一种煤矿矿井水井下净化处理方法_4

文档序号:9341123阅读:来源:国知局
适用本发 明的隔板与水池内壁的固体连接。
[0124] 斜板沉淀填料层设置在距离水池底部30-50cm处,即斜板沉淀填料层的底部距离 水池底部的高度为30-50cm。斜板沉淀填料层底部与水池底部之间的空间形成矿井水进入 斜板沉淀填料层的布水区34,也就是说布水区的高度为30-50cm。
[0125] 斜板沉淀填料层31与油水分离的除油填料层32彼此间隔一段距离,彼此不接触, 在斜板沉淀填料层与除油填料层之间的空间形成水流缓冲层35,即斜板沉淀填料层31的 上表面与油水分离的除油填料层32的下表面相隔一定距离,在斜板沉淀填料层31的上表 面与油水分离的除油填料层32的下表面之间形成缓冲层。斜板沉淀填料层的顶部与油水 分离的除油填料层的底部之间的距离为30~50cm(优选为40cm),形成的缓冲层的高度为 30 ~50cm〇
[0126] 除油填料层设置在距离水池顶部至少30cm处,即除油填料层的顶部低于水池的 上沿,距离水池上沿的高度至少为30cm。除油填料层顶部与水池上沿之间的空间形成矿井 水油水分离后油污上浮汇集区36,也就是说油污汇集区的高度至少为30cm。
[0127] 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。
[0128] 斜板沉淀填料层由采用PC/ABS合成塑料制成的斜板填料组成。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。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系统的排泥区。
[0129] 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。
[0130] 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。
[0131] 在斜板沉淀区实现固液分离后的矿井水流继续向上流动进入缓冲区,沉淀的SS 物质在重力作用沉入排泥区。
[0132] 在除泥-除油装置内的斜板沉淀填料层和除油填料层之间的缓冲区,对矿井水中 的微小SS进行进一步的固液分离,并起到缓解水力冲击负荷的作用。缓冲区的高度与水池 的深度之比为1 :4-6,优选为1 :5。
[0133] 缓冲区的高度为30~50cm,矿井水在缓冲层中的流速为0. 12~0. 20m/s。在此 区域内,矿井水从斜板沉淀区流入缓冲区时,液体分子成紊流状态,流体分子间会相互发生 布朗碰撞运动,更加有利于微小SS的聚积,聚积后的SS由重力作用得以下沉,对矿井水中 的悬浮物进行进一步的固液分离,同时缓冲层还能调节水力负荷冲击,使矿井水均匀进入 除油区。因此,缓冲层的作用是进一步对矿井水中的微小SS进行固液分离后能进一步起到 缓解水力冲击负荷的作用,尤其是减少水力冲击除油材料的负荷。
[0134] 矿井水水流流经缓冲区后继续向上流动,自下而上进入除油填料层,在除油填料 的作用下,进行油水分离、固液分离。矿井水从圆台型或棱台型除油单元的下底面流入后, 过水断面是不断变化,有宽变窄,再由窄变宽,水流呈扩散、收缩的交替紊流状态,使得矿井 水中的油滴之间增大了碰撞几率,从而使小油珠逐渐变大,加快了油滴的上浮速率和聚集。 而且在除油填料层顶部,更加有利于聚结油滴的上浮和SS的下沉,聚集后上浮的油滴经除 油填料顶部的圆孔上浮至除泥-除油装置顶部的油污回集区。
[0135] 在除油填料板顶部,由于容积急剧减小,增大了油滴之间的碰撞几率,促使小油滴 迅速变大,加快油滴的上浮速度,油污快速向上浮动到达油污汇集区,达到加快油水分离的 目的;同样由于梯形填料板顶部容积急剧减小,也极大地加快了水中SS的碰撞、聚积速率, 使SS迅速聚积、变大,加快下沉速度,沉积于除油填料亚层的上表面,达到固液分离的目 的;。
[0136] 油水分离、固液分离后的矿井水水流通过第二隔板12上部的水流通道9流入出水 区,然后经过出水管排出净化设备。
[0137] 除泥-除油装置3的除泥沉淀填料层31、除油填料层32分别与第一隔板11、第二 隔板12固定连接,而且隔板11、12与除油填料层相连接的部分开设有水流通道9,使得除油 区与出水区、除油区与进水区彼此连通,在净化处理过程中使得除泥-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,在反洗除油填料层的过程中,反冲洗水从出 水区进入除油填充层,将沉积在除油填料层上表面的污泥冲洗后,流入进水区、布水区,然 后流入排泥装置排除;第一隔板11、第二隔板12与缓冲区、斜板沉淀填料层相对应的部分 封闭,缓冲区、斜板沉淀填料区与出水区、进水区彼此隔离,相对独立。
[0138] 第一隔板11的底端可以与斜板沉淀填料层的底部相齐平,也可以低于斜板沉淀 填料层的底部,只要第一隔板11的底部与水池的底部有一定距离即可。本发明实施例中以 第一隔板11的底端与斜板沉淀填料层的底部相齐平为例进行说明(如图1)。
[0139] 出水管4设置在水池的出水区一侧的池壁上,将净化后的矿井水导出水池。
[0140] 排泥装置5设置在与除泥-除油区向对应的水池底部的下方,包括收集污泥的呈 漏斗形的污泥斗51和排泥管道52。污泥斗的上底面与水池的底部固定连接,便于尽可能多 地收集沉降的污泥,由于污泥斗上底面大,下底面小,呈漏斗形,收集后的污泥在重力作用 下,具有一定压缩作用,便于进一步降低沉淀的污泥的含水量,为后续污泥的处理和回收。 污泥斗的下底面与排泥管道固定连接,将收集并压缩后的污泥,定期排出净化处理设备。
[0141] 为解决现有斜板填料强度差、以压垮的缺点,以及提高除油填料油水分离性能的 目的,本发明中斜板沉淀区和除油区的填料的材质采用PC/ABS合成塑料。PC/ABS是聚碳酸 酯(PC)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)的混合物,是由PC和ABS合成而成的热可 塑性塑胶。ABS材料具有韧、硬、刚均衡的力学性能,但其力学性能稍差,制约了其应用。PC 材料具有很好的力学性能,耐化学溶剂性和热稳定性。但PC也有其自身的缺点,尤其是耐 冲击性能差。PC/ABS材料结合了两种材料的优异特性,具有优越的成型性、机械性、耐冲击 强度和耐温等性质。本发明中使用的PC/ABS材料采购自上海某塑料制品厂,PC/ABS的理化 性质如下:密度:1. llkg/m3;成型收缩率:0. 5-0. 7% ;拉伸强度:52MPa ;弯曲强度:65MPa ; 弯曲模量:2000MPa ;冲击强度:52KJ/m2。
[0142] 下面描述采用本发明净化设备对矿井水井下净化处理的工艺过程:
[0143] 井下矿井水首先经进水管2进入水池1的进水区,从水池底部流入除泥-除油区 的布水区,矿井水均匀地从斜板沉淀填料层的底部流入斜板沉淀区。在斜板沉淀填料层的 作用下,矿井水中的SS物质经斜板碰撞后聚集增大,在重力作用下下沉,实现矿井水的固 液分离,下沉的污泥进入排泥装置,收集于污泥斗中并在下沉过程中被压缩,最后通过排泥 管排出;在斜板沉淀填料层实现固液分离后的液体水流继续上浮,穿过斜板沉淀区后进入 缓冲区,矿井水在缓冲区内上浮的过程中,微小的SS进一步聚集、沉淀,进一步实现矿井水 的固液分离,同时水流流入缓冲区后,缓解水力冲击负荷后向上流入除油填料层,在本发明 的呈圆台型或棱台形的除油单元的作用下进行油水分离,由于油污的比重小于水的比重, 油污在过水断面不断变化的流动过程中,快速向上浮动,与水发生分离,油滴在快速上浮的 过程中汇集增大,聚集后的油滴从除油单元的顶部圆孔中流出,进入油污汇集区。所述集 油管设置在第二隔板的顶部。水流由左至右,集油管设在顶部最右端,靠水流作用以及集油 管的截留作用将油滴撇留后经过集油管33排出。在除油填料层进行油水分离的矿井水从 相邻两层除油填料亚层的缝隙中通过第二隔板12上部的与出水区连通的出水孔流向出水 区,得到净化后的矿井水,然后通过出水管排出。
[0144] 本发明为了便于检修,在本发明的矿井水井下净化设备的底部,设有放空管(附 图中未标出)。放空管的一端伸入到除泥-除油区的底部,另一端从水池底部的侧壁伸出 (通常设置在靠近出水区的一侧),将水池内部的污泥、污水等排出净化设备。
[0145] 除油区的下沉的悬浮物(SS)聚集后沉积在每一层除油填料亚层的外壁上,需要 定期对沉积的SS进行反洗。首先停止进水,对净化处理设备进行反洗的反洗水由出水管 通入反洗水,反洗水通入第二隔板上部的水流通道流入除油填料层,通过水流的作用,将沉 积在除油填料亚层上表面的SS冲下,经过第一隔板上部的水流通道流入进水区,流入布水 区,然后在自身重力的作用下沉入污泥斗,排出。
[0146] 反洗过程如图9所示。对于除油填料上沉淀下来的SS的反洗流程示意图。
[0147] 实
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