煤矿井下自适应组合净化水处理工艺研究应用

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1、煤矿井下自适应组合净化水处理工艺研究应用-污水处理煤矿井下自适应组合净化水处理工艺研究应用-污水处理煤矿井下自适应组合净化水处理工艺研究应用-污水处理摘要：采用先进的自适应组合净化水处理工艺对井下废水进行处理，解决矿井水直排造成的环境污染问题，实现资源循环利用。关键词：矿井水；净化处理；循环；利用　　一、项目提出的背景　　翟镇矿井水属于典型的高矿化度高含盐量的苦咸水，直接排放会给矿区周边环境带来严重污染，同时矿区排放的矿井水也是煤炭资源开采中产生的副产物，对矿区也是―种不可再生的水资源，对其加以循

2、环利用使之回到系统内，可解决未经处理的矿井水直排带来的环境污染问题，缓解水资源短缺矛盾，减少水资源损耗，维持水环境平衡。　　二、设计原则　　翟镇煤矿废水深度处理回用工程建设，以资源消耗和废物产生的减量化、再利用和资源化作为主要内容，目的是提高资源的利用效率和实现资源的循环利用，设计处理水量为100m3/h。设计原则是：　　1.符合环境保护要求，体现资源综合利用原则，以回收资源、节水为重要的设计指标，水处理后用于井下液压设备乳化液配置用水。　　2.设施及工艺便于管理、便于操作运行，工艺和设备的选用在

3、满足要求的情况下遵循实用、高效、节能的原则，尽可能节省投资。　　3.材料选择适应实际运行条件的需要，考虑适当的腐蚀余量，对易磨损、易腐蚀、易故障设备尽量采用标准化部件，并设计成易更换、检修、维护，减少日常维护检修工作量　　三、处理工艺　　智能矿井水自适应组合净化系统，主要用于水体中悬浮物的去除，其具有体积小、耗能低、操作简便可做到一键式操作等优点。其主体设备为自适应悬浮物分离器，是集絮凝、沉淀、沉淀分离于一体的水处理装备。　　1.工艺原理。　　自适应悬浮物分离器分为紊流区、旋流区、上向层流区、下向

4、层流区四个流相区域，分别实现悬浮物凝聚、大粒径矾花有效分离、微矾花有效碰撞、沉淀快速分离，使矿井水悬浮物有效分离，达到矿井水处理的目的。　　分离器混凝设计原理：根据周培源对于均匀各向同性紊流提出的旋涡结构理论，其紊动特征在各空间点是一样的，在各方向也是一样的。因此全向流设备设计时要求这种紊流中没有流速梯度，因而没有剪切应力，使混凝反应迅速稳定发生。只需在符合压强的外加动力条件下，在设备内形成高比例紊流，微涡旋的离心惯性效应可有效克服亚微观传质阻力，增加亚微观传质速率。　　旋流粗分：矿井水在经过紊流

5、反应区后，完成了悬浮物凝聚形成了不同粒度的矾花。矿井水沿切线方向进入旋流区，在此区域内流体微团轨迹不规则脉动明显减弱，平均流速与最大流速比100µm都可被粗分，矾花粒度<100µm的与水流共同进入层流区。　　微矾花有效碰撞：全向流分离器是基于絮凝理论中的速度阶梯理论和惯性效应设计，当流体进入层流区后，流体流动时各质点间的粘性力占主要地位，流体各质点平行于内壁有规则地流动。固体粒子在粘性液体中运动时受到阻力，在重力场作用下放大速度梯度使颗粒物碰撞次数增多，快速形成凝聚体，再设置速度梯度为零的反应区使

6、凝聚体增大紧密。要达到好的絮凝效果除了要有颗粒大量碰撞之外，还需要控制颗粒合理的有效碰撞，全向流分离器在设计中能有效的控制水力剪切力，控制絮凝过程中水流的剪切力和湍动度，形成易于沉淀的密实矾花。　　固液分离：固液分离区是该设备中泥水分离的重要环节，运行状况直接影响出水水质。全向流分离器使高密度矾花进入下向层流区。当悬浮物固相浓度达到一定值后会出现阻滞沉降现象，粒子的沉降速度较自由沉降速度减缓，有效控制颗粒物密度<2.6时，排放污泥效果好，污泥浓度高于普通工艺，减轻了污泥脱水工艺段的负荷。　　2.工

7、艺流程。　　在井下水处理工艺中，矿井水在井下水仓前汇集水渠位置设立集水池，自集水池用泵将矿井水泵入处理装置中，在泵前加入计量的氯化钡溶液，混合器前加入适量的聚合氯化铝（PAC）及聚丙烯酰胺PAM，在药剂的作用下，矿井水中硫酸盐与钡形成硫酸钡与其它悬浮物质在15-60秒时间内形成较大的混凝沉淀颗粒。当水流在一定压力下从设备进水口以切向进入设备后，产生强烈的旋转运动，由于絮凝后的悬浮物、水密度不同，在离心力、向心力、浮力和流体曳力作用下，密度低的水上升由出水口排出，密度大的悬浮物由设备底部排污口排出，

8、从而达到出水效果，出水悬浮物稳定在15mg/L以下。　　本工程利用现有巷道，系统工艺设备和基础设施构筑物建在现有-400米中央水仓巷道内，在巷道做地面和巷道正负零以下两层堆放布置，现上井提升泵系统设施不变，正负零以下主要为集水池，地面为模块智能分离器、泵及控制系统等。矿井水经巷道内沟渠集水后，汇总至现有进水渠内，在渠内设置人工格栅，除去水中大的漂浮悬浮物后自流进入集水池，集水池的水由泵提升至模块分离器，泵前50%自动加入计量的氯化钡，50%在混合器前自动加入计量好的PAC及PAM，