煤矿地下水库组合式净水装置及其净水方法与流程

本发明涉及一种煤矿地下水库组合式净水装置及其净水方法，属于水工环保技术领域。

背景技术：

我国矿井污水处理技术起始于上世纪70年代末，大多污水治理工作都只停留在为排放而治理。然而回用才是当今污水治理发展的必然趋势，将防治污染和回用结合起来，既可缓解水源供需矛盾，又可减轻地表水体受到污染。现国内使用的处理技术主要有：沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀过滤等。处理后直接排放的矿井水，通常采用沉淀或混凝沉淀处理技术；处理后作为生产用水或其它用水的，通常采用混凝沉淀过滤处理技术；处理后作为生活用水，过滤后必须再经过除酚等对人体有害物质及消毒处理；有些含悬浮物的矿井水含盐量较高，处理后作为生活饮用水还必须在净化后再经过淡化处理。

公告号为cn101012091a公开了一种废弃矿井积水的处理方法，尤其适用于含悬浮物、铁、油、酸性、高矿化度的矿井水治理。本方法先将矿井水经抽水泵提升至地面，经过药物池，投放定量氧化剂、中和剂和絮凝剂后，再注入井下巷道，在井下特制平流沉淀池中发生絮凝、沉淀和中和反应，实现除油、铁、酸的目的。矿水流出主巷道后，被重新抽至地面，部分补充药剂继续参加下一级循环进一步改善水质，部分经过过滤、电渗析、消毒后用于不同用途供水，最终实现矿水从农业用水，到工业用水，最后到生活用水的逐级过渡。本方法投资成本低，占用土地面积小，设施简便，应用范围广，实现了环境效益、社会效益和经济效益的最佳统一。

又一公告号为cn101975087a涉及矿井水综合处理利用技术，包括采空区温水热交换利用、井下奥灰疏放钻孔水作为井下防尘用水利用、岩浆岩疏放钻孔水作为生活用水利用及井下污水处理后利用。解决了大量矿井的处理难题，避免污染了环境，节约宝贵的水资源。

上述两种都是采用药物处理，处理速度慢，同时地下处理施工难度大，成本高，施工周期长，维护比较困难。

技术实现要素：

本发明克服了现有技术存在的问题，提出了煤矿地下水库组合式净水装置及其净水方法，该装置不需要在矿井下施工，灵活自如，采用的是机械处理不会造成二次污染，成本低。

本发明的具体技术方案如下：

煤矿地下水库组合式净水装置，包括平台基座，所述平台基座上设有导轨台面，滑槽布设在所述导轨台面上，其特征在于，过滤装置一、过滤装置二和过滤装置三通过底部的滑轮活动安装在所述滑槽上，所述过滤装置一和过滤装置二、过滤装置二和过滤装置三或过滤装置一和过滤装置三之间均对接装置连接；

所述过滤装置一包括罐体一，所述罐体一的顶部连接有进水管、底部设有废料排管；喷淋曝气装置布设在罐体一的进料口，其与布设在罐体一外侧的小型空气压缩机之间连接输气管道；所述罐体一内设置有电机带动旋转的转轴，所述转轴的顶部安装有隔层，转轴的下部为圆弧形螺旋滑面结构，隔层下方罐体一壁面上开所有与新滤料储存箱连通的进料口，新滤料储存箱安装在罐体一的外壁面上；所述圆弧形螺旋滑面结构的下方设有与废料排管连接的废料出口；废料排管的出料处安装有堵头，废料排管的末端还安装有分支排水管与罐体一的出水口连接；

所述过滤装置二包括在罐体二，所述罐体二内从上到下布设有锰砂滤料层、活性炭滤料层；所述过滤装置三包括阶梯型壳体，所述阶梯型壳体的进料口安装有转轮式检测装置，紫外线消毒灯箱均布安装在转轮式检测装置的出水口，所述紫外线消毒灯箱的出料口安装有活页挡板，所述紫外线消毒灯箱的下方设有自然水排水箱和农业灌溉用水排水箱。

优先地，所述罐体一的壁面上还均布设置有进气孔，所述进气孔的进气口还安装有调节片。所述农业灌溉用水排水箱上还安装有臭氧发生器；所述对接装置包括连接过滤装置一、过滤装置二或过滤装置三的螺旋对接管，对接螺纹管通过螺旋旋入对接管之间将各过滤装置连接，所述对接螺纹管上设有调节手块。

基于上述装置，本发明还提供一种煤矿地下水库组合式净水方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）将过滤装置一、过滤装置二和过滤装置三活动安装在所述滑槽上，同时将过滤装置一和过滤装置二、过滤装置二和过滤装置三之间的出水口和进水口连接述对接装置使过滤装置一、过滤装置二和过滤装置三连通；通过移动平台控制枢纽启动设备进行调试，确定设备运行正常；

2）将通过抽水泵带动的抽水管道一端连接煤矿的煤矿地下水库，另一端与过滤装置一的进水管连接，抽水泵启动开始向过滤装置一输送废水；

3）废水进入过滤装置一后通过喷淋曝气装置喷淋进入，废水进入的方式由柱体分散，扩大接触面积，从而和进气孔进入的空气中的氧搅拌混合，同时小型空气压缩机不断对罐体一内输送空气，利用空气中的氧将二氧化铁氧化成三价铁使之析出，去除废水中的铁；废水通过隔层下方的活性炭滤料层时废水中的污染物被吸附，之后自动落到过滤装置一的出水口；

转轴在电机的带动下定期旋转带动下，使活性炭滤料通过废料出口排出，同时新滤料储存箱通过进料口输送新的活性炭滤料；这个装置具备自动更新滤料功能；

4）通过过滤装置一处理之后的废水通过对接装置进入过滤装置二依次进行通过锰砂滤料层、活性炭滤料层进行过滤，过滤层可以根据处理废水的检测情况进行灵活更换，同时根据废水排出的达标要求可以不使用过滤装置二而直接送入过滤装置三进行处理；

5）废水经过过滤装置二进入过滤装置三之后，首先通过转轮式检测装置，通过转轮式检测装置旋转速度的快慢检测水流的大小，通过检测到的水流的大小，移动平台控制枢纽控制紫外线消毒灯箱打开数量的多少对过滤之后的废水进行杀菌消毒；同时根据使用要求的不同通过人工调节紫外线消毒灯箱的出料口的活页挡板开启和关闭确定废水的出口，若通过自然水排水箱排出，则废水通过紫外线消毒灯箱杀毒之后通过自然水排水箱直接排出；若通过农业灌溉用水排水箱，则废水通过紫外线消毒灯箱杀毒之后在通过臭氧发生器进行臭氧对废水进行杀菌之后排出。

本发明的有益效果：该装置不需要在矿井下施工，灵活自如，采用的是机械处理不会造成二次污染，成本低，施工简单，适合推广使用。

附图说明

图1为本发明煤矿地下水库组合式净水装置的结构示意图；

图2为煤矿地下水库组合式净水装置拆解的结构示意图；

图3为过滤装置一的结构示意图；

图4为过滤装置一拆解的结构示意图；

图5为过滤装置三拆解的结构示意图；

图6为滑槽的结构示意图；

图7为活页挡板的结构示意图；

图8为对接装置的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图所示，煤矿地下水库组合式净水装置，包括平台基座1，所述平台基座1上设有导轨台面3，滑槽27布设在所述导轨台面3上，过滤装置一100、过滤装置二200和过滤装置三300通过底部的滑轮活动安装在所述滑槽27上，过滤装置一100、过滤装置二200和过滤装置三300可以在滑槽27上面移动，也可以根据处理要求组合使用，如：过滤装置一100、过滤装置二200和过滤装置三300连接同时使用、过滤装置一100和过滤装置三300连接使用，灵活自如。

所述过滤装置一100和过滤装置二200、过滤装置二200和过滤装置三300或过滤装置一100和过滤装置三300之间均对接装置40连接。所述对接装置40包括连接过滤装置一100、过滤装置二200或过滤装置三300的螺旋对接管30，对接螺纹管31通过螺旋旋入对接管30之间将各过滤装置连接，所述对接螺纹管31上设有调节手块8，在连接过程中，对接管30连接各过滤装置出水口和进水口，调节手块8带动对接螺纹管31旋转与对接管30对接从而实现各过滤装置的连接。

过滤装置一100包括罐体一101，所述罐体一101的顶部连接有进水管5、底部设有废料排管2和出水口；喷淋曝气装置布设在罐体一101的进料口，其与布设在罐体一101外侧的小型空气压缩机16之间连接输气管道；所述罐体一101内设置有电机带动旋转的转轴22，所述转轴22的顶部安装有隔层，转轴22的下部为圆弧形螺旋滑面结构20，隔层下方罐体一101壁面上开所有与新滤料储存箱18连通的进料口23，新滤料储存箱18安装在罐体一101的外壁面上。

圆弧形螺旋滑面结构20的下方设有与废料排管2连接的废料出口21，废料出口21为带孔出口可以将滤料颗粒漏出，圆弧形螺旋滑面结构20的底部与废料出口21处于同一水平位置，这样在圆弧形螺旋滑面结构20旋转时可以不断的对废料出口21进行刮铲，防止废料出口21被堵住。废料排管2的出料处安装有堵头（图中未示出），堵头将滤进来的废水挡住，同时使滤料集中的堵头处定期打开清理，废料排管2的末段还安装有分支排水管（图中未示出）与罐体一101的出水口连接，堵头处过滤之后沉积的废水通过分支排水管进入罐体一101的出水口，再通过进入对接装置40进入下一个罐体。罐体一101的壁面上还均布设置有进气孔7，所述进气孔7的进气口还安装有调节片17，调节片17可以调节进气孔7打开数量的多少，从而控制空气排入量。

过滤装置二200包括在罐体二201，所述罐体二201内从上到下布设有锰砂滤料层10、活性炭滤料层11；所述过滤装置三300包括阶梯型壳体301，所述阶梯型壳体301的进料口安装有转轮式检测装置12，紫外线消毒灯箱13均布安装在转轮式检测装置12的出水口，所述紫外线消毒灯箱13的出料口安装有活页挡板28，所述紫外线消毒灯箱13的下方设有自然水排水箱14和农业灌溉用水排水箱15，所述农业灌溉用水排水箱15上还安装有臭氧发生器24。

基于上述装置，本发明还提供一种煤矿地下水库组合式净水方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）将过滤装置一100、过滤装置二200和过滤装置三300活动安装在所述滑槽27上，同时将过滤装置一100和过滤装置二200、过滤装置二200和过滤装置三300之间的出水口和进水口连接述对接装置40使过滤装置一100、过滤装置二200和过滤装置三300连通；通过移动平台控制枢纽4启动设备进行调试，确定设备运行正常；

2）将通过抽水泵带动的抽水管道一端连接煤矿的煤矿地下水库，另一端与过滤装置一100的进水管5连接，抽水泵启动开始向过滤装置一100输送废水；

3）废水进入过滤装置一100后通过喷淋曝气装置喷淋进入，废水进入的方式由柱体分散，扩大接触面积，从而和进气孔7进入的空气中的氧搅拌混合，同时小型空气压缩机16不断对罐体一101内输送空气，利用空气中的氧将二氧化铁氧化成三价铁使之析出，去除废水中的铁；废水通过隔层下方的活性炭滤料层时废水中的污染物被吸附，之后自动落到过滤装置一100的出水口；

转轴22在电机的带动下定期，如1周时间，旋转带动下，使活性炭滤料通过废料出口21排出，同时新滤料储存箱18通过进料口23输送新的活性炭滤料；这个装置具备自动更新滤料功能；

4）通过过滤装置一100处理之后的废水通过对接装置40进入过滤装置二200依次进行通过锰砂滤料层10、活性炭滤料层11进行过滤，过滤层可以根据处理废水的检测情况进行灵活更换，同时根据废水排出的达标要求可以不使用过滤装置二200而直接送入过滤装置三300进行处理；

5）废水经过过滤装置二200进入过滤装置三300之后，首先通过转轮式检测装置12，通过转轮式检测装置12旋转速度的快慢检测水流的大小，通过检测到的水流的大小，移动平台控制枢纽4控制紫外线消毒灯箱13打开数量的多少对过滤之后的废水进行杀菌消毒；同时根据使用要求的不同通过人工调节紫外线消毒灯箱13的出料口的活页挡板28开启和关闭确定废水的出口，若通过自然水排水箱14排出，则废水通过紫外线消毒灯箱13杀毒之后通过自然水排水箱14直接排出；若通过农业灌溉用水排水箱15，则废水通过紫外线消毒灯箱13杀毒之后在通过臭氧发生器24进行臭氧对废水进行杀菌之后排出。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。