CN203269714U - 一种适用于矿井水井下处理的磁分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种适用于矿井水井下处理的磁分离装置，该装置包括依次连接的预处理机构、磁絮凝机构、磁沉淀机构、磁分离机构和污泥处理机构，预处理机构为一格栅；磁絮凝机构由絮凝池、搅拌器、混凝剂配制储存箱、混凝剂计量泵、助凝剂配制储存箱、助凝剂计量泵和磁种定量投加机构成；磁沉淀机构由磁沉淀池、输送分配管、吸泥泵、泥浆输送槽、泥浆输送管和吸泥泵行走控制机组成，磁分离机构由絮体分散机、磁分离器和非磁性泥浆输送管构成；污泥处理机构由污泥池、污水泵、污水输送管、污泥泵、污泥输送管、污泥脱水机和皮带输送机构成。本实用新型装置集成化程度高，占地面积少，能耗小，运行成本低，处理效果好，特别适宜建造于矿井下。

Description

一种适用于矿井水井下处理的磁分离装置

技术领域

本实用新型属于污水处理再生利用装置技术领域，具体涉及一种适用于矿井水井下处理的磁分离装置。

背景技术

矿井水是指在矿井开采过程中，从各种来源流入矿井的水。这种水在地下水与煤层、岩层接触，加上人类活动的影响，已发生了一系列的物理、化学和生化反应，因而该水水质具有显著的煤炭行业特征：悬浮物浓度高，颗粒细小难于沉淀，且含有废机油、乳化油等有机污染物。因此，矿井水的排放不仅污染环境，而且造成了有限水资源和煤粉的大量浪费，提高矿井水的利用率对于煤炭行业发展和环境保护具有双重意义。尤其是其中悬浮物的去除在矿井水处理工艺中几乎成为必不可少的重要阶段。

矿井水中的悬浮物质多为有机物（煤粉）和无机物（岩粉）的复合体，因而去除了煤粉就相当于降低了化学需氧量（COD_cr），这样才能达到排放或回用标准。而矿井水中悬浮物一般具有含量高、粒径小、沉降速度慢等特点，如果采用常规混凝方式的话，絮体形成困难，混凝沉淀效果差。

目前，矿井水的处理一般采取的是将水从地下抽至地面后再采用常规的沉淀技术进行处理。这种处理方式不仅会因矿井水的提升要消耗大量的能量，还由于矿井水与普通地表水的水质特性差异很大，具有含量高、粒径小、沉降速度慢等特点，因此所需沉淀池较多，占地面积大，药剂投加量多，成本也高。

中国专利CN100415658（2005年）公开了一种矿井水深度净化的方法及装置，该方法仍然是将水抽至井上进行处理，其主要装置包括絮凝-微滤拦截（CMF）及纳滤（NF）等。由于其絮凝后采用膜分离处理技术，并要求处理后的矿井水作为饮用水使用，很显然，该方法的处理量小，其运行能耗和投资成本均较高。

为了解决将水抽至矿井上后进行处理的能耗高，占地面积大，动力设备和管道投资大，维护费用高以及悬浮物、铁锰等污染物对设备造成的腐蚀问题，中国专利CN101177324（2006年）公开了一种矿井水井下处理***，其处理***采用斜板沉淀方式、二级过滤器、阻垢器和反冲洗装置，其中一级过滤器还为精过滤器。该处理***不仅工艺流程长，斜板沉淀仍然需要修建表面积较大的沉淀池，这对布置于井下来说，较为困难，且当其应用于井下时其操作较复杂，运行费用较高（因斜板需定期清洗、过滤器也需不断进行反冲洗）、矿建投资也高。

中国专利CN 101712516（2009年）公开了一种煤矿矿井水深度处理装置及方法，该方法是通过两级过滤单元后再经纳滤深度处理。由于该方法应用了纳米滤膜分离技术，因而处理量小，仅能用于少数对水质要求高的场合，而如果处理大量矿井水时，无疑其处理成本高，运费费用高，处理周期长，导致其应用受到限制。

发明内容

本实用新型目的是针对现有技术存在的问题，尤其是传统沉淀技术的不足，提供一种集成化程度高、占地面积小、投资费用和运用费用低并适用于矿井水井下处理的磁分离装置。

本实用新型提供的一种适用于矿井水井下处理的磁分离装置，该装置包括依次连接的预处理机构、磁絮凝机构、磁沉淀机构、磁分离机构和污泥处理机构，其中

预处理机构为一格栅，安装在本装置的进水口；

磁絮凝机构由絮凝池、搅拌器、混凝剂配制储存箱、混凝剂计量泵、助凝剂配制储存箱、助凝剂计量泵和磁种定量投加机构成，絮凝池至少为二级，每级絮凝池匹配一个搅拌器，混凝剂配制储存箱通过混凝剂计量泵与第一级混凝池相连，助凝剂配制储存箱通过助凝剂计量泵与第二级混凝池相连，磁种定量投加机位于第一级混凝池上方，絮凝池的出水口高度高于磁沉淀机构的进水口；

磁沉淀机构由磁沉淀池、输送分配管、吸泥泵、泥浆输送槽、泥浆输送管和吸泥泵行走控制机组成，磁沉淀池上半部呈矩形，下半部四周的壁均斜下方向内收缩，使之形成长方斗形，输送分配管位于磁沉淀池中下部，且朝向磁沉淀池底面一侧的壁上开有分配通孔，进口端通过一输送管与絮凝池相接，吸泥泵置于磁沉淀池下半部长方斗形的底部，由吸泥泵行走控制机控制并往复行走于底部，吸泥泵的顶部出泥口与泥浆输送槽相接，泥浆输送槽呈矩形，位于沉淀池上方，始终在与沉淀池长度方向平行的矩形泥浆槽上面往复移动，并通过泥浆输送管与磁分离机构相连；

磁分离机构由絮体分散机、磁分离器和非磁性泥浆输送管构成，絮体分散机的进口与磁沉淀机构中的泥浆输送管相连，出口与磁分离器相接，非磁性泥浆输送管位于磁分离器下方，并于污泥处理机构相接；

污泥处理机构由污泥池、污水泵、污水输送管、污泥泵、污泥输送管、污泥脱水机和皮带输送机构成，磁分离机构通过非磁性泥浆输送管与污泥池相接，污水输送管有两根，其中一根的一端与污水泵相连，另一端与预处理机构前的进水口相通，污水泵进水端位于污泥池上端部，污泥泵位于污泥输送管之间，污泥输送管进口端位于污泥池底部，出口端与污泥脱水机相连，另一根污水输送管的一端与污泥脱水机的接水盘相连，另一端与预处理机构前的进水口相通，皮带输送机位于污泥脱水机的下方。

以上装置还包括一个集水堰，该集水堰由集水堰板和集水槽组成，集水槽为一回形框，安装在磁沉淀机构的磁沉淀池内上方，集水堰板与集水槽内框板匹配，并连接在集水槽内框板上缘，堰板上边沿为齿状，该齿状为三角形、梯形或矩形中的任一种。

以上各机构的协调运行可通过自动控制***的控制来实现，而自动控制***是本领域技术人员根据相应的功能配合要求运用公知常识进行选择设计的，并且其不是本实用新型发明点所在。

本实用新型与现有技术相比，具有如下积极效果：

1、由于本实用新型将絮凝池优选设计为三级，且是在一个絮凝池通过两块隔板分隔但又连通形成的，加之又匹配设计了依次逐级减慢的搅拌速度，因而既可减少絮凝池的建造成本和输送被处理矿井水的能耗，又能使磁种、混凝剂和助凝剂快速分散并与水中的悬浮物反应絮凝逐渐增大，且当形成的絮状物在相互继续碰撞逐渐增大的过程中又不至于因搅拌而将其打散。

2、由于本实用新型设计的絮凝池的出水口高于磁沉淀机构的进水口，可使絮凝处理后的水自动流入磁沉淀机构的沉淀池，因而既减少了输送设备的投资，又可减少运行过程中的能耗。

3、由于本实用新型设计的沉淀池下半部呈长方斗形，并匹配了桁车式吸泥机构，因而既便于絮体沉降归集，又使吸泥机构运动更为简便和经久耐用。

4、由于本实用新型在磁分离器前还设计连接了絮体分散机，因而不仅使磁种与非磁性污泥的分离更为容易，也便于磁种的回收循环利用。

5、由于本实用新型还设置有污泥处理装置，因而不仅可直接将含煤质的污泥脱水成煤泥饼，通过出售获得附加的经济价值，而且也减少了污泥运送所带来的能耗。

6、由于本实用新型提供的装置集成化程度高，在井下废弃巷道就可以进行修建安装，且处理方法与装置匹配恰当，因而不仅可减小地面土地的占用，还可使高悬浮物矿井水经处理后能成为符合煤炭工业污染物排放标准（GB 20426-2006）的洁净矿井水，并可直接用于井下回用，节约能耗，具有良好的经济效益和环境效益。

附图说明

图1为本实用新型磁分离装置的结构及连接关系示意图。

图2为本实用新型磁分离装置中沉淀池的侧视结构示意图。

图3为本实用新型磁分离装置中集水堰的俯视结构示意图。

图中：1-进水口，2-格栅，3-絮凝池，4-搅拌器，5-混凝剂配制存储箱，6-混凝剂计量泵，7-助凝剂配制存储箱，8-助凝剂计量泵，9-磁种定量投加机，10-隔板，11-半壁挡板，12-磁沉淀池，13-输送分配管，14-吸泥泵，15-泥浆输送槽，16-泥浆输送管，17-吸泥泵行走控制机，18-集水槽，19-集水堰板，20-絮体分散机，21-磁分离器，22-非磁性泥浆输送管，23-污泥池， 24-污水泵，25-污水输送管，26-污泥泵，27-污泥输送管，28-污泥脱水机，29-皮带输送机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步说明。有必要在此指出的是本实施例只用于对本实用新型进行进一步说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据本实用新型的内容做出一些非本质的改进和调整。

另外，值得说明的是，以下装置实施例中的吸泥泵和吸泥泵行走控制机为市售的；絮体分散机可采用专利申请号为201120312234.1的高速剪切解絮机；磁分离器可采用专利申请号为201210085045.4和201210085084.4的磁分离磁鼓，优选专利申请号为201210085045.4的磁分离磁鼓；磁种定量投加机可采用专利申请号为201220166969.2的一种破拱式定量投加装置；污泥脱水机可采用市售的板框压滤机。

实施例

如图1所示，本实施例给出的适用于矿井水井下处理的磁分离装置包括依次连接的预处理机构、磁絮凝机构、磁沉淀机构、磁分离机构和污泥处理机构。

其中预处理机构为一格栅2，安装在本装置的进水口1，以除去砂石、木屑等大颗粒物质及漂浮物，并经过收集后定期运走。

磁絮凝机构由絮凝池3、搅拌器4、混凝剂配制储存箱5、混凝剂计量泵6、助凝剂配制储存箱7、助凝剂计量泵8和磁种定量投加机9构成。絮凝池1本实施例为三级，是通过三块隔板10分隔形成的，每级絮凝池匹配一个搅拌器4，混凝剂配制储存箱5通过混凝剂计量泵6与第一级混凝池3相连，助凝剂配制储存箱7通过助凝剂计量泵8与第二级混凝池3相连，絮凝池3的出水口高度高于磁沉淀机构的进水口。磁种定量投加机9位于第一级絮凝池3上方，用于初次计量投加磁种和定期补充磁种。第一、二级絮凝池3之间设置了两块有间距的隔板10，第一块隔板10悬空固定于絮凝池3顶部，第二块隔板10固定于絮凝池3底部，其高度低于池中被处理的矿井水的高度，以使加入的混凝剂及磁种能够在搅拌器4的搅拌下与矿井水经充分混合均匀反应后通过第一块隔板10下端与池底间的空间进入两隔板10之间，然后漫过第二块隔板10上端，进入第二级絮凝池3里。第二、三级絮凝池3之间的隔板10固定于絮凝池顶部，以使加入的助凝剂既能够在第二级絮凝池的搅拌器4的搅拌下分散均匀并进一步与絮体反应，又能使含有已反应增大絮体的矿井水较为容易从隔板10的下端部池中流向第三级絮凝池3中继续反应，并再次通过池中搅拌器4的作用逐渐变为大颗粒的磁性絮凝体。絮凝池3的出水口处还安装有半壁挡板11，该挡板11的顶端低于池中被处理的矿井水的高度。

磁沉淀机构由磁沉淀池12、输送分配管13、吸泥泵14、泥浆输送槽15，泥浆输送管16、吸泥泵行走控制机17和集水堰组成。磁沉淀池12上半部呈矩形，下半部四周的壁均斜下方向内收缩，使之形成长方斗形，可使池内四周比重较大的絮体能沿向内收缩的斗壁沉向长方形的斗底，更便于位于长方形斗底并往复行走的吸泥泵14高效率工作。输送分配管13位于磁沉淀池12中下部，且朝向磁沉淀池12底面一侧的壁上开有若干分配通孔，进口端通过一输送管与絮凝池3相接。当经过磁絮凝装置后产生的大量密实磁性絮凝体的矿井水进入输送分配管13后，就可从分配通孔直接向下进入磁沉淀池12内，这样一方面不会对池内上方澄清的清水产生扰动，影响其处理效果，另一方面还可缩短水中絮体的沉淀距离，提高沉淀效率。吸泥泵14置于磁沉淀池12长方斗形的底部，其顶部出泥口与泥浆输送槽15相接，由安装在磁沉淀池12上端的吸泥泵行走控制机17控制并往复行走于底部（见图2），以将底部沉积的磁性泥渣吸出，并送入相接的泥浆输送槽15中。泥浆输送槽15呈矩形，位于沉淀池上方，使吸泥泵14的顶部出泥口可始终在与磁沉淀池12长度方向平行的矩形泥浆输送槽15上面往复移动，并将吸出的磁性泥渣首先排入其中，然后通过与之相连的泥浆输送管16送入磁分离机构。集水堰由集水槽18集水堰板19组成，集水槽18为一长方回形框（见图3），并安装在磁沉淀池12的内上方，其中一端的短边外框开放，并与磁沉淀池12上的出水口相接。集水堰板19与集水槽18内框板匹配，呈口字形并连接在集水槽18内框板上缘，堰板上边沿为齿状。本实施例的齿状为三角形。

磁分离机构由絮体分散机20、磁分离器21和非磁性泥浆输送管22构成。絮体分散机20的进口与磁沉淀机构中的泥浆输送管16相连，出口与磁分离器21相接，磁性泥渣在絮体分散机20的作用下被打散后进入磁分离器21，被分解成为磁种和非磁性物质，磁种经磁分离器21回收再次进入磁絮凝机构的第一级絮凝池3中循环使用。非磁性泥浆输送管22位于磁分离器21下方，并于污泥处理机构相接。被分解的非磁性物质则通过非磁性泥浆输送管22送至污泥处理机构的污泥池23中。

污泥处理机构由污泥池23、污水泵24、污水输送管25、污泥泵26、污泥输送管27、污泥脱水机28和皮带输送机29构成。磁分离机构通过非磁性泥浆输送管22与污泥池23相接，污水输送管25有两根，其中一根的一端与污水泵24相连，另一端与预处理机构前的进水口1相通，污水泵24进水端位于污泥池23上端部，污泥泵22位于污泥输送管27之间，污泥输送管27进口端位于污泥池底部，出口端与污泥脱水机28相连，另一根污水输送管25的一端与污泥脱水机28的接水盘相连，另一端与预处理机构前的进水口1相通，皮带输送机29位于污泥脱水机28的下方。进入污泥池23的非磁性物质由污泥泵26抽至污泥脱水机28中进行脱水，本实施例的污泥脱水机28为板框压滤机。脱水后的污泥经皮带运输机27输送升井，所脱出的水通过污泥脱水机28下方的一根污水输送管25送至本装置的进水口1，污泥池23的上清液则通过污水泵24和另一根污水输送管25也送至本装置的进水口1。

Claims (3)

1.一种适用于矿井水井下处理的磁分离装置，其特征是该装置包括依次连接的预处理机构、磁絮凝机构、磁沉淀机构、磁分离机构和污泥处理机构，其中

预处理机构为一格栅，安装在本装置的进水口；

磁絮凝机构由絮凝池、搅拌器、混凝剂配制储存箱、混凝剂计量泵、助凝剂配制储存箱、助凝剂计量泵和磁种定量投加机构成，絮凝池至少为二级，每级絮凝池匹配一个搅拌器，混凝剂配制储存箱通过混凝剂计量泵与第一级混凝池相连，助凝剂配制储存箱通过助凝剂计量泵与第二级混凝池相连，磁种定量投加机位于第一级混凝池上方，絮凝池的出水口高度高于磁沉淀机构的进水口；

磁沉淀机构由磁沉淀池、输送分配管、吸泥泵、泥浆输送槽、泥浆输送管和吸泥泵行走控制机组成，磁沉淀池上半部呈矩形，下半部四周的壁均斜下方向内收缩，使之形成长方斗形，输送分配管位于磁沉淀池中下部，且朝向磁沉淀池底面一侧的壁上开有分配通孔，进口端通过一输送管与絮凝池相接，吸泥泵置于磁沉淀池下半部长方斗形的底部，由吸泥泵行走控制机控制并往复行走于底部，吸泥泵的顶部出泥口与泥浆输送槽相接，泥浆输送槽呈矩形，位于沉淀池上方，始终在与沉淀池长度方向平行的矩形泥浆槽上面往复移动，并通过泥浆输送管与磁分离机构相连；

磁分离机构由絮体分散机、磁分离器和非磁性泥浆输送管构成，絮体分散机的进口与磁沉淀机构中的泥浆输送管相连，出口与磁分离器相接，非磁性泥浆输送管位于磁分离器下方，并于污泥处理机构相接；

污泥处理机构由污泥池、污水泵、污水输送管、污泥泵、污泥输送管、污泥脱水机和皮带输送机构成，磁分离机构通过非磁性泥浆输送管与污泥池相接，污水输送管有两根，其中一根的一端与污水泵相连，另一端与预处理机构前的进水口相通，污水泵进水端位于污泥池上端部，污泥泵位于污泥输送管之间，污泥输送管进口端位于污泥池底部，出口端与污泥脱水机相连，另一根污水输送管的一端与污泥脱水机的接水盘相连，另一端与预处理机构前的进水口相通，皮带输送机位于污泥脱水机的下方。

2.根据权利要求1所述的适用于矿井水井下处理的磁分离装置，其特征是该装置还包括一个集水堰，该集水堰由集水槽和集水堰板组成，集水槽为一回形框，安装在磁沉淀机构的磁沉淀池内上方，集水堰板与集水槽内框板匹配，并连接在集水槽内框板上缘，堰板上边沿为齿状。 

3.根据权利要求1或2所述的适用于矿井水井下处理的磁分离装置，其特征是该装置的絮凝池为三级，且是通过三块隔板分隔形成的，第一、二级絮凝池之间设置了两块有间距的隔板，第一块隔板悬空固定于絮凝池顶部，第二块隔板固定于絮凝池底部，其高度低于池中被处理的矿井水的高度，使加入的混凝剂及磁种能够与矿井水经充分混合反应后通过第一块隔板下端与池底间的空间进入两隔板之间，然后漫过第二块隔板上端，进入第二级絮凝池里，第二、三级絮凝池之间的隔板固定于絮凝池顶部，使第二级絮凝池中被处理的矿井水能从下端部的池中流向第三级絮凝池，絮凝池的出水口处还安装有半壁挡板，该挡板的顶端低于池中被处理的矿井水的高度。 

Images