药装置和镁剂加药装置，所述第二反应池上连接有碱加药装置，所述进水池、第一反应池、第二反应池和浓缩池的底部设有曝气装置，所述曝气装置与外部的曝气风机相连，所述第一反应池、第二反应池和浓缩池内设有机械搅拌机；

所述管式膜过滤装置的产水口通过出水管连接出水池或下级处理单元，所述出水管上设有管道混合器，所述管道混合器上连接有酸加药装置；所述管式膜过滤装置的浓水口通过回流管返回浓缩池。

2.如权利要求1所述的矿井水除硬除硅固液分离处理系统，其特征在于，所述进水池与第一反应池之间通过一级提升泵进行水流输送，所述第一反应池与第二反应池之间设有相连通的溢流口，所述第二反应池与浓缩池之间设有相连通的过水洞，所述浓缩池与管式膜过滤装置之间通过二级提升泵进行水流输送。

3.如权利要求1所述的矿井水除硬除硅固液分离处理系统，其特征在于，

所述石灰加药装置包括石灰药剂罐，所述石灰药剂罐通过石灰输药管与所述第一反应池的加药口相连，所述石灰输药管上设有阀门所述镁剂加药装置包括镁剂药剂罐，所述镁剂药剂罐通过镁剂输药管与所述第一反应池的加药口相连，所述镁剂输药管上设有阀门；

所述碱加药装置包括液碱药剂罐，所述液碱药剂罐通过液碱输药管与所述第二反应池的加药口相连，所述液碱输药管上设有阀门；

所述酸加药装置包括酸药剂罐，所述酸药剂罐通过酸输药管与所述管道混合器的加药口相连，所述酸输药管上设有阀门。

4.如权利要求1所述的矿井水除硬除硅固液分离处理系统，其特征在于，还包括：排泥泵；

所述排泥泵的进口通过排泥管与所述浓缩池的出泥口相连，所述排泥管上还连通有冲洗支管。