專利名稱：一種煤炭深井礦井水的處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，特別涉及一種煤炭深井礦井水的處理工藝。
技術(shù)背景
水資源是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，水資源短缺嚴(yán)重影響了人民生話及經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展。煤礦是我國主要的能源之一，但在煤礦開采過程和利用過程中，給我國帶來了一系列的環(huán)境和生態(tài)問題，是我國水資源污染源之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國2005年煤礦礦井涌出礦井水量為42億m3左右。由于我國煤礦主要集中在山西省、內(nèi)蒙占自治區(qū)、陜西省等缺水的地區(qū)，對礦井水的處理與回收利用對于改善當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和人民的生活水平具有重要的意義。我國目前礦井水的利用率僅為30%左右，與發(fā)達(dá)國家的70%相比還有很大的差距。
我國對煤礦礦井水進(jìn)行處理的技術(shù)主要有絮凝處理去除懸浮顆粒物、中和酸性水、反滲透去除可溶性物質(zhì)等技術(shù)以及它們的組合。如中國專利“一種礦井水處理工藝” (CN 101786760 A)就是采用單純的絮凝發(fā)去除礦井水懸浮物的工藝，該工藝對于礦井水中的懸浮物具有一定的效果，但是占地面較大，且工藝的設(shè)備和操作過程較為復(fù)雜，對于井下礦井水處理明顯不合理。又如中國專利“一種礦井水高效處理工藝”(CN 101M4431A)和“一種煤礦井下用礦井水深度處理裝置及方法”(CN 101712516 A)，這兩種工藝采用滲透法處理礦井水，處理礦井水效果雖然很好，但是由于采用膜超濾，設(shè)備使用壽命很低，處理量很小。 再如中國專利“利用礦井地下巷道空間處理礦井水的方法”(CN 10043擬66C)，該工藝需將礦井水由井下經(jīng)抽水泵提升至地面，經(jīng)濟(jì)上不合理。
由于煤炭深井礦井水成分的復(fù)雜性和地域特點(diǎn)等因素，現(xiàn)有的處理技術(shù)還不夠完善和成熟，開發(fā)研究工藝簡單、技術(shù)可靠、管理方便、經(jīng)濟(jì)合理的新工藝和新設(shè)備，仍是煤礦礦井水處理和利用的重要課題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種煤炭深井礦井水的處理工藝，該工藝簡單、技術(shù)可靠、管理方便、經(jīng)濟(jì)合理，還能回收煤泥，實(shí)現(xiàn)了污染物零排放，可保證煤礦企業(yè)的正常生產(chǎn)和經(jīng)營，提高企業(yè)的綜合效益，促進(jìn)礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
一種煤炭深井礦井水的處理工藝，包括除雜、加磁混凝、絮凝、磁分離和磁性絮團(tuán)解絮、磁種回收工序，所述磁性絮團(tuán)解絮是指將經(jīng)過磁分離工序分離出的磁性絮團(tuán)加水進(jìn)行高速攪拌，分散出磁性絮團(tuán)中的污泥和磁種；磁種回收是從磁性絮團(tuán)經(jīng)解絮后的污泥中回收磁種。
所述磁種為磁性鐵礦物，其粒徑在0. Olmm 0. 15mm。
磁性絮團(tuán)解絮中高速攪拌轉(zhuǎn)速為1500-3000r/min。
磁種回收工序采用的設(shè)備為滾筒式磁選機(jī)；所述的滾筒式磁選機(jī)的磁場強(qiáng)度為 2500-4000( 。
除雜工序所采用的設(shè)備為圓筒篩；圓筒篩篩網(wǎng)為Imm 5 mm。
所述磁分離步驟中的磁分離器為磁盤。
本發(fā)明的有益效果如下1、本發(fā)明的處理工藝在處理煤炭深井礦井水中運(yùn)行可靠，磁粉回收率高，解決了煤炭深井礦井水水處理技術(shù)領(lǐng)域中未解決的技術(shù)難題。
2、本發(fā)明的處理工藝適應(yīng)深井作業(yè)，同時(shí)全流程自然落差小于1米，操作安全性高，且全流程采用自流，無需任何提升動力。
3、本發(fā)明的處理工藝最終排除的懸浮物為煤泥，該部分煤泥可回收，實(shí)現(xiàn)了污染物零排放。
4、本發(fā)明對煤炭深井礦井水磁性絮體進(jìn)行分離前，采用了高速攪拌方式對磁性絮體實(shí)施強(qiáng)制分散，使包裹在磁種外的非磁性雜質(zhì)脫離磁種分散于水中，因而可以保證后續(xù)分離回收的磁粉純度，保證其回收率達(dá)到99%以上。
5、由于污水不同，對磁種的粒徑大小要求也不同，從而獲得的磁性絮體的狀態(tài)不同。煤炭深井礦井水中主要含有以煤屑為主的懸浮物，具有色黑、加磁混凝后形成的礬花結(jié)構(gòu)松散、沉降速度慢等特點(diǎn)。當(dāng)磁種的粒徑大小在0. Olmm 0. 15mm，可以與礦井水懸浮物形成比較穩(wěn)定的磁性絮體。
6、不同的高速攪拌的分散效果不同，針對煤炭深井礦井水特殊磁性絮體，高速攪拌轉(zhuǎn)速為1500-3000r/min時(shí)，磁性和非磁性物質(zhì)的分離效果最好。
7、煤礦井下生產(chǎn)使用的采掘機(jī)械需要使用乳化油和機(jī)油，油類物質(zhì)進(jìn)入礦井水中，采用常規(guī)混凝、斜板沉淀和過濾技術(shù)不能有效去除礦井水中的油類物質(zhì)。采用本發(fā)明工藝，可以有效除去礦井水中的油類物質(zhì)。
8、目前一般的煤炭深井礦井水水處理工藝占地面積大且土建工程量大，對小煤礦不是很實(shí)用，采用本發(fā)明工藝處理礦井水，具有占地面積小、使用壽命長、工藝簡單、操作管理方便、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的凈化處理工藝流程圖。
如圖1所示，本發(fā)明的工作流程為一種煤炭深井礦井水的處理工藝，經(jīng)除去毛發(fā)、塑料、布料等雜物之后的礦井水，被提升至混凝系統(tǒng)中，在混凝系統(tǒng)中投加磁種和混凝劑，形成均勻、細(xì)小的磁性礬花。隨后自流到絮凝攪拌器中，在低速攪拌狀態(tài)下投加絮凝劑， 使磁性礬花形成以磁種作為“核”的磁性絮團(tuán)。帶有磁性絮團(tuán)的礦井水流經(jīng)磁分離系統(tǒng)，利用磁分離系統(tǒng)中的永磁體產(chǎn)生的高強(qiáng)磁力實(shí)現(xiàn)磁性絮團(tuán)與礦井水的快速分離。
將磁性絮團(tuán)進(jìn)行高速攪拌，其轉(zhuǎn)速為1500-3000r/min，分散出磁性絮團(tuán)中的污泥和磁種；然后從磁性絮團(tuán)經(jīng)解絮后的污泥中回收磁種，回收后的磁種被再次配制成一定濃度的溶液進(jìn)行循環(huán)使用，凈化處理后的礦井水可直接外排或回用，污泥濃縮，可作為煤餅使用。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明內(nèi)容作進(jìn)一步說明，盡管通過參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例，已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
實(shí)施例1某煤炭深井礦井水凈化處理工程現(xiàn)場，處理規(guī)模6000m3 /d。利用本發(fā)明權(quán)利要求7所述的技術(shù)方案進(jìn)行處理，圓筒篩篩網(wǎng)為Imm ；高速攪拌轉(zhuǎn)速為3000r/min ；磁種為磁性鐵礦物，其粒徑在0. 13mm ；磁種回收工序采用的設(shè)備為滾筒式磁選機(jī)，其磁場強(qiáng)度為2500 ；磁分離工序采用的磁分離器為磁盤結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)驗(yàn)情況如下進(jìn)水SS在505. 4mg/L是，出水SS為8. 6mg/L,去除率為98. 3%。進(jìn)水濁度為610NUT 的情況下，出水濁度為8NTU，去除率為98. 6%。進(jìn)水TP為0. 625mg/L的情況下，出水TP為 0. 087mg/L，去除率為86. 1%。進(jìn)水COD為127mg/L,出水COD為47mg/L，去除率為63%。污泥產(chǎn)率為0. 1%，磁種回收率為97. 9%。
實(shí)施例2某煤礦深井礦井水凈化處理工程現(xiàn)場，處理規(guī)模10000m3 /d。利用本發(fā)明權(quán)利要求8技術(shù)方案進(jìn)行處理，圓筒篩篩網(wǎng)為5mm ；高速攪拌轉(zhuǎn)速為1500r/min ；磁種為磁性鐵礦物，其粒徑在0. 03mm ；磁種回收工序采用的設(shè)備為滾筒式磁選機(jī)，其磁場強(qiáng)度為4000 ；磁分離工序采用的磁分離器為磁盤結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)驗(yàn)情況如下進(jìn)水SS在4Mmg/L是，出水SS為6. Omg/L,去除率為98. 7%。進(jìn)水濁度為532NUT的情況下，出水濁度為6. 6NTU，去除率為98. 8%。進(jìn)水TP為0. 17mg/L的情況下，出水TP為 0. 013mg/L,去除率為92. 4%。進(jìn)水COD為54mg/L,出水COD為28mg/L,去除率為48%。污泥產(chǎn)率為0. 18%，磁種回收率為97. 3%。
實(shí)施例3某煤礦深井礦井水凈化處理試驗(yàn)現(xiàn)場，處理規(guī)模1400m3 /d。利用本發(fā)明權(quán)利要求8技術(shù)方案進(jìn)行處理，圓筒篩篩網(wǎng)為3mm ；高速攪拌轉(zhuǎn)速為2000r/min ；磁種為磁性鐵礦物，其粒徑在0. 15mm ；磁種回收工序采用的設(shè)備為滾筒式磁選機(jī)，其磁場強(qiáng)度為3000 ；磁分離工序采用的磁分離器為磁盤結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)驗(yàn)情況如下在進(jìn)水SS為604. 7mg/L的情況下，出水SS為14. ang/L，去除率為97. 6%。進(jìn)水TP為 0. 705mg/L的情況下，出水TP為0. 108mg/L，去除率為97. 1%。進(jìn)水COD為56. 7，出水COD 為23. 2，去除率為58. 2%。污泥產(chǎn)率為0. 2%，磁種回收率為98. 5%。
權(quán)利要求
1.一種煤炭深井礦井水的處理工藝，包括除雜、加磁混凝、絮凝、磁分離和磁性絮團(tuán)解絮、磁種回收工序，其特征在于磁性絮團(tuán)解絮是指將經(jīng)過磁分離工序分離出的磁性絮團(tuán)加水進(jìn)行高速攪拌；磁種回收是從磁性絮團(tuán)經(jīng)解絮后的污泥中回收磁種。
2.權(quán)利要求1所述的一種煤炭深井礦井水的處理工藝，其特征在于所述磁種為磁性鐵礦物，其粒徑在0. Olmm 0. 15mm。
3.權(quán)利要求2所述的一種煤炭深井礦井水的處理工藝，其特征在于磁性絮團(tuán)解絮中高速攪拌轉(zhuǎn)速為3000-5000r/min。
4.權(quán)利要求3所述的一種煤炭深井礦井水的處理工藝，其特征在于磁種回收工序采用的設(shè)備為滾筒式磁選機(jī)。
5.權(quán)利要求4所述的一種煤炭深井礦井水的處理工藝，其特征在于所述的滾筒式磁選機(jī)的磁場強(qiáng)度為1500-3000GS。
6.權(quán)利要求5所述的一種煤炭深井礦井水的處理工藝，其特征在于除雜工序所采用的設(shè)備為圓筒篩。
7.權(quán)利要求6所述的一種煤炭深井礦井水的處理工藝，其特征在于圓筒篩篩網(wǎng)為 Imm 5 mm0
8.權(quán)利要求7所述一種煤炭深井礦井水的處理工藝，其特征在于所述磁分離步驟中的磁分離器為磁盤。
全文摘要
本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，特別涉及一種煤炭深井礦井水的處理工藝。該工藝包括除雜、加磁混凝、絮凝、磁分離和磁性絮團(tuán)解絮、磁種回收工序，所述磁性絮團(tuán)解絮是指將經(jīng)過磁分離工序分離出的磁性絮團(tuán)加水進(jìn)行高速攪拌，分散出磁性絮團(tuán)中的污泥和磁種；磁種回收是從磁性絮團(tuán)經(jīng)解絮后的污泥中回收磁種。本發(fā)明的處理工藝在處理煤炭深井礦井水中運(yùn)行可靠，磁粉回收率高，解決了煤炭深井礦井水水處理技術(shù)領(lǐng)域中未解決的技術(shù)難題。
文檔編號C02F1/52GK102515325SQ201110422459
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者倪明亮, 陳立 申請人:四川環(huán)能德美科技股份有限公司