矿井水处理系统的制作方法

本实用新型属于矿井水净化设备领域，具体涉及一种矿井水处理系统。

背景技术：

在煤炭开采过程中，地下水与煤层、岩层接触，加上人类的活动的影响，发生了一系列的物理、化学和生化反应，因而水质具有显著的煤炭行业特征：矿井水的悬浮物含量远远高于地表水，感官性状差，且所含悬浮物的粒度小、比重轻、沉降速度慢、混凝效果差，除悬浮物外矿井水中还含有废机油、乳化油等有机物污染物，若不经处理直接排放，将会对周围水体环境造成严重污染。

现有的矿井水处理系统中混凝絮凝、沉淀和过滤这三道工序均需要在单独的区域内进行，设备占地面积大，成本投入高，且药品的使用量大，运行成本也高。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型旨在提供一种具有澄清过滤机，有效减小占地面积和药品使用量的矿井水处理系统。

为此，本实用新型所采用的技术方案为：一种矿井水处理系统，包括调节池、中和曝气池、消毒排放池和污泥池，所述调节池内的矿井水经第一提升泵提升后进入中和曝气池，还包括澄清过滤机，所述中和曝气池内的矿井水经第二提升泵提升后进入澄清过滤机，所述第二提升泵的进水管与pac投加设备相连，所述第二提升泵的出水管与pam投加设备和重捕剂投加设备相连；

所述澄清过滤机包括机体，在所述机体内从底部到顶部依次设置有泥斗、澄清层、过滤层和出水堰，在所述机体底部设置有与第二提升泵相连的喷射器，在所述机体内还设置有第一反应室和第二反应室，所述喷射器的出水口伸入第一反应室的底部进水口内，所述第一反应室的顶端伸到第二反应室内靠顶部的位置，污水从第一反应室底部进入后，从顶部溢流到第二反应室，所述第二反应室的出水口位于其底部，且第二反应室的出水口位于澄清层下方，污水从第二反应室出来后依次经过澄清层、过滤层后流入出水堰，所述出水堰的出水口与消毒排放池的进水口相连，所述泥斗的排泥口与污泥池相连。

采用以上结构，调节池用于对矿井水均质均量，中和曝气池用于对矿井水曝气，并调节矿井水的ph值，澄清过滤机为用于矿井水的絮凝、澄清和过滤的一体化设备，消毒排放池用于对澄清过滤机的出水消毒后排放，污泥池用于收集澄清过滤机内沉淀的污泥，便于集中处理。

作为优选，所述过滤层为漂浮在水面上的轻质滤料，在所述出水堰下方设置有阻挡轻质滤料的滤板，所述滤板上设置有若干均匀分布的喷头，所述第二反应室的顶端伸到澄清层和过滤层之间，在所述第二反应室和过滤层之间设置有反冲洗装置，所述反冲洗装置包括依次相连的进水管、反冲洗主管和若干均匀分布的反冲洗支管，所述反冲洗支管的一端与反冲洗主管连通，另一端水平延伸并固定在机体内壁上，在所述反冲洗支管上设置有若干朝向过滤层的冲洗喷头，在所述机体上设置有反冲洗进水口和反冲洗排水口，所述进水管与反冲洗进水口相连，所述反冲洗排水口位于反冲洗支管509c和澄清层之间，且与所述调节池相连。采用以上结构，过滤层漂浮在整个水面上，增大了过滤面积，提高了过滤速度；过滤层的位置能够通过水面高度进行调节，因此在进行反冲洗时可以通过降低过滤层高度，从而缩短过滤层与反冲洗支管的距离，提高反冲洗效果，同时在反冲洗时轻质滤料更为分散，使反冲洗更为彻底。

作为优选，所述机体为圆筒形，所述反冲洗主管安装在第二反应室上方，并与机体同轴设置，所述反冲洗支管均径向延伸，所述进水管水平延伸并位于反冲洗支管上方。采用以上结构，反冲洗支管布置合理，进一步提高反冲洗效果，进水管位于反冲洗支管上方，更为节能。

作为优选，所述机体为圆筒形，其下部直径从上到下逐渐缩小形成圆台形的沉淀区，所述泥斗的顶部开口与沉淀区的上部连通，所述排泥口位于泥斗下部。采用以上结构，泥斗与沉淀区的上部连通，使得进入泥斗的污泥不会在水力喷射的作用下再次循环，降低了泥斗内污泥的含水率，提高了沉淀效果。

作为优选，所述机体通过四个呈矩形布置的支腿支撑，所述泥斗的尺寸从上到下逐渐缩小，且其底部形成与支腿底面齐平的支撑面。采用以上结构，利于污泥进入泥斗，同时泥斗能够作为机体的辅助支撑，使机体的安装结构更为稳定。

作为优选，所述出水堰呈十字形，且其十字交叉中心与机体中心重合。采用以上结构，出水从出水堰的两侧进入出水堰，缩短了各喷头与出水堰之间的平均距离，各喷头的出水速度更为均匀。

作为优选，在所述中和曝气池和澄清过滤机之间设置有提升池，所述中和曝气池的出水口与提升池的进水口相连，所述提升池的出水经第二提升泵提升后进入澄清过滤机。采用以上结构，设置提升池能够保护第二提升泵，避免第二提升泵受到中和曝气池中循环水流的影响，同时使矿井水在中和曝气池内反应更为充分。

本实用新型的有益效果是：通过澄清过滤机实现矿井水的絮凝混凝、沉淀和过滤集成化，有效节约了设备占地面积；喷射器在喷射时利用水动力带动澄清过滤机内的污泥和药品循环，提高了絮凝效果以及药品利用率，减少了药品使用量，节约了能源；pac进入第二提升泵的进水管，在第二提升泵的作用下与矿井水充分混合，提高絮凝反应效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为澄清过滤机的结构示意图；

图3为出水堰的结构示意图；

图4为反冲洗装置的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图，对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，一种矿井水处理系统，主要由调节池1、中和曝气池2、消毒排放池3、污泥池4、澄清过滤机5、第二提升泵6、提升池7、pam投加设备8、重捕剂投加设备9、第一提升泵10和pac投加设备11组成。

如图1所示，矿井水进入调节池1均值均量后通过第一提升泵10提升进入中和曝气池2，本实施例中，设置有依次相连的两个中和曝气池2，能够避免由于中和曝气池2体积过大形成死角，在两个中和曝气池2底部均设置有曝气盘203，对矿井水进行曝气搅拌，使二价铁离子转化成三价铁离子，通过生石灰投加设备向中和曝气池2内投加生石灰，从而将矿井水的ph值调节至8.0左右，并向中和曝气池2内投加次氯酸钠使锰离子形成沉淀，提高后续处理单元铁、锰的去除率，中和曝气池2的出水口与提升池7的进水口相连，提升池7内的矿井水经第二提升泵6提升后进入澄清过滤机5，通过pac投加设备11向第二提升泵6的进水管内投加pac，pac与矿井水在第二提升泵6的泵压下充分混合，通过pam投加设备8向第二提升泵6的出水管内投加pam，并通过重捕剂投加设备9向第二提升泵6的出水管内投加重金属捕捉剂，矿井水与药品的混合液进入澄清过滤机5后，依次发生絮凝作用、沉淀作用和过滤作用，澄清过滤机5的出水进入消毒排放池3，向消毒排放池3投加消毒剂，经消毒后的出水水质优于《煤炭工业污染物排放标准》(gb20426—2006)，能够直接排放，澄清过滤机5内沉淀的污泥统一收集至污泥池4，污泥池4的污泥经压滤机压滤后，滤液回流至调节池1，滤饼则运走统一处理。

如图1至图4所示，澄清过滤机5包括机体501，在机体501内从底部到顶部依次设置有泥斗502、澄清层503、过滤层504和出水堰505，机体501为圆筒形，并通过四个呈矩形布置的支腿511支撑，机体501的下部直径从上到下逐渐缩小形成圆台形的沉淀区501c，在机体501底部的相对两侧分别设置有一个泥斗502，每个泥斗502的顶部开口与沉淀区501c的上部连通，排泥口位于泥斗502下部，并与污泥池4相连，泥斗502的尺寸从上到下逐渐缩小，且其底部形成与支腿511底面齐平的支撑面；

在沉淀区501c底部设置有与第二提升泵6相连的喷射器508，在机体501内还设置有第一反应室506和第二反应室507，喷射器508的出水口伸入第一反应室506的底部进水口内，第一反应室506为从上到下直径逐渐缩小的锥形结构，第一反应室506的顶端伸到第二反应室507内靠顶部的位置，第二反应室507为圆筒形，其出水口位于其底部，且第二反应室507的出水口位于澄清层503下方；

澄清层503为斜管层，提高沉淀效果，过滤层504为漂浮在水面上的轻质滤料，并位于第二反应室507上方，过滤层504可以为陶粒或其他轻质滤料，在出水堰505下方设置有滤板512，滤板512用于阻挡轻质滤料，防止轻质滤料从出水堰505溢出，滤板512水平设置并固定在机体501的内壁上，滤板512上设置有若干均匀分布的喷头510，出水经过滤层504过滤后从各喷头510喷出；

第二反应室507的顶端伸到澄清层503和过滤层504之间，在第二反应室507和过滤层504之间设置有反冲洗装置509，反冲洗装置509包括依次相连的进水管509a、反冲洗主管509b和若干均匀分布的反冲洗支管509c，反冲洗主管509b安装在第二反应室507上方，并与机体501同轴设置，反冲洗支管509c的一端与反冲洗主管509b连通，另一端水平延伸并固定在机体501内壁上，反冲洗支管509c均径向延伸，进水管509a水平延伸并位于反冲洗支管509c上方，在反冲洗支管509c上设置有若干朝向过滤层504的冲洗喷头，在机体501上设置有反冲洗进水口501a和反冲洗排水口501b，进水管509a与反冲洗进水口501a相连，反冲洗排水口501b位于反冲洗支管509c和澄清层503之间，能够防止从反冲洗支管509c喷出的水直接从反冲洗排水口501b排出，反冲洗排水口501b与调节池1相连，在进行反冲洗时，先将反冲洗排水口501b打开，降低水位，使过滤层504更为接近反冲洗支管509c，然后打开反冲洗进水口501a，水从反冲洗进水口501a进入，依次流经进水管509a、反冲洗主管509b、反冲洗支管509c后从冲洗喷头喷出，对过滤层504进行反冲洗，冲洗后从反冲洗排水口501b排出，在反冲洗过程中始终保持过滤层504位于反冲洗支管509c上方，过滤层504距离反冲洗支管509c较近，同时轻质滤料在反冲洗过程中水流的冲击下反复翻滚、冲散再聚拢，有效提高反冲洗效果；

出水堰505呈十字形，且其十字交叉中心与机体501中心重合，喷头510喷出的水从出水堰505的两侧流入出水堰505，与现有的环形出水堰相比，缩短了各喷头510与出水堰505的平均距离，使得出水效率更高，同时各喷头510的出水更为均匀，出水堰505的出水口与消毒排放池3的进水口相连；

矿井水经喷射器508喷出，并带动沉淀区501c的污泥和药品共同进入第一反应室506，在第一反应室506发生絮凝混凝作用，初步形成矾花后从顶部溢流到第二反应室507，在第二反应室507内流速降低，进一步形成大矾花，并发生沉淀作用，沉淀的污泥部分进入泥斗502，部分在沉淀区501c随矿井水再次进入第一反应室506，成为絮凝作用的载体，提高絮凝效果，其余混合液则上流依次经过澄清层503再次沉淀、过滤层504过滤后流入出水堰505，澄清过滤机5通过混凝、絮凝、澄清过滤组合工艺，有效去除矿井水中的铁、锰、硫酸盐、ss、重金属和部分cod、bod，达到排放标准。