一种煤矿井下用矿井水处理装置制造方法
【专利摘要】本实用新型属于水处理【技术领域】，涉及一种煤矿井下用矿井水处理装置，该装置包括进水管、出水管和箱体，进水管和出水管分别与箱体连接，箱体由隔板分隔成反应室和过滤室左右两部分；反应室由框型隔板分隔成反应区、积泥区和集水区，集水区位于与过滤室相邻的一侧，积泥区位于框型隔板的底部，反应区位于框型隔板内部，框型隔板内部安装有波纹反应器；过滤室由滤料支撑底板分隔为上部的滤格区和下部的清水区，滤格区由纵向设置的过滤室分隔板分隔成若干个滤格，各滤格内部自上而下分为待滤水配水兼反冲洗水收集区和滤料区。该装置具有工艺流程短、反应效果好、结构简单、自动化程度高、能够利用其自身处理后的清水对过滤系统进行反冲洗的优点。
【专利说明】一种煤矿井下用矿井水处理装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于水处理【技术领域】，涉及一种水处理装置，尤其涉及一种煤矿井下用矿井水处理装置。
【背景技术】
[0002]一体化净水器是一种具有混凝、沉淀、过滤等多种功能的一体化水处理设备，目前，在我国煤矿地面矿井水处理厂中一体化净水器的应用比较广泛，例如用于处理常规矿井水后回用作为工业生产用水、洗浴用水等。
[0003]现有的一体化净水器往往存在如下一些问题:其工艺流程较长，包括混凝、沉淀、过滤等单元，导致外形尺寸过大，结构复杂，不能在煤矿井下狭小的巷道内使用；对于含铁、锰、硫化物和悬浮物的矿井水，目前还没有专门的煤矿井下用矿井水处理装置；一般净水器的反应单元投加药剂后反应时间过短、反应效果差，不能彻底的去除上述污染物；过滤单元常采用虹吸反冲洗或外加动力水源的强制反冲洗，其中依靠虹吸进行反冲洗，容易反冲洗不彻底、不干净，外加动力水源的强制反冲洗需要外加水泵及管路，使得投资增加、系统变的复杂。申请号为201020230372.0的中国实用新型专利提供了一种由废水自动汲取区域、废水提升区域、电气控制区域、化学药剂投加区域、化学沉淀腔一室、化学沉淀腔二室、化学沉淀腔三室、中间澄清区域、过滤水提升区域、过滤吸附区域组成一整体装置，独特的腔室布局可以使水流在处理设备内部呈立体流势，但是该水处理装置结构较为复杂，占地面积大，不适用于煤矿井下用矿井水处理。
[0004]因此，有必要开发一种工艺流程短、反应效果好、结构简单、自动化程度高、能够利用其自身处理后的清水对过滤系统进行反冲洗的煤矿井下用矿井水处理装置。
实用新型内容
[0005]本实用新型提供了一种井下处理含铁、锰、硫化物和悬浮物矿井水的煤矿井下用矿井水处理装置，解决了现有的一体化净水器工艺流程较长、结构复杂、外形尺寸过大的问题。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案:
[0007]—种煤矿井下用矿井水处理装置，该装置包括进水管、出水管和箱体，进水管和出水管分别与箱体连接，其特征在于:箱体由隔板分隔成反应室和过滤室左右两部分；所述反应室由框型隔板分隔成反应区、积泥区和集水区，集水区位于与过滤室相邻的一侧，积泥区位于框型隔板的底部，反应区位于框型隔板内部，框型隔板内部安装有波纹反应器；所述过滤室由滤料支撑底板分隔为上部的滤格区和下部的清水区，滤格区由纵向设置的过滤室分隔板分隔成若干个滤格，各滤格内部自上而下分为待滤水配水兼反冲洗水收集区和滤料区；
[0008]所述反应室通过分水管路与过滤室内的各滤格相连接；
[0009]所述过滤室各滤格内的待滤水配水兼反冲洗水收集区通过滤格进水兼反冲洗排水管与排水管路相连接，滤格进水兼反冲洗排水管伸入滤格内部与布水槽相连接。
[0010]本实用新型的装置用于去除矿井水中的铁、锰、硫化物和悬浮物，能够利用其自身处理后的清水对过滤系统进行反冲洗。其采用反应室、过滤室一体化结构，去掉了一般净水器普遍采用的沉淀单元，使得含铁、锰、硫化物和悬浮物矿井水在反应室充分反应后，直接进入过滤室过滤；而且本实用新型加大了反应室的容积，延长了反应时间、提高了反应效果；过滤反冲洗利用其自身处理后的清水对过滤系统进行反冲洗，无需外部动力水源，简化了反冲洗系统。
[0011]作为优选，所述的分水管路包括与集水区相连通的反应室出水管、与各反应室出水管端部连接的待滤水配水总管、与待滤水配水总管相连的待滤水配水支管，以及滤格进水兼反冲洗排水管。
[0012]作为优选，所述的排水管路包括反冲洗排水支管与反冲洗排水总管，反冲洗排水支管的一端连接至反冲洗排水总管，反冲洗排水支管的另一端与待滤水配水总管连接；所述滤格进水兼反冲洗排水管的一端连接至反冲洗排水支管。
[0013]作为优选，所述的反应室由反应室壁板、反应室底板、反应室顶板和隔板围成的四面体结构，所述的框型隔板是由I个反应区侧板和I个反应区支撑底板组成的横截面呈“L”形的结构，反应区侧板顶部与反应室顶板固定。
[0014]作为优选，积泥区通过反应室壁板、波纹反应器支撑底板和10块斜板将其分为5个呈楔形的过水积泥槽；过水积泥槽内设有穿孔排泥支管，穿孔排泥支管与排泥支管相连接，各排泥支管与排泥总管相连接。
[0015]作为优选，所述的过滤室通过过滤室壁板、过滤室底板、过滤室顶板、过滤室分隔板和滤料支撑底板将过滤室分隔为上部的4个滤格和下部的清水区，各滤格下部的清水区相互连通。
[0016]作为优选，反应区内设有布水装置，所述的进水管与布水装置相连接，进水管上设有加药管；所述的滤料区自滤料支撑底板向上依次装有承托层和滤料层，滤料区的滤料支撑底板上安装有滤头。
[0017]作为优选，所述的各滤格上的待滤水配水支管和反冲洗排水支管上设有电动阀门，用于实现过滤室各滤格的互相反冲洗。
[0018]作为优选，所述的进水管、排泥支管设有手动阀门。
[0019]本实用新型所提供的一种用于煤矿井下处理含铁、锰、硫化物和悬浮物矿井水的矿井水处理装置，井下含铁、锰、硫化物和悬浮物的矿井水通过水泵或重力流形式以一定的压力送入装置进水管，在加药管中投加氧化药剂后，随带压矿井水一起进入反应室，矿井水中的Fe2+、Mn2+、S2_与氧化剂在反应区通过波纹反应器进行充分的氧化还原反应，反应生成的Fe3+、MnO2、单质S形成微小的絮体，与矿井水一同进入积泥区，在积泥区的5个过水集泥槽中较大颗粒的污泥沉淀下来，通过穿孔排泥支管均匀的收集后汇集到排泥总管排出系统；其出水成为待滤水进入到收集区进行收集，经过收集后的待滤水通过2根反应室出水管、待滤水配水总管、4根待滤水配水支管、4根滤格进水兼反冲洗排水管均匀进入到过滤室4个滤格的布水槽，经过均匀布水后通过滤料进行过滤，过滤后的矿井水进入清水区，经过汇集后进入出水管，出水进入清水仓并最终将作为煤矿井下生产用水；当过滤室过滤一段时间之后，滤料的过滤效果将会变差，需要进行反冲洗，反冲洗主要是利用系统的进水压力进行反冲洗，由于该水处理装置的反应室和过滤室均为带压运行，其出水一般保证有
0.1MPa的压力，该水压完全可以满足滤格反冲洗的需要，反冲洗时4个滤格依次进行，即第I个滤格反冲洗时，第2、3、4三个滤格正常过滤，由该三个滤格的出水作为第I个滤格的反冲洗水源，具体运行过程为，首先关闭第I个滤格的进水电动阀门，打开第I个滤格的进反冲洗排水电动阀门，关闭出水总阀门45，其余三个的滤格的进水电动阀门打开，反冲洗排水电动阀门关闭，此时2、3、4三个滤格的出水从清水区进入到第I个滤格底部的滤料区，将滤料区的截留物冲洗起来后随水流到待滤水配水兼反冲洗水收集区，再通过第I滤格的布水装置、滤格进水兼反冲洗排水管、反冲洗排水支管、反冲洗排水总管将其排出，当反冲洗设定时间达到后，将出水总阀门45、第I个滤格的进水电动阀门打开，反冲洗排水电动阀门关闭，完成第I个滤格的反冲洗，然后再参照上述步骤，将其余滤格的反冲洗依次进行，其中反冲洗间隔时间和反冲洗时间均可以通过控制系统进行设定。
[0020]本实用新型的煤矿井下用矿井水处理装置具有工艺流程短、反应效果好、结构简单、自动化程度高、能够利用其自身处理后的清水对过滤系统进行反冲洗的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型实施例的结构示意图；
[0022]图2为本实用新型实施例的俯视图；
[0023]图3为本实用新型实施例的左视图；
[0024]图4为本实用新型实施例的右视图；
[0025]附图标记说明:
[0026]I一进水管； 2—反 应室；3—过滤室；
[0027]4一出水管； 5—反应室出水管；6—待滤水配水总管；
[0028]7—待滤水配水支管；8—滤格进水兼反冲洗排水管；9一反冲洗排水支管；
[0029]10—反冲洗排水总管； 11 一反应室排泥支管；12—反应室排泥总管；
[0030]13—过滤室放空管； 14一加药管；15—布水装置；
[0031]16一穿孔排泥支管； 17—布水槽；18—反应室壁板；
[0032]19一反应室底板； 20—反应室顶板；21—反应区侧板；
[0033]22一反应区支撑底板 23—反应区；24—积泥区；
[0034]25—集水区； 26—波纹反应器；27—过滤室壁板；
[0035]28—过滤室底板； 29—过滤室顶板；30—过滤室分隔板；
[0036]31一滤料支撑底板； 32—滤格；33—清水区；
[0037]34—滤料区；35—待滤水配水兼反冲洗水收集区；36—承托层；
[0038]37一滤料层； 38—滤头；39—斜板；
[0039]40一过水积泥槽； 41 一电动阀门；42—手动阀门；
[0040]43—人孔； 44 一基础槽钢；45—出水总阀门；
[0041]46—隔板。
具体实施例
[0042]下面结合附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案作近一步的详细说明。[0043]一种煤矿井下用矿井水处理装置，如图1所示，该装置包括进水管1、出水管4和箱体，进水管和出水管分别与箱体连接，箱体由隔板46分隔成反应室2和过滤室3左右两部分。其中反应室2和过滤室3均为钢制压力容器，反应室2和过滤室3相连构成一个整体，在下部设有槽钢基础44。反应室2由反应室壁板18、反应室底板19、反应室顶板20和隔板46围成的四面体结构，同时反应室又由框型隔板分隔成反应区23、积泥区24和集水区25，框型隔板是由I个反应区侧板21和I个反应区支撑底板22组成的横截面呈“L”形的结构，反应区侧板的顶部与反应室顶板固定。集水区位于与过滤室相邻的一侧，积泥区位于框型隔板的底部，反应区位于框型隔板内部，框型隔板内部安装有波纹反应器26。过滤室由滤料支撑底板31分隔为上部的滤格区和下部的清水区33，滤格区由纵向设置的过滤室分隔板30分隔成若干个滤格32，各滤格内部自上而下分为待滤水配水兼反冲洗水收集区35和滤料区34。
[0044]所述反应室通过分水管路与过滤室内的各滤格相连接；分水管路包括与集水区相连通的反应室出水管5、与各反应室出水管端部连接的待滤水配水总管6、与待滤水配水总管相连的待滤水配水支管7，以及滤格进水兼反冲洗排水管8。
[0045]所述过滤室各滤格内的待滤水配水兼反冲洗水收集区通过滤格进水兼反冲洗排水管与排水管路相连接，滤格进水兼反冲洗排水管伸入滤格内部与布水槽17相连接。排水管路包括反冲洗排水支管9与反冲洗排水总管10，反冲洗排水支管的一端连接至反冲洗排水总管，反冲洗排水支管的另一端与待滤水配水总管6连接；所述滤格进水兼反冲洗排水管的一端连接至反冲洗排水支管。
[0046]如图2?4所示，该装置还包括反应室排泥总管12和过滤室放空管13。反应区内的波纹反应器由纵向设置的多个波纹板组成，前段反应区为峰对峰结构，后段反应区为峰对谷的平行结构。积泥区24通过反应室壁板18、反应区支撑底板22、10块斜板39将其分为5个楔形的过水积泥槽40，在过水积泥槽40内设有穿孔排泥支管16，穿孔排泥支管16与排泥支管11相连接，各排泥支管11与排泥总管12相连接。本实施例中，过滤室3通过过滤室壁板27、过滤室底板28、过滤室顶板29、过滤室分隔板30和滤料支撑底板31将其分隔为上部的4个滤格32和下部的清水区33，各滤格32均包含滤料区34和待滤水配水兼反冲洗水收集区35，其中各滤格32下部的清水区相互连通。过滤室3各滤格32的待滤水配水兼反冲洗水收集区35通过滤格进水兼反冲洗排水管8和反冲洗排水支管9与反冲洗排水总管10相连接。滤料区34自滤料支撑底板31向上依次装有承托层36和滤料层37，各滤料区34的滤料支撑底板31上安装有滤头38。在进水管I上设有加药管14，进水管I同时与反应区23的布水装置15相连接,各滤格进水兼反冲洗排水管8与待滤水配水兼反冲洗水收集区35的布水槽17相连接，在各滤格32上的待滤水配水支管7和反冲洗排水支管9上设有电动阀门41，用于实现过滤室3各滤格32的互相反冲洗。在进水管1、排泥支管11、过滤室放空管13上设有手动阀门42。在反应室2和过滤室3上均设置有人孔43，用于设备检修时使用。
[0047]该装置的具体工作过程为，井下含铁、锰、硫化物和悬浮物的矿井水通过水泵加压或重力流形式以一定的压力送入装置进水管，在加药管中投加氧化药剂后，随带压矿井水一起进入反应室，矿井水中的Fe2+、Mn2+、S2—与氧化剂在反应区通过波纹反应器进行充分的氧化还原反应，反应生成的Fe3+、MnO2、单质S形成微小的絮体，与矿井水一同进入积泥区，在积泥区的5个过水集泥槽中较大颗粒的污泥沉淀下来，通过穿孔排泥支管均匀的收集后汇集到排泥总管排出系统；其出水成为待滤水进入到收集区进行收集，经过收集后的待滤水通过2根反应室出水管、待滤水配水总管、4根待滤水配水支管、4根滤格进水兼反冲洗排水管均匀进入到过滤室4个滤格的布水槽，经过均匀布水后通过滤料进行过滤，过滤后的矿井水进入清水区，经过汇集后进入出水管，最终出水将作为煤矿井下生产用水；当每个滤格过滤一段时间之后，滤料的过滤效果将会变差，需要进行反冲洗，反冲洗主要是利用系统的进水压力进行反冲洗，由于该水处理装置的反应室和过滤室均为带压运行，其出水一般保证有0.1MPa的压力，该水压完全可以满足滤格反冲洗的需要，反冲洗时4个滤格依次进行，即第I个滤格反冲洗时，第2、3、4三个滤格正常过滤，由该三个滤格的出水作为第I个滤格的反冲洗水源，具体运行过程为，首先关闭第I个滤格的进水电动阀门，打开第I个滤格的进反冲洗排水电动阀门，关闭出水总阀门45，其余三个的滤格的进水电动阀门打开，反冲洗排水电动阀门关闭，此时2、3、4三个滤格的出水从清水区进入到第I个滤格底部的滤料区，将滤料区的截留物冲洗起来后随水流到待滤水配水兼反冲洗水收集区，再通过第I滤格的布水装置、滤格进水兼反冲洗排水管、反冲洗排水支管、反冲洗排水总管将其排出，当反冲洗设定时间达到后，将出水总阀门45、第I个滤格的进水电动阀门打开，反冲洗排水电动阀门关闭，完成第I个滤格的反冲洗，然后再参照上述步骤，将其余滤格的反冲洗依次进行，其中反冲洗间隔时间和反冲洗时间均可以通过控制系统进行设定。
[0048]本实用新型实施例提供的煤矿井下用矿井水处理装置，其进水的压力范围可以为0.2~0.3MPa，利用波纹反应器可以使装置进水中的Fe2+、Mn2+、S2-与氧化剂进行氧化还原反应，利用过滤室可去除反应生成的微小絮体，利用过滤室自身产生的过滤水对过滤单元进行互冲洗，减少了外部的反冲洗装置，同时互冲洗的操作采用了自动控制系统，减少了工人的劳动强度。
[0049]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.一种煤矿井下用矿井水处理装置，该装置包括进水管、出水管和箱体，进水管和出水管分别与箱体连接，其特征在于:箱体由隔板分隔成反应室和过滤室左右两部分；所述反应室由框型隔板分隔成反应区、积泥区和集水区，集水区位于与过滤室相邻的一侧，积泥区位于框型隔板的底部，反应区位于框型隔板内部，框型隔板内部安装有波纹反应器；所述过滤室由滤料支撑底板分隔为上部的滤格区和下部的清水区，滤格区由纵向设置的过滤室分隔板分隔成若干个滤格，各滤格内部自上而下分为待滤水配水兼反冲洗水收集区和滤料区； 所述反应室通过分水管路与过滤室内的各滤格相连接； 所述过滤室各滤格内的待滤水配水兼反冲洗水收集区通过滤格进水兼反冲洗排水管与排水管路相连接，滤格进水兼反冲洗排水管伸入滤格内部与布水槽相连接。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下用矿井水处理装置，其特征在于:所述的分水管路包括与集水区相连通的反应室出水管、与各反应室出水管端部连接的待滤水配水总管、与待滤水配水总管相连的待滤水配水支管，以及滤格进水兼反冲洗排水管。
3.根据权利要求2所述的一种煤矿井下用矿井水处理装置，其特征在于:所述的排水管路包括反冲洗排水支管与反冲洗排水总管，反冲洗排水支管的一端连接至反冲洗排水总管，反冲洗排水支管的另一端与待滤水配水总管连接；所述滤格进水兼反冲洗排水管的一端连接至反冲洗排水支管。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种煤矿井下用矿井水处理装置，其特征在于:所述的反应室由反应室壁板、反应室底板、反应室顶板和隔板围成的四面体结构，所述的框型隔板是由I个反应区侧板和I个反应区支撑底板组成的横截面呈“L”形的结构，反应区侧板顶部与反应室顶板固定。
5.根据权利要求4所述的一种煤矿井下用矿井水处理装置，其特征在于:积泥区通过反应室壁板、波纹反应器支撑底板和10块斜板将其分为5个呈楔形的过水积泥槽；过水积泥槽内设有穿孔排泥支管，穿孔排泥支管与排泥支管相连接，各排泥支管与排泥总管相连接。
6.根据权利要求1所述的一种煤矿井下用矿井水处理装置，其特征在于:所述的过滤室通过过滤室壁板、过滤室底板、过滤室顶板、过滤室分隔板和滤料支撑底板将过滤室分隔为上部的4个滤格和下部的清水区，各滤格下部的清水区相互连通。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种煤矿井下用矿井水处理装置，其特征在于:反应区内设有布水装置，所述的进水管与布水装置相连接，进水管上设有加药管；所述的滤料区自滤料支撑底板向上依次装有承托层和滤料层，滤料区的滤料支撑底板上安装有滤头。
8.根据权利要求3所述的一种煤矿井下用矿井水处理装置，其特征在于:所述的滤格上的待滤水配水支管和反冲洗排水支管上设有电动阀门。
9.根据权利要求5所述的一种煤矿井下用矿井水处理装置，其特征在于:所述的进水管和排泥支管上分别设有手动阀门。
【文档编号】C02F103/10GK203392952SQ201320408345
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年7月9日 优先权日:2013年7月9日
【发明者】周如禄, 郭中权, 崔东锋, 杨建超 申请人:煤炭科学研究总院杭州环保研究院