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一种酸性含悬浮物的矿井 水处理系统

阅读：515发布：2024-02-16

专利汇可以提供一种酸性含悬浮物的矿井水处理系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种酸性含悬浮物矿井水处理系统。该系统主要由三个部分组成：中和调节曝气池，混合区，沉淀区。矿井水首先经过中和调节曝气池来进行第一步中和处理和曝气处理，处理后的水进入混合区，经混合处理后流入沉淀区进行最后一步沉淀处理。经过三个工序的处理后可用于普通的工业生产用水。该系统最大限度地提高矿井水的处理速率，利用新设备与新工艺来提高矿井水在处理过程中的反应不彻底及处理后的矿井水达标程度低等特点，新的工艺流程及设备设置将也将减少传统设备与方法的占地面积大、工艺流程难以控制的问题。，下面是一种酸性含悬浮物的矿井水处理系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种酸性含悬浮物的矿井水处理系统，其特征在于，该系统主要由三个部分组成：中和调节曝气池，混合区，沉淀区；矿井水首先经过中和调节曝气池来进行第一步中和处理和曝气处理，处理后的水进入混合区，经混合处理后流入沉淀区进行最后一步沉淀处理，经过三个工序的处理后可用于普通的工业生产用水。
2.根据权利要求1所述的矿井水处理系统，其特征在于，所述中和调节曝气池有两部分组成，在该池中进行两种反应，中和调节曝气池前一部分进行中和反应，后一部分进行曝气处理，在中和反应区，所投加的中和药剂为轻烧镁粉，在曝气处理区，由2台罗茨鼓风机与曝气管道组成；调节曝气池停留时间2小时，气水体积比5：1，鼓风机风量9m3/min，功率12KW；
该池内配有液位监测仪与pH值测量仪，两者通过PLC的控制进行相互作用，当液位到达设置好的高度时进行投加轻烧镁粉，通过pH值的大小来调节轻烧镁粉的投入量。
3.根据权利要求1所述的矿井水处理系统，其特征在于，所述混合区高度一体化，由搅拌器，加热器，液位传感器，温度传感器，PLC控制的进水口、出水口与加药口组成；当液位达到指定高度时，经由液位传感器将液位信号传送至PLC控制中心、PLC控制系统通过信号输出控制加药口与搅拌器，温度传感器通过对温度的测量后将温度信息的信号传输至PLC控制中心，水温低于设定的温度则加热器开始工作直至水温达标，水温达标后出水口电磁阀打开自动出水。
4.根据权利要求1所述的矿井水处理系统，其特征在于，所述沉淀区由重新设计的上向流斜管沉淀池组成，该斜管沉淀池由配水槽、整流墙、斜管体、淹没孔口、集水槽、污泥斗、穿孔排泥管、阻流板、过滤填料层、压缩空气管组成，该沉淀区实现了沉淀过滤一体化；其中，斜管体中每根斜管配置一个压缩空气管，压缩空气管内径远远小于斜管内径，压缩空气的吹气时长为5min，吹气时期间隔为30min，过滤填料层的填料为锰砂，填料层厚度为50cm。
5.根据权利2所述的中和调节曝气池，其检测液位高度及液体pH值的液位监测仪及pH值测量仪均具有耐腐蚀、防尘、防爆的功能。
6.根据权利2与权利3所述的PLC控制系统，两者皆隶属于整体PLC控制系统之中，整体PLC控制系统可外接。

说明书全文

一种酸性含悬浮物的矿井水处理系统

技术领域

[0001] 本发明涉及煤矿矿井水处理利用工艺领域，具体涉及一种处理酸性含悬浮物矿井水的方法。

背景技术

[0002] 煤矿酸性矿井水一般是指PH值小于6.0的矿井水。酸性矿井水具有很强的腐蚀性，其含有大量的硫酸根、亚铁离子、及其他的金属离子。由于酸性矿井水pH较低，对煤机设备及管道有很强的腐蚀性，若乱排乱放将会对地下水与地表水造成严重的污染。我国的酸性矿井水大约占矿井水总数的百分之十。目前阶段的酸性矿井水处理设备及工艺占地面积较大，工艺体系复杂，矿井水的处理速率较慢，设备的维修与运行成本较高。

发明内容

[0003] 本发明为了最大限度地提高矿井水处理的速率，利用新设备与新工艺来提高矿井水在处理过程中的反应不彻底及处理后的矿井水达标程度低等问题。新的工艺流程及设备将减少传统设备与工艺的占地面积大、工艺难于控制等问题；本发明的目的是这样实现的：该系统主要由三个部分组成：中和调节曝气池，混合区，沉淀区。矿井水首先经过中和调节曝气池来进行第一步中和处理和曝气处理，处理后的水进入混合区，经混合处理后流入沉淀区进行最后一步沉淀处理。经过三个工序的处理后可用于普通的工业生产用水。

[0004] 所述的中和调节曝气池有两部分组成，在该池中进行两种反应，中和调节曝气池前一部分进行中和反应，后一部分进行曝气处理。在中和反应区，所投加的中和药剂为轻烧镁粉，在曝气处理区，由2台罗茨鼓风机与曝气管道组成，罗茨鼓风机与曝气管道相连、对矿井水进行曝气处理。调节曝气池停留时间2小时，气水体积比5：1，鼓风机风量9m3/min，功率12KW。中和调节曝气池内配有液位监测仪与pH值测量仪，两者通过PLC进行控制，当液位到达设置好的高度时进行投加轻烧镁粉，通过pH值的大小来调节轻烧镁粉的投入量。

[0005] 所述的混合区高度一体化，由搅拌器，加热器，液位传感器，温度传感器，PLC控制的进水口、出水口与加药口组成，当液位达到一定高度时，经由液位传感器传送至PLC控制中心、PLC控制系统通过信号输出控制加药口与搅拌器，温度传感器通过对温度的测量后将温度信息的信号反馈至PLC控制中心，水温低于设定的温度则加热器开始工作直至水温达标。水温达标后出水口电磁阀打开自动出水。

[0006] 所述的沉淀区由斜管沉淀池组成，该斜管沉淀池由配水槽、整流墙、斜管体、淹没孔口、集水槽、污泥斗、穿孔排泥管、阻流板、锰砂过滤填料层、压缩空气管组成，该沉淀区实现了沉淀过滤一体化，其中过滤填料层的填料为锰砂，填料层厚度为50cm，压缩空气管在锰砂过滤层下，其内径为10mm，压缩空气管管口深入至斜管中部对斜管体吹入压缩空气，吹气时长为5min，吹气时期间隔为30min。

[0007] 所述的中和调节曝气池，其检测液位高度及液体PH值的液位监测仪及PH值测量仪均具有耐腐蚀、防尘、防爆的功能。

[0008] 中和调节曝气池与混合区的PLC控制系统，两者皆隶属于整体PLC控制系统之中。

[0009] 以上发明所述的技术方案中所采取的酸性含悬浮物矿井水处理流程，相比传统的酸性矿井水处理，其设备更加简洁，占用空间更小，反应速率更快。附图说明

[0010] 图1 酸性含悬浮物矿井水处理工艺流程图，图2 中和调节曝气池示意图，图3 混合区示意图，图4 沉淀区示意图。

具体实施方式

[0011] 酸性含悬浮物矿井水处理系统的工艺流程如下：酸性含悬浮物矿井水处理采用“中和曝气—混合一沉淀”的流程。

[0012] 工艺流程为：矿井水原水通过井下的曝气调节池投入轻烧镁粉进行中和反应以出去其酸性，通过罗茨鼓风机进行曝气处理，然后通过提升泵的作用使中和曝气后的矿井水进行提升，提升后的矿井水进入混合区进行充分混合，混合后矿井水进入沉淀区，在沉淀区中进行沉淀与过滤。经过这三个区间处理后的水可用于一般生产用水。

[0013] 中和调节曝气池部分：中和调节曝气池位于井下，其分为两个部分，用墙体隔开，前一部分起中和作用，后一部分起调节、曝气作用。矿井水原水通过矿井水入口进入曝气调节池，在中和反应区内投入轻烧镁粉进行中和反应，其目的是出去矿井水的酸性。中和后的矿井水进入曝气调节区，在此区间内，通过罗茨鼓风机与曝气管相结合的作用，通过高压空气对中和后的矿井水进行曝气处理，处理后的矿井水由出水管排向混合区。由于处于井下，调节曝气池的高度设计不超过3米，可充分利用井下空间，调节池池体中间由墙体隔开但非完全隔开，墙体底部与调节池的底部留有50cm的距离，以便于中和后的矿井水流入曝气调节区。此外，中和调节池与曝气调节池的所占空间比例为1:2（也可根据实际情况自行调节）。如此设计第一工序的优势有：1.调节曝气池实现了一池多用，减少了占地面积。中和反应用轻烧镁粉作为中和药剂，相比以往的石灰中和处理时的缓冲能力差、投药量不易控制、容易中和过度，且处理成本较高的缺点，轻烧镁粉来源于菱镁矿尾矿、是废品，生产成本很低，以其作为中和药剂，反应更容易控制，与用石灰、烧碱中和处理比较，所生成的沉淀大而密实，很容易沉淀、澄清和过滤。因此，轻烧镁粉用作中和剂来处理酸性废水，以废治废，经济效益更加显著。

[0014] 混合区部分：混合区由进水口，搅拌器，投药口，加热器，出水口五个主要部分组成。上一工序处理过的水由进水口进入混合区，当液面达到指定高度后，液位传感器4将液位信息传输至PLC控制中心，当液位达到指定高度时，PLC输出信号控制搅拌器3开始工作，同时加药口电磁阀6经由PLC控制系统自动打开，开始加药，同时加热器7也开始工作。在混合区进行的反应为混凝反应，混合区内混凝反应是矿井水处理关键一步，药物与矿井水的混合程度影响着反应速率，因此搅拌器的搅拌作用使药物与矿井水的混合程度达到最好。此外、药物的投加量及反应区内的的温度对反应的进程具有重要影响，投机的药物（即混凝剂）为聚合氯化铝（PAC）与聚丙烯酰胺（PAM）。混凝剂的投加过程中，由于聚合氯化铝的水解作用导致的水。温下降对混凝反应的影响，温度传感器5时刻对水温进行检测，根据检测情况来自动调节混凝剂的加入量和加热器的加热时间，水温达标、反应结束后出水口电磁调节阀8打开，经由出水口9出水至下一工序。混凝反应是水解反应，是吸热的过程，因此会使反应后的水温降低，从而使反应速率降低，而通过加热器的作用，可以使水温提升，以抵消温度的变化所造成的影响。PLC控制系统的加入，使自动加药，自动升温等过程变得更加简单易行。

[0015] 沉淀区部分：矿井水经混合区混合处理后流入沉淀区，沉淀区由重新设计上向流斜板沉淀池组成。沉淀区的斜管沉淀池原理是浅池理论。其主要工作流程是：液体经由配水槽1、淹没孔口2、整流墙3，再经阻流板6的阻流作用后，从斜管体4底部流入，沿板壁向上流动，泥渣在管中沉淀，在管底部划出，污泥经污泥斗7和穿孔排泥管8相结合作用将污泥排出，沉淀后的矿井水通过锰砂过滤填料层9进行过滤处理，出水可达一般生产用水标准。在实际生产中，对于传统的斜管沉淀池，其反应过程中存在着斜管棺材易老化及堵塞的缺点，而这些缺点直接影响斜管沉淀池的使用寿命，因此，在该设计中，对沉淀池的斜管体顶部（即斜管体出水口处）进行反吹设计，通过加入压缩空气管，每根斜管配置一个压缩空气管，压缩空气管内径远远小于斜管内径，对斜管体出水口吹入压缩空气。反吹处理可适当减缓水流，使附着在管内壁的泥渣重新返回至沉淀区内，这样的设计也可使斜管的清洗变得简单易行，反吹的时间为5分钟、反吹间隔为30分钟，也可根据实际情况自行确定，以确保沉淀高效进行。此外，锰砂过滤填料层的加入使沉淀池中亦集成了过滤工序，使沉淀过滤实现了一体化，减少了因设置过滤器而增加的占地面积。相比传统的斜管沉淀池，该沉淀池结构紧凑，占地面积小，能更高效的使沉淀与过滤工艺同步进行。

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