一种煤矿矿井水井下净化处理方法_3

文档序号:9341123阅读:来源:国知局
;33、集油管;34、布水 区;35、缓冲区;36、油污汇集区;4、出水管;5、排泥装置;51、污泥斗;52、排泥管;6、放空 管;7、除油填料亚层;8、除油单兀;81、下底面;82、上底面;83、通孔;84、底部边沿;9、水流 通道。
【具体实施方式】
[0099] 下面结合具体实施例来进一步描述本发明,本发明的优点和特点将会随着描述而 更为清楚。但这些实施例仅是范例性的,并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术 人员应该理解的是,在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式 进行修改或替换,但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
[0100] 如图1-5所示,本发明的矿井水井下处理设备包括水池1、进水管2、除泥-除油 装置3、出水管4和排泥装置5,其中,水池为长方形或正方形,水池内设置竖向隔板11、12, 将水池分割成进水区13、除泥-除油区14、出水区15,所述除泥-除油装置3设置在除 泥-除油区内。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。
[0101] 本发明实施例中以长方体型水池为例进行说明,水池深度多150cm。
[0102] 隔离进水区与除泥-除油区的第一隔板11的顶部与水池的上沿平齐,下端距离 水池底部一定距离,即与水池的底部留有空隙,使得矿井水从除泥-除油区的底部流入除 泥-除油区。第一隔板11的下端距离水池底部的高度为30-50cm。
[0103] 将出水区与除泥-除油区相隔离的第二隔板12的顶部低于水池的上沿,其顶部距 离水池上沿的高度为10-30cm,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。而第二隔板12的上部与除泥-除油区的上部通过水流通道相 互连通(参见附图8),使得除泥-除油后的矿井水顺利流入出水区,然后排出矿井水井下净 化设备。
[0104] 第一隔板11、第二隔板12与水池内壁固定连接,本发明实施例中采用焊接方式 连接成一体,其他任何现有已知的固定连接方式均适用本发明的隔板与水池内壁的固体连 接。
[0105] 进水管2设置在水池的进水区一侧的池壁上,将矿井水导入水池,进水管的位于 水池内部的一端伸入到水池的底部,使得水流在除泥-除油区始终是由下向上的浮动;进 水管位于水池外部的另一端可以设置在水池的上部也可以设置在水池的下部。
[0106] 除泥-除油装置3包括自下而上排列的沉降悬浮物的斜板沉淀填料层31、油水 分离的除油填料层32、收集油污的集油管33,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
[0107] 集油管设置在水池靠近出水区的一侧,位于第二隔板的顶部,水流由除泥-除油 区向出水区流动,集油管设在隔离除泥-除油区与出水区的第二隔板的顶部,在水流作用 以及集油管的截留作用将上浮水池上部的油污撇留后收集、排出水池;处理后出水溢流至 出水区。
[0108] 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-lOOcm,优选为 30_60cm,进一步优选为50cm。
[0109] 斜板沉淀填料层由PC/ABS合成塑料制成的斜板填料组成。在斜板沉淀填料层内, 矿井水中的悬浮物(SS)经斜板碰撞后聚集增大,下沉,在重力作用下沉入排泥装置后排 出。
[0110] 本发明采用PC/ABS合成塑料作为斜板填料可有效避免由于矿井水中悬浮物质 (SS)浓度高,常规斜板填料容易压垮的缺点。在斜板沉淀区,废水中的悬浮固体基本上全部 被截留去除。矿井水经斜板沉淀区实现固液分离。
[0111] 本发明的斜板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。PC/ABS合成塑料购自上海拜耳塑料有限公司,产 品型号:FR3002。本领域已知任何斜板沉淀材料均适用于本发明。
[0112] 如图1,除油填料层的顶端低于第二隔板的顶端,第二隔板的顶端高于除油填料层 顶部的高度为20-40cm,优选为30cm。
[0113] 如图1、3、4、5,本发明的除油填料层32由至少2个除油填料亚层7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,除油填料层的高度为 30-100cm〇
[0114] 除油填料亚层由多个除油单元8彼此连接成片,除油单元四方连接成片,形成除 油填料亚层。相邻两层除油填料亚层的除油单元彼此上下竖向叠合,相邻两个除油单元之 间的间距h为3-7cm。
[0115] 每个除油单元为圆台型或正棱台型,且其下底面为开放式,上底面和侧面由除油 材料围成,形成除油单元。除油单元的上底面上开设有供液流通过的通孔(本发明中称为 液孔)83 (通孔可以是圆孔,也可以是其他任何形状的孔洞,只要水流可以通过即可),以便 从下底面流入除油填料层的污水从除油单元上底面的圆孔中流出,形成矿井水收缩流入类 似于喇叭口内,过水断面不断变化,过水断面由宽变窄,水流由扩散到收缩,再扩散,再收缩 反复变化的状态。多层除油填料亚层叠合后形成除油填料层,进入除油区的水流在除油填 料层中由扩散到收缩,再扩散再收缩的交替紊流状态,增大矿井水中油滴之间碰撞几率,使 小油珠逐渐变大,加快了油滴的上浮速率和聚集。
[0116] 相邻两个正棱台型除油单元的下底面的一条边彼此连接在一起,四方连续,如图 2、3、5,形成除油填料亚层,多层除油填料亚层竖向依次叠合,形成除油填料。相邻两层除油 填料亚层间的间距为3-7cm,优选为5cm,即相互叠合的两层除油填料亚层的相互叠合的除 油单元的上底面之间的距离为3-7cm,优选为5cm。
[0117] 除油单元为圆台型时,其下底面的外圆周具有向外侧平行伸出的整体呈正多边形 的边沿,如图6所示。相邻两个圆台型除油单元的下底面的呈正多边形的边沿的一条边彼 此连接在一起,四方连续,如图7,形成除油填料亚层,多层除油填料亚层竖向依次叠合,形 成除油填料。相邻两层除油填料亚层间的间距为3-7cm,优选为5cm,即相互叠合的两层除 油填料亚层的相互叠合的除油单元的上底面之间的距离为3-7cm,优选为5cm。
[0118] 除油单元的下底面面积与上底面面积之比为4-16 :1,优选为9 :1 ;棱台的高为 2_5cm,优选为2_4cm,进一步优选为3cm ;下底面的面积为16_64cm2,优选为25_64cm2, 进一步优选为36cm2;上底面的面积l-9cm2,优选为4cm2;上底面上的通孔的面积为 0. 785-7. 065cm2,优选为3. 14cm2。上底面上开设的通孔为圆形,其半径为0. 5-1. 5cm,优选 为 Icm0
[0119] 竖向叠合排列的相邻两层除油填料亚层之间固定连接,除油填料层的两侧与池壁 固定连接。竖向叠合排列的相邻两层除油填料亚层之间通过可拆卸螺栓固定连接,除油填 料层的四周分别与第一、第二隔板11、12、水池的内壁焊接在一起。
[0120] 除油填料层由PC/ABS合成塑料制成。本发明的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。PC/ABS合成 塑料购自上海某塑料有限公司。
[0121] 本发明实施例中除油单元以正四棱台型为例进行说明,其下底面完全开放,水流 从下底面流入类似于喇叭口内,水流由扩散到收缩,然后从上底面的圆孔中流出,进入叠合 在其上部的另一个除油单元内,水流重复由扩散到收缩的交替紊流状态。
[0122] 本发明实施例中每个除油单元为正四棱台型,下底面的边长为4-8cm,上底面的边 长为l-3cm ;棱台的高度为2-5cm。其下底面为开放式,矿井水从下底面进入除油填料层;上 底面和侧面由除油材料围成,且上底面上开设圆形通孔,以供矿井水从上底面流出,进入另 一层除油填料亚层,圆形通孔的孔径为〇. 5-1. 5mm。相邻两个正四棱台型的除油单元的下底 面的一条边彼此连接在一起,四方连续,形成除油填料亚层,多层除油填料亚层竖向依次叠 合,形成除油填料,如图3、4。除油填料亚层的剖视图显示每个除油单元连续成梯形结构连 接。相邻两层除油填料亚层间的间距为3-7cm,优选为5cm,即相互叠合的两层除油填料亚 层的相互叠合的除油单元的上底面之间的距离为3-7cm,优选为5cm。
[0123] 斜板沉淀填料层、除油填料层与第一隔板11、第二隔板12和水池内壁固定连接。 本发明实施例中采用焊接方式连接成一体,其他任何现有已知的固定连接方式均
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