一種煤礦礦井水井下凈化處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水處理技術(shù)，具體涉及一種礦井水的井下凈化處理裝置，屬于環(huán) 境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤礦井下礦井水廢水主要是由巷道揭露和采空區(qū)塌陷波及地下水源所致，其來源 主要是大氣降水、地表水、斷層水、含水層水、采空區(qū)水等。煤礦井下礦井水由于沖刷煤層、 并受井下采煤設(shè)備的液壓油、潤滑油泄露等的影響而產(chǎn)生含油礦井廢水。因此，礦井水的水 質(zhì)特點(diǎn)是：懸浮物含量高，濁度高；懸浮物粒度小、密度小、沉降性能較差；混凝效果差，混 凝過程中難以形成礬花，一般需要投加混凝劑和助凝劑來改善廢水的沉降性能；含有較高 的乳化油、溶解油類物質(zhì)。
[0003] 現(xiàn)有的煤礦礦井水處理工藝流程一般為：礦井水--調(diào)節(jié)池--提升栗--混凝沉 淀反應(yīng)沉淀池--過濾--消毒--達(dá)標(biāo)排放，其中所述的達(dá)標(biāo)是指達(dá)到國家污水綜合排放標(biāo) 準(zhǔn)。若需要使礦井水達(dá)到回用或飲用水用途，還需要對(duì)礦井水進(jìn)行進(jìn)一步脫除有機(jī)污染物、 除鹽等深度處理。目前常用的深度處理工藝包括超濾、納濾和反滲透等技術(shù)。
[0004] 目前，對(duì)于煤礦礦井水處理的主要問題是礦井水的預(yù)處理部分，主要是在混凝沉 淀反應(yīng)單元，一般采用斜板（或斜管）沉淀池的形式。但由于礦井水中的懸浮物濃度較高， 斜板（或斜管）填料經(jīng)常出現(xiàn)被積聚的懸浮物壓垮的情況，嚴(yán)重影響深度處理系統(tǒng)的運(yùn)行 效果和處理效率。另外，煤礦礦井水中一般含有較高的乳化油、溶解油類物質(zhì)。而現(xiàn)有礦井 水處理技術(shù)的除油效果極其有限。甚至現(xiàn)有礦井水處理系統(tǒng)無除油措施；而且現(xiàn)有斜板沉 淀池填料易被堆積的懸浮物壓垮，提升費(fèi)用較高、占地面積較大等問題。煤礦礦井水的處理 與利用的常規(guī)方法往往是將井下礦井水提升至地面進(jìn)行處理后，部分在地面利用或外排， 部分再返回到井下利用，存在的主要問題除提升費(fèi)用較高，需要較大的占地面積，還存在施 工難度和工程量大、相應(yīng)管路鋪設(shè)費(fèi)用高等缺點(diǎn)。
[0005] 針對(duì)礦井水處理的上述問題，中國礦業(yè)大學(xué)（北京）何緒文、張先等發(fā)明了一種礦 井水井下處理系統(tǒng)（發(fā)明名稱：礦井水井下處理系統(tǒng)；授權(quán)公告號(hào)：CN101177324B)，該礦井 水井下處理系統(tǒng)布置在井下，包括沉淀系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、阻垢系統(tǒng)、供水系統(tǒng)，礦井水首先經(jīng) 過沉淀系統(tǒng)沉淀，再經(jīng)過濾系統(tǒng)過濾，后經(jīng)阻垢系統(tǒng)阻垢后，得到可以回用的清水。所述沉 淀系統(tǒng)包括沉淀池，沉淀池包括平流區(qū)和斜板區(qū)，礦井水依次過平流區(qū)和斜板區(qū)進(jìn)行沉淀。 所述過濾系統(tǒng)包括初級(jí)過濾器、精過濾器，精過濾器為雙濾料精過濾器，其內(nèi)部設(shè)有果殼濾 料和陶粒濾料兩種濾料。阻垢系統(tǒng)的阻垢儀為電子型或永磁型的阻垢裝置。還包括反沖洗 裝置，用于對(duì)過濾系統(tǒng)進(jìn)行清洗。雖然該處理系統(tǒng)適用于煤礦礦井水的井下處理，但是該處 理系統(tǒng)僅適用于對(duì)煤礦高懸浮物、含鐵錳礦井水的處理效果明顯，對(duì)于通常的懸浮物含量 高并且乳化油、溶解油類物質(zhì)含量高的礦井水的仍然存在沒有除油措施的處理缺陷，而且 該系統(tǒng)還存在流程冗長、一次性投資費(fèi)用高等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有含油、含懸浮物濃度高的煤礦礦井水的凈化處理中存在 的技術(shù)問題，提供一種煤礦礦井水井下凈化處理的裝置和處理方法。本發(fā)明的凈化處理裝 置，結(jié)構(gòu)簡單、成本低，布置在井下避免了地面處理時(shí)占地面積大、污染環(huán)境、需要鋪設(shè)長距 離管路等缺陷；而且本發(fā)明方法在井下凈化礦井水不僅對(duì)礦井水中的懸浮物進(jìn)行脫出還 對(duì)礦井水中的油污進(jìn)行脫出，凈化處理效果顯著，除油降濁效率高，油污和懸浮物的去除率 尚。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明一方面提供一種煤礦礦井水井下凈化處理方法， 包括對(duì)礦井水在井下進(jìn)行油水分離處理，去除礦井水中油污。
[0008] 其中，采用除油填料對(duì)礦井水在井下進(jìn)水所述的油水分離處理。
[0009] 特別是，所述除油填料是由多個(gè)除油單元彼此連接而成除油填料亞層，然后由至 少2層除油填料亞層豎向依次疊合排列而成，相鄰兩個(gè)除油填料亞層之間的間距為3-7cm， 優(yōu)選為5cm。
[0010] 尤其是，所述除油填料的高度為30-100cm，優(yōu)選為30-60cm，進(jìn)一步優(yōu)選為50cm。
[0011] 特別是，所述除油填料的材質(zhì)選擇聚丙烯（PP)、聚氯乙烯（PVC)、玻璃鋼（FRP)或 PC/ABS合成塑料，優(yōu)選為PC/ABS合成塑料。
[0012] 本發(fā)明另一方面提供一種礦井水井下凈化處理方法，采用礦井水井下凈化處理設(shè) 備依次對(duì)礦井水進(jìn)行沉淀處理，使礦井水中的懸浮物與水流發(fā)生固液分離，去除懸浮物；對(duì) 礦井水進(jìn)行除油處理，使礦井水中的油污與水流發(fā)生油水分離，去除油污。
[0013] 其中，所述沉淀處理、除油處理過程中礦井水的流速為0. 8-1. 5m/s，優(yōu)選為lm/s。
[0014] 特別是，所述礦井水井下凈化處理設(shè)備包括水池、進(jìn)水管、除泥-除油裝置、出水 管和排泥裝置，其中，水池內(nèi)設(shè)置兩塊豎向隔板，將水池分割成進(jìn)水區(qū)、除泥-除油區(qū)、出水 區(qū)，所述除泥-除油裝置設(shè)置在除泥-除油區(qū)內(nèi)。
[0015] 其中，進(jìn)水區(qū)與水池的容積之比為0.05-0. 2 :1 ;除泥-除油區(qū)與水池的容積之比 為0. 6-0. 9 :1 ;出水區(qū)與水池的容積之比為0. 05-0. 2 :1，即進(jìn)水區(qū)的容積：除泥-除油區(qū)的 容積：出水區(qū)的容積為〇· 05-0. 2 :0· 6-0. 9 :0· 05-0. 2。
[0016] 特別是，所述水池為長方體型或正方體型。
[0017] 尤其是，所述水池的深度彡150cm。
[0018] 特別是，所述除泥-除油區(qū)用于礦井水的固液分離、油水分離；所述出水區(qū)用于儲(chǔ) 存或暫時(shí)存放凈化后的礦井水。
[0019] 其中，所述位于進(jìn)水區(qū)與除泥-除油區(qū)之間的第一隔板的頂部與水池的上沿平 齊，下端距離水池底部一定距離。
[0020] 特別是，所述第一隔板的下端距離水池底部的高度為30-50cm，優(yōu)選為40cm。
[0021] 尤其是，所述第一隔板的上部開設(shè)有水流通道，使得進(jìn)水區(qū)與除泥-除油區(qū)在上 部相互連通。
[0022] 特別是，所述水流通道的孔徑為l-3cm，優(yōu)選為2cm。
[0023] 其中，所述位于出水區(qū)與除泥-除油區(qū)之間的第二隔板的頂部低于水池的上沿， 其下部延伸至水池底部，將除泥-除油區(qū)與出水區(qū)的下部分割成兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分。
[0024] 特別是，所述第二隔板的上端距離水池頂部的高度為10-30cm，優(yōu)選為20cm。
[0025] 尤其是，所述第二隔板的上部上開設(shè)有水流通道，使得出水區(qū)與除泥-除油區(qū)在 上部相互連通。
[0026] 特別是，所述水流通道的孔徑為l-3cm，優(yōu)選為2cm。
[0027] 特別是，所述第一隔板、第二隔板分別與水池的內(nèi)壁固定連接。
[0028] 其中，所述除泥-除油裝置包括自下而上排列的沉降懸浮物的斜板沉淀填料層、 油水分離的除油填料層、收集油污的集油管，所述斜板沉淀填料層形成斜板沉淀區(qū)，除油填 料層形成除油區(qū)，所述集油管設(shè)置在水池的上部。
[0029] 特別是，斜板沉淀填料層的高度為30-lOOcm，優(yōu)選為30-60cm，進(jìn)一步優(yōu)選 為50cm;斜板沉淀填料層的傾斜角度為45-65°，優(yōu)選為60° ;除油填料層的高度為 30_100cm，優(yōu)選為30_60cm，進(jìn)一步優(yōu)選為50cm。
[0030] 尤其是，所述斜板沉淀填料、除油填料的材質(zhì)選擇聚丙烯（PP)、聚氯乙烯（PVC)、 玻璃鋼（FRP)或PC/ABS合成塑料，優(yōu)選為PC/ABS合成塑料。
[0031] 其中，所述斜板沉淀填料層與所述除油填料層彼此分離，間隔30-50cm，優(yōu)選為 40cm〇
[0032] 特別是，所述斜板沉淀填料層與所述除油填料層之間的間隔距離與水池的深度之 比為1 :4-6,優(yōu)選為1 :5。
[0033] 其中，所述斜板沉淀填料層設(shè)置在距離水池底部30-50cm處，優(yōu)選為40cm，即斜板 沉淀填料層距離水池底部的高度為30-50cm，優(yōu)選為40cm。
[0034] 特別是，所述斜板沉淀填料層距離水池底部的高度與水池深度之比為1 :4-6,優(yōu) 選為1 :5。
[0035] 特別是，所述第一隔板的下端與所述斜板沉淀填料層的底部相齊平或者延伸至所 述斜板沉淀填料層的底部以下。
[0036] 尤其是，所述第一隔板的下端距離水池底部的高度為30-50cm，優(yōu)選為40cm。
[0037] 特別是，所述第一隔板上部與所述除油填料層相對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有水流通道，使得 進(jìn)水區(qū)與除泥-除油區(qū)在上部相互連通。
[0038] 其中，所述除油填料層距離水池頂部的高度彡10-30cm，優(yōu)選為彡20cm，即除油填 料層距離水池頂部的高度至少為10-30cm。
[0039] 特別是，第二隔板的頂端高于所述除油填料層頂部的高度為20-40cm，優(yōu)選為 30cm〇
[0040] 其中，所述除油填料層由至少