本申请涉及一种高矿化度工作面污水处理装置及方法。
背景技术：
我国是以煤炭为主要能源的国家，煤炭开采造成的环境污染相当巨大。而煤矿的开采，不可避免产生大量的矿井水。从本质上讲，矿井水既是矿区所采煤层及开拓巷道附近的地下水，有时会因地表裂开而渗入部分地表水。但其基本水质是与当地地下水水质相符，主要受当地水文地质以及气候、地理等自然条件的影响。矿井水除了保持当地地下水水质的基本特性外，还因流经采掘工作面而带入了大量的煤泥及岩粉等悬浮颗粒，具有高悬浮物的特性：废水中悬浮物含量高，浊度高；悬浮物粒度小、密度小、沉降性能较差。另外，有些工作面污水具有大于1000ppm的高矿化度，主要来自ga2+、mg2+、na+、k+等阳离子和so42-、hco3-，cl-等阴离子，故其硬度比较高。
现阶段，我国煤矿矿井水治理是将矿井水汇集到中央水仓，然后提升至地面进行处理。由于矿井水含有煤泥等悬浮物，因此会在中央水仓形成沉淀，需要定期清理中央水仓，清理均采用人工方式，耗时耗力。
实践中发现，矿井水形成主要是由于巷道揭露和采空区塌陷波及水源所致，其来源主要包括工作面生产用水和采空区涌水。实践中还发现，通常工作面生产用水水量少于采空区涌水，且其是矿井水形成污水的主要来源；而采空区涌水通常为清水。
现有技术中，将工作面生产用水和采空区涌水不加区别通过水渠流入中央水仓，在流淌的过程中，工作面生产产生的污水在水渠中与清水产生混合将清水污染，进一步加大了污水处理量，同时也在缓流地段产生沉淀，严重时甚至堵塞水渠。
技术实现要素：
针对现有技术的缺陷，提出一种高矿化度工作面污水处理装置及方法。
一种高矿化度工作面污水处理装置，所述处理装置设置在工作面内，用于处理工作面生产污水，并将处理后形成的清水经区段巷道水渠排入中央水仓，且所述系统设置位置满足：在工作面生产污水被本装置处理前，采空区流出的清水不混入其中；
所述处理装置包括底座，所述底座上设置依次连接的絮凝池、沉淀池和过滤装置和膜分离装置；所述底座上设置车轮，通过车轮将整个系统设置在巷道轨道上；
所述絮凝池为框架结构，在絮凝池上方设置加药装置，所述加药装置通过第一控制阀的开启来控制是否加药和加药量；所述絮凝池中设置搅拌装置；
所述沉淀池为斜管沉淀池，斜管长度为1m，倾角取60度，斜管内切圆直径为50mm；
所述过滤装置为重力式无阀过滤池；
所述处理装置还包括控制柜，所述控制柜设置在底座上，用于控制所述处理装置的运行。特别是，所述控制柜为防爆plc控制装置。所述控制柜自动控制整个处理装置安全正常的运行。
所述膜分离装置中离子交换膜，用于降低污水含盐量。
特别是，所述控制柜的电气元件设有防尘、防湿和防爆装置，保证装置能安全用于煤矿井下。
进一步，所述絮凝池中设置污泥泵，用于定期清理絮凝池底部的污泥。
在巷道中设置集水池，所述工作面污水储存在所述集水池中。
所述处理装置的底座还连接另一第二底座，所述第二底座设置压滤机，用于处理处理装置产生的污泥，处理后的污泥通过矿车或皮带输送。
所述重力式无阀过滤池包括多层滤层，所述每层滤层厚度为0.7-1米，所述滤层选用天然石英砂为滤料，所述滤料粒径为0.5-1.0mm。
所述过滤池包括过滤反洗装置，所述过滤反洗装置包括反洗水储水罐、反洗泵和喷嘴。
进一步，所述反洗泵的进口通过管道与所述反洗水储水罐相连，所述反洗泵的出口通过管道与所述喷嘴相连。反洗水储水罐内的反洗水经由反洗泵通过喷嘴喷出，对过滤层进行反冲洗。
特别是，反冲洗强度设置为13-15l/(m2s)，反洗时间为5-7min。
一种高矿化度工作面污水处理方法，所述方法将所述处理装置设置在工作面内，并将处理后形成的清水经区段巷道水渠排入中央水仓，且所述系统设置位置满足：在工作面生产污水被本系统处理前，采空区流出的清水不混入其中。所述工作面污水经絮凝、沉淀、过滤和膜分离四级处理，去除工作面污水的悬浮物和降低污水含盐量。
本申请优点和有益技术效果如下：
本申请装置仅处理工作面污水，处理量少；因此使得本装置结构小，且设置在轨道上可移动，便于随着工作面的改变快速移动进行下一步处理。
本装置处理后形成清水，可以和采空区流出的清水混合，不污染清水，可直接流入中央水仓，减轻中央水仓的污泥清理工作。
减少了污水提升至井上处理的工作，大大节省煤矿运行费用。
在地面不设置污水处理厂，净化了环境。
通过絮凝、沉淀、过滤和膜分离四级处理，去除工作面污水的悬浮物和降低污水含盐量。
在矿井井下环境下使用，所用电气元器件均采用隔爆安全型，保证井下工作条件下的安全使用。且实现自动控制，安全可靠。
附图说明
图1是处理装置结构示意图；
图2是工作面污水处理流程图。
图中：底座1，絮凝池2，沉淀池3，过滤装置4，车轮5，巷道轨道6，加药装置7，第一控制阀8，搅拌装置9，控制柜10，膜分离装置15。
图中所述箭头指示方向为装置中污水流动方向。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的井下处理矿井水的方法做进一步说明：
一种高矿化度工作面污水处理装置，所述处理装置设置在工作面内，用于处理工作面生产污水，并将处理后形成的清水经区段巷道水渠排入中央水仓，且所述系统设置位置满足：在工作面生产污水被本装置处理前，采空区流出的清水不混入其中；
所述处理装置包括底座1，所述底座上设置依次连接的絮凝池2、沉淀池3和过滤装置4和膜分离装置15；所述底座上设置车轮5，通过车轮将整个系统设置在巷道轨道6上；
所述絮凝池为框架结构，在絮凝池上方设置加药装置7，所述加药装置通过第一控制阀8的开启来控制是否加药和加药量；所述絮凝池中设置搅拌装置9；
所述沉淀池为斜管沉淀池，斜管长度为1m，倾角取60度，斜管内切圆直径为50mm；
所述过滤装置为重力式无阀过滤池；
所述处理装置还包括控制柜10，所述控制柜设置在底座上，用于控制所述处理装置的运行。特别是，所述控制柜为防爆plc控制装置。所述控制柜自动控制整个处理装置安全正常的运行。
所述膜分离装置15中离子交换膜，用于降低污水含盐量
特别是，所述控制柜的电气元件设有防尘、防湿和防爆装置，保证装置能安全用于煤矿井下。
进一步，所述絮凝池中设置污泥泵，用于定期清理絮凝池底部的污泥。
在巷道中设置集水池，所述工作面污水储存在所述集水池中。
所述处理装置的底座还连接另一第二底座，所述第二底座设置压滤机，用于处理处理装置产生的污泥，处理后的污泥通过矿车或皮带输送。
所述重力式无阀过滤池包括多层滤层，所述每层滤层厚度为0.7-1米，所述滤层选用天然石英砂为滤料，所述滤料粒径为0.5-1.0mm。
所述过滤池包括过滤反洗装置，所述过滤反洗装置包括反洗水储水罐、反洗泵和喷嘴。
进一步，所述反洗泵的进口通过管道与所述反洗水储水罐相连，所述反洗泵的出口通过管道与所述喷嘴相连。反洗水储水罐内的反洗水经由反洗泵通过喷嘴喷出，对过滤层进行反冲洗。
特别是，反冲洗强度设置为13-15l/(m2s)，反洗时间为5-7min。
一种高矿化度工作面污水处理方法，所述方法将所述处理装置设置在工作面内，并将处理后形成的清水经区段巷道水渠排入中央水仓，且所述系统设置位置满足：在工作面生产污水被本系统处理前，采空区流出的清水不混入其中。所述工作面污水经絮凝、沉淀、过滤和膜分离四级处理，去除工作面污水的悬浮物和降低污水含盐量。
本申请优点和有益技术效果如下：
本申请装置仅处理工作面污水，处理量少；因此使得本装置结构小，且设置在轨道上可移动，便于随着工作面的改变快速移动进行下一步处理。
本装置处理后形成清水，可以和采空区流出的清水混合，不污染清水，可直接流入中央水仓，减轻中央水仓的污泥清理工作。
减少了污水提升至井上处理的工作，大大节省煤矿运行费用。
在地面不设置污水处理厂，净化了环境。
通过絮凝、沉淀、过滤和膜分离四级处理，去除工作面污水的悬浮物和降低污水含盐量。
在矿井井下环境下使用，所用电气元器件均采用隔爆安全型，保证井下工作条件下的安全使用。且实现自动控制，安全可靠。