一种煤矿矿井水井下净化处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种水处理技术，具体涉及一种矿井水的井下净化处理装置，属于环 境保护技术领域。
【背景技术】
[0002] 煤矿井下矿井水废水主要是由巷道揭露和采空区塌陷波及地下水源所致，其来源 主要是大气降水、地表水、断层水、含水层水、采空区水等。煤矿井下矿井水由于冲刷煤层、 并受井下采煤设备的液压油、润滑油泄露等的影响而产生含油矿井废水。因此，矿井水的水 质特点是：悬浮物含量高，浊度高；悬浮物粒度小、密度小、沉降性能较差；混凝效果差，混 凝过程中难以形成矾花，一般需要投加混凝剂和助凝剂来改善废水的沉降性能；含有较高 的乳化油、溶解油类物质。
[0003] 现有的煤矿矿井水处理工艺流程一般为：矿井水--调节池--提升栗--混凝沉 淀反应沉淀池--过滤--消毒--达标排放，其中所述的达标是指达到国家污水综合排放标 准。若需要使矿井水达到回用或饮用水用途，还需要对矿井水进行进一步脱除有机污染物、 除盐等深度处理。目前常用的深度处理工艺包括超滤、纳滤和反渗透等技术。
[0004] 目前，对于煤矿矿井水处理的主要问题是矿井水的预处理部分，主要是在混凝沉 淀反应单元，一般采用斜板（或斜管）沉淀池的形式。但由于矿井水中的悬浮物浓度较高， 斜板（或斜管）填料经常出现被积聚的悬浮物压垮的情况，严重影响深度处理系统的运行 效果和处理效率。另外，煤矿矿井水中一般含有较高的乳化油、溶解油类物质。而现有矿井 水处理技术的除油效果极其有限。甚至现有矿井水处理系统无除油措施；而且现有斜板沉 淀池填料易被堆积的悬浮物压垮，提升费用较高、占地面积较大等问题。煤矿矿井水的处理 与利用的常规方法往往是将井下矿井水提升至地面进行处理后，部分在地面利用或外排， 部分再返回到井下利用，存在的主要问题除提升费用较高，需要较大的占地面积，还存在施 工难度和工程量大、相应管路铺设费用高等缺点。
[0005] 针对矿井水处理的上述问题，中国矿业大学（北京）何绪文、张先等发明了一种矿 井水井下处理系统（发明名称：矿井水井下处理系统；授权公告号：CN101177324B)，该矿井 水井下处理系统布置在井下，包括沉淀系统、过滤系统、阻垢系统、供水系统，矿井水首先经 过沉淀系统沉淀，再经过滤系统过滤，后经阻垢系统阻垢后，得到可以回用的清水。所述沉 淀系统包括沉淀池，沉淀池包括平流区和斜板区，矿井水依次过平流区和斜板区进行沉淀。 所述过滤系统包括初级过滤器、精过滤器，精过滤器为双滤料精过滤器，其内部设有果壳滤 料和陶粒滤料两种滤料。阻垢系统的阻垢仪为电子型或永磁型的阻垢装置。还包括反冲洗 装置，用于对过滤系统进行清洗。虽然该处理系统适用于煤矿矿井水的井下处理，但是该处 理系统仅适用于对煤矿高悬浮物、含铁锰矿井水的处理效果明显，对于通常的悬浮物含量 高并且乳化油、溶解油类物质含量高的矿井水的仍然存在没有除油措施的处理缺陷，而且 该系统还存在流程冗长、一次性投资费用高等缺点。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是针对现有含油、含悬浮物浓度高的煤矿矿井水的净化处理中存在 的技术问题，提供一种煤矿矿井水井下净化处理的装置和处理方法。本发明的净化处理装 置，结构简单、成本低，布置在井下避免了地面处理时占地面积大、污染环境、需要铺设长距 离管路等缺陷；而且本发明方法在井下净化矿井水不仅对矿井水中的悬浮物进行脱出还 对矿井水中的油污进行脱出，净化处理效果显著，除油降浊效率高，油污和悬浮物的去除率 尚。
[0007] 为了实现本发明的目的，本发明一方面提供一种煤矿矿井水井下净化处理方法， 包括对矿井水在井下进行油水分离处理，去除矿井水中油污。
[0008] 其中，采用除油填料对矿井水在井下进水所述的油水分离处理。
[0009] 特别是，所述除油填料是由多个除油单元彼此连接而成除油填料亚层，然后由至 少2层除油填料亚层竖向依次叠合排列而成，相邻两个除油填料亚层之间的间距为3-7cm， 优选为5cm。
[0010] 尤其是，所述除油填料的高度为30-100cm，优选为30-60cm，进一步优选为50cm。
[0011] 特别是，所述除油填料的材质选择聚丙烯（PP)、聚氯乙烯（PVC)、玻璃钢（FRP)或 PC/ABS合成塑料，优选为PC/ABS合成塑料。
[0012] 本发明另一方面提供一种矿井水井下净化处理方法，采用矿井水井下净化处理设 备依次对矿井水进行沉淀处理，使矿井水中的悬浮物与水流发生固液分离，去除悬浮物；对 矿井水进行除油处理，使矿井水中的油污与水流发生油水分离，去除油污。
[0013] 其中，所述沉淀处理、除油处理过程中矿井水的流速为0. 8-1. 5m/s，优选为lm/s。
[0014] 特别是，所述矿井水井下净化处理设备包括水池、进水管、除泥-除油装置、出水 管和排泥装置，其中，水池内设置两块竖向隔板，将水池分割成进水区、除泥-除油区、出水 区，所述除泥-除油装置设置在除泥-除油区内。
[0015] 其中，进水区与水池的容积之比为0.05-0. 2 :1 ;除泥-除油区与水池的容积之比 为0. 6-0. 9 :1 ;出水区与水池的容积之比为0. 05-0. 2 :1，即进水区的容积：除泥-除油区的 容积：出水区的容积为〇· 05-0. 2 :0· 6-0. 9 :0· 05-0. 2。
[0016] 特别是，所述水池为长方体型或正方体型。
[0017] 尤其是，所述水池的深度彡150cm。
[0018] 特别是，所述除泥-除油区用于矿井水的固液分离、油水分离；所述出水区用于储 存或暂时存放净化后的矿井水。
[0019] 其中，所述位于进水区与除泥-除油区之间的第一隔板的顶部与水池的上沿平 齐，下端距离水池底部一定距离。
[0020] 特别是，所述第一隔板的下端距离水池底部的高度为30-50cm，优选为40cm。
[0021] 尤其是，所述第一隔板的上部开设有水流通道，使得进水区与除泥-除油区在上 部相互连通。
[0022] 特别是，所述水流通道的孔径为l-3cm，优选为2cm。
[0023] 其中，所述位于出水区与除泥-除油区之间的第二隔板的顶部低于水池的上沿， 其下部延伸至水池底部，将除泥-除油区与出水区的下部分割成两个相对独立的部分。
[0024] 特别是，所述第二隔板的上端距离水池顶部的高度为10-30cm，优选为20cm。
[0025] 尤其是，所述第二隔板的上部上开设有水流通道，使得出水区与除泥-除油区在 上部相互连通。
[0026] 特别是，所述水流通道的孔径为l-3cm，优选为2cm。
[0027] 特别是，所述第一隔板、第二隔板分别与水池的内壁固定连接。
[0028] 其中，所述除泥-除油装置包括自下而上排列的沉降悬浮物的斜板沉淀填料层、 油水分离的除油填料层、收集油污的集油管，所述斜板沉淀填料层形成斜板沉淀区，除油填 料层形成除油区，所述集油管设置在水池的上部。
[0029] 特别是，斜板沉淀填料层的高度为30-lOOcm，优选为30-60cm，进一步优选 为50cm;斜板沉淀填料层的倾斜角度为45-65°，优选为60° ;除油填料层的高度为 30_100cm，优选为30_60cm，进一步优选为50cm。
[0030] 尤其是，所述斜板沉淀填料、除油填料的材质选择聚丙烯（PP)、聚氯乙烯（PVC)、 玻璃钢（FRP)或PC/ABS合成塑料，优选为PC/ABS合成塑料。
[0031] 其中，所述斜板沉淀填料层与所述除油填料层彼此分离，间隔30-50cm，优选为 40cm〇
[0032] 特别是，所述斜板沉淀填料层与所述除油填料层之间的间隔距离与水池的深度之 比为1 :4-6,优选为1 :5。
[0033] 其中，所述斜板沉淀填料层设置在距离水池底部30-50cm处，优选为40cm，即斜板 沉淀填料层距离水池底部的高度为30-50cm，优选为40cm。
[0034] 特别是，所述斜板沉淀填料层距离水池底部的高度与水池深度之比为1 :4-6,优 选为1 :5。
[0035] 特别是，所述第一隔板的下端与所述斜板沉淀填料层的底部相齐平或者延伸至所 述斜板沉淀填料层的底部以下。
[0036] 尤其是，所述第一隔板的下端距离水池底部的高度为30-50cm，优选为40cm。
[0037] 特别是，所述第一隔板上部与所述除油填料层相对应的位置设有水流通道，使得 进水区与除泥-除油区在上部相互连通。
[0038] 其中，所述除油填料层距离水池顶部的高度彡10-30cm，优选为彡20cm，即除油填 料层距离水池顶部的高度至少为10-30cm。
[0039] 特别是，第二隔板的顶端高于所述除油填料层顶部的高度为20-40cm，优选为 30cm〇
[0040] 其中，所述除油填料层由至少