一体化矿井水净化系统的制作方法

本实用新型属于污水处理技术领域，具体涉及一种一体化矿井水净化系统。

背景技术：

矿井水作为一种宝贵的水资源，对其进行处理并回收利用，有很好的经济效益、环境效益和社会效益。

在现有技术中，首先对矿井水进行净化处理，再对净化后的水进行软化处理，其中，水质软化的方法有离子交换法、电渗析法、反渗析法。

然而现有技术对矿井水的处理流程复杂，能耗高，并且处理成本均较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是解决上述问题，提供一种构造合理、能耗低的一体化矿井水净化系统。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种一体化矿井水净化系统，包括由前向后依次连通的管道混合器、网格反应絮凝池、高密度逆向沉淀池、无阀滤池以及清水池；

所述管道混合器包括两端分别设有进水口和出水口的管道本体，以及固定于所述管道本体内表面上的若干个无轴螺旋紊流片，相邻两个无轴螺旋紊流片的螺旋方向相反，所述管道本体壁上还设有加药管。

优选地，所述矿井水净化系统还包括絮凝剂投加装置，絮凝剂投加装置与加药管相连接。

优选地，所述矿井水净化系统还包括消毒设备，所述消毒设备设置于无阀滤池和清水池之间。

优选地，无阀滤池内设有多层滤料层，滤料层包括从上至下为活性炭层、无烟煤层、石英砂层，滤料层下设有承托层，所述活性炭层填充的活性炭粒径为2～4mm，无烟煤层填充的无烟煤粒径为1～2mm，石英砂层填充的石英砂粒径为1～2mm。

优选地，所述无阀滤池内还设置气洗系统，自动采用气水反冲洗。

本实用新型提供的一体化矿井水净化系统具有以下有益效果：

(1)、采用水力混合与水力絮凝相结合，节约能耗，水力混合和水力絮凝完全是利用流体力学的原理实现混合、反应和絮凝，未采用机械混合和机械搅拌反应，节约了电能的消耗。。

(2)、十分节能，具有较小的进水能耗和节约冲洗水量：该系统管道混合器内部为无轴螺旋结构，未设挡流板和导流板，使进水水头损失降低。设备中采用了气水同时反洗，能节约反洗水量20～30％。

(3)、高效，混凝澄清和过滤净水效果显著滤层冲洗快速干净。

(4)、采用逆向配水方式，容积利用率更高，占地面积更小。

(5)、构造合理，混凝澄清和过滤工艺巧妙地立体有机组合一体。

(6)、运行管理方便，一体化矿井水净化系统运行为自动程序操作或手动，管理更方便。

附图说明

图1是本实用新型一体化矿井水净化系统示意图；

图2是本实用新型中管道混合器的结构示意图。

附图标记说明：1、管道本体；2、进水口；3、出水口；4、无轴螺旋紊流片；5、加药管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明：

如图1所示，本实用新型的一种一体化矿井水净化系统，包括由前向后依次连通的管道混合器、网格反应絮凝池、高密度逆向沉淀池、无阀滤池以及清水池；

如图2所示，管道混合器，包括管道本体1，管道本体1的两端分别设有进水口2和出水口3。管道本体1的内表面上还固定设有若干个无轴螺旋紊流片4，相邻两个无轴螺旋紊流片4的螺旋方向相反。管道本体1壁上还设有加药管5。

在本实施例中，管道本体1整体形状为圆柱形，进水口2与管道本体1的连接处，为斜面切线与水平方向呈45°夹角的圆锥状。出水口3与管道本体1的连接处，与进水口2 的连接处为镜面对称的设置。上述进水口2/出水口3的连接处呈圆锥状，有助于水流的进/ 出。无轴螺旋紊流片4的数量为两个，两个无轴螺旋紊流片4的螺旋方向相反。加药管5 位于两个无轴螺旋紊流片4之间。加药管5的下端略超过管道本体1的水平中轴线。

值得说明的是，无轴螺旋紊流片4的数量没有特殊的任何限制，可以根据实际情况进行相应的设定。此外，管道本体的形状以及加药管的位置也不限于本实施例，可进行相应的改善。该混合管道器内部为无轴螺旋结构，未设挡流板和导流板，使进水水头损失降低，进水能耗小。同时无轴螺旋紊流片螺旋方向相反，能进一步加强水药混合的效果。该管道混合器相对现有技术，整体结构简单，构思巧妙，具有较高的水药混合效率。

该工艺使用的设备还包括絮凝剂投加装置和消毒设备，絮凝剂投加装置与加药管5相连接，消毒设备设置于无阀滤池和清水池之间。网格反应絮凝池包括若干个网格絮凝池单元，每个网格絮凝池单元均采用侧向旋流进水方式。无阀滤池内设有多层滤料层，滤料层包括从上至下为活性炭层、无烟煤层、石英砂层，滤料层下设有承托层，活性炭层填充的活性炭粒径为2～4mm，无烟煤层填充的无烟煤粒径为1～2mm，石英砂层填充的石英砂粒径为1～2mm。本实施例中，滤料层总高度为1.2m，活性炭高度为400mm，无烟煤高度为400mm，石英砂层高度为400mm。承托层高度为300mm，承托层采用本领域常规填料填充即可，没有特殊限制，比如常规比例的鹅卵石等。过滤速度8m/h。无阀滤池内还设置气洗系统，自动采用气水反冲洗。复合絮凝剂由硅酸盐基絮凝剂和阴离子型PAM复配而成。步骤S3中，净化水A经配水花墙自流进入高密度逆向沉淀池，高密度逆向沉淀池采用下异向流流态，即下面进水上面出水方式。

以下对本实用新型一体化矿井水净化系统的具体工艺流程做进一步的说明，以进一步展示本实用新型的优点和原理：

矿井废水进入管道混合器，首先与管道混合器加药口加入的复合絮凝剂接触，在管道混合器内充分混合。管道混合器内部采用无轴螺旋紊流片结构，这种结构既能使水形成充分的紊流完全混合，又比传统管道混合器水头损失小。停留时间5～8秒，流速0.7～1.0m/h。

经过管道混合器混合后自流进入网格反应絮凝池，在网格反应絮凝池网格和涡流的作用下，使矿井废水与絮凝剂充分反应，在硅酸盐基作用下压缩颗粒的双电层结构，使ζ电位降低颗粒脱稳，在范德华作用力的作用下，形成比较大的颗粒团，在高分子空间结构的作用下，吸附颗粒团，形成更大更密实的便于沉淀的颗粒物。网格反应絮凝池的每个网格絮凝池单元都采用侧向旋流进水，池拐角采用弧形结构，在旋流水力和弧形结构倒流的作用下，形成涡流上升或下降的涡流体与网络接触，使水的紊流度更好，颗粒与颗粒间接触的几率更大，使絮凝反应池容积利用率更高。停留时间8～15分钟，流速0.1～0.15m/h。该工序主要去除泥沙，悬浮物和重金属离子。

经过充分反应的混合物通过配水花墙自流进入高密度逆向沉淀池，高密度逆向沉淀池采用下异向流流态，下面进水上面出水，内设斜管，斜管采用玻璃钢斜管，强度比较强，不易堵塞和变形，高密度反应器斜管上下设置高压冲洗系统，用于定期冲洗斜管，提高斜管通水能力。该工序主要去除水中悬浮物。

经过高密度沉淀池处理后的矿井废水，自流进入无阀滤池，无阀滤池采用多层滤料过滤系统，无阀滤池设置气洗系统，自动采用气水反冲洗，过滤速度8m/h，经过滤出水经过消毒设备进入清水池。该工序主要去除微小悬浮物和微生物。

上述工序中网格反应絮凝池、高密度逆向沉淀池、无阀滤池生成/滤除的沉淀物、悬浮物所形成的污泥物质均排出各个池体，成为尾矿堆进行回收再利用。

综上所述，本实用新型提供的一体化矿井水净化系统，采用水力混合与水力絮凝相结合，节约能耗，水力混合和水力絮凝完全是利用流体力学的原理实现混合、反应和絮凝，未采用机械混合和机械搅拌反应，节约了电能的消耗；十分节能，具有较小的进水能耗和节约冲洗水量：该系统管道混合器内部为无轴螺旋结构，未设挡流板和导流板，使进水水头损失降低。工艺中采用了气水同时反洗，能节约反洗水量20～30％；高效，混凝澄清和过滤净水效果显著滤层冲洗快速干净；采用逆向配水方式，容积利用率更高，占地面积更小；构造合理，混凝澄清和过滤工艺巧妙地立体有机组合一体；采用高效改性的斜管材料，排泥更彻底，防堵塞；运行管理方便，工艺所采用的一体化矿井水净化设备运行为自动程序操作或手动，管理更方便。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。