一體化礦井水凈化系統技術方案

本發明專利技術公開了一種一體化礦井水凈化系統，該系統包括由前向后依次連通的管道混合器、網格反應絮凝池、高密度逆向沉淀池、無閥濾池以及清水池；礦井廢水依次進入管道混合器、網格反應絮凝池，去除泥沙，懸浮物和重金屬離子，再自流進入高密度逆向沉淀池，去除凈化水A中的懸浮物，自流進入無閥濾池，去除微小懸浮物和微生物后自流進入清水池。該一體化礦井水凈化系統，節約能耗，具有較小的進水能耗和節約沖洗水量，效率高，容積利用率更高，占地面積更小；構造合理，運行管理方便。

Integrated mine water purification system

The invention discloses an integrated mine water purification system, the system consists of front to back sequentially communicated pipeline mixer, grid reaction flocculation tank, high density sedimentation tank, reverse valveless filter and clean water tank; mine wastewater in order to enter the pipeline mixer, grid flocculation reaction pool, removal of sediment, suspended matter and heavy metal ions. Then flow into the reverse high density sedimentation tank, removal of suspended solids in water A, flow into the valveless filter, remove fine suspended solids and microorganisms after flow into the clean water tank. The integrated mine water purification system saves energy consumption, has the advantages of small water consumption and water saving, high efficiency, high volumetric utilization ratio, small occupation area, reasonable structure and convenient operation and management.

【技術實現步驟摘要】
一體化礦井水凈化系統
本專利技術屬于污水處理
，具體涉及一種一體化礦井水凈化系統。
技術介紹
礦井水作為一種寶貴的水資源，對其進行處理并回收利用，有很好的經濟效益、環境效益和社會效益。在現有技術中，首先對礦井水進行凈化處理，再對凈化后的水進行軟化處理，其中，水質軟化的方法有離子交換法、電滲析法、反滲析法。然而現有技術對礦井水的處理流程復雜，能耗高，并且處理成本均較高。
技術實現思路
本專利技術的目的是解決上述問題，提供一種構造合理、能耗低的一體化礦井水凈化系統。為解決上述技術問題，本專利技術的技術方案是：一種一體化礦井水凈化系統，該系統包括由前向后依次連通的管道混合器、網格反應絮凝池、高密度逆向沉淀池、無閥濾池以及清水池；該系統包括以下步驟：S1：礦井廢水進入管道混合器，與加入管道混合器的復合絮凝劑接觸混合，停留時間5～8s，流速0.7～1.0m/h；S2：礦井廢水經過管道混合器后自流進入網格反應絮凝池，在網絡反應絮凝池內網格和渦流的作用下，與絮凝劑進行充分反應，停留時間8～15min，流速0.1～0.15m/h，獲得凈化水A；S3：凈化水A自流進入高密度逆向沉淀池，去除凈化水A中的懸浮物，獲得凈化水B；S4：凈化水B自流進入無閥濾池，去除微小懸浮物和微生物后自流進入清水池。優選地，所述管道混合器包括兩端分別設有進水口和出水口的管道本體，以及固定于所述管道本體內表面上的若干個無軸螺旋紊流片，相鄰兩個無軸螺旋紊流片的螺旋方向相反，所述管道本體壁上還設有加藥管。優選地，該系統還包括絮凝劑投加裝置，絮凝劑投加裝置與加藥管相連接。優選地，該系統還包括消毒設備，所述消毒設備設置于無閥濾池和清水池之間。優選地，所述網格反應絮凝池包括若干個網格絮凝池單元，每個網格絮凝池單元均采用側向旋流進水方式。優選地，所述步驟S3中，凈化水A經配水花墻自流進入高密度逆向沉淀池，高密度逆向沉淀池采用下異向流流態，即下面進水上面出水方式。優選地，無閥濾池內設有多層濾料層，濾料層包括從上至下為活性炭層、無煙煤層、石英砂層，濾料層下設有承托層，所述活性炭層填充的活性炭粒徑為2～4mm，無煙煤層填充的無煙煤粒徑為1～2mm，石英砂層填充的石英砂粒徑為1～2mm。優選地，所述無閥濾池內還設置氣洗系統，自動采用汽水反沖洗。優選地，所述復合絮凝劑由硅酸鹽基絮凝劑和陰離子型PAM復配而成。本專利技術提供的一體化礦井水凈化系統具有以下有益效果：(1)、采用水力混合與水力絮凝相結合，節約能耗，水力混合和水力絮凝完全是利用流體力學的原理實現混合、反應和絮凝，未采用機械混合和機械攪拌反應，節約了電能的消耗。。(2)、十分節能，具有較小的進水能耗和節約沖洗水量：該系統管道混合器內部為無軸螺旋結構，未設擋流板和導流板，使進水水頭損失降低。系統中采用了氣水同時反洗，能節約反洗水量20～30％。(3)、高效，混凝澄清和過濾凈水效果顯著濾層沖洗快速干凈。(4)、采用逆向配水方式，容積利用率更高，占地面積更小。(5)、構造合理，混凝澄清和過濾工藝巧妙地立體有機組合一體。(6)、運行管理方便，一體化礦井水凈化系統運行為自動程序操作或手動，管理更方便。附圖說明圖1是本專利技術一體化礦井水凈化系統的流程示意圖；圖2是本專利技術中管道混合器的結構示意圖。附圖標記說明：1、管道本體；2、進水口；3、出水口；4、無軸螺旋紊流片；加藥管。具體實施方式下面結合附圖和具體實施例對本專利技術做進一步的說明：如圖1所示，本專利技術的一種一體化礦井水凈化系統，該系統包括由前向后依次連通的管道混合器、網格反應絮凝池、高密度逆向沉淀池、無閥濾池以及清水池；該系統包括以下工藝步驟：S1：礦井廢水進入管道混合器，與加入管道混合器的復合絮凝劑接觸混合，停留時間5～8s，流速0.7～1.0m/h；S2：礦井廢水經過管道混合器后自流進入網格反應絮凝池，在網絡反應絮凝池內網格和渦流的作用下，與絮凝劑進行充分反應，停留時間8～15min，流速0.1～0.15m/h，獲得凈化水A；S3：凈化水A自流進入高密度逆向沉淀池，去除凈化水A中的懸浮物，獲得凈化水B；S4：凈化水B自流進入無閥濾池，去除微小懸浮物和微生物后自流進入清水池。如圖2所示，管道混合器，包括管道本體1，管道本體1的兩端分別設有進水口2和出水口3。管道本體1的內表面上還固定設有若干個無軸螺旋紊流片4，相鄰兩個無軸螺旋紊流片4的螺旋方向相反。管道本體1壁上還設有加藥管5。在本實施例中，管道本體1整體形狀為圓柱形，進水口2與管道本體1的連接處，為斜面切線與水平方向呈45°夾角的圓錐狀。出水口3與管道本體1的連接處，與進水口2的連接處為鏡面對稱的設置。上述進水口2/出水口3的連接處呈圓錐狀，有助于水流的進/出。無軸螺旋紊流片4的數量為兩個，兩個無軸螺旋紊流片4的螺旋方向相反。加藥管5位于兩個無軸螺旋紊流片4之間。加藥管5的下端略超過管道本體1的水平中軸線。值得說明的是，無軸螺旋紊流片4的數量沒有特殊的任何限制，可以根據實際情況進行相應的設定。此外，管道本體的形狀以及加藥管的位置也不限于本實施例，可進行相應的改善。該混合管道器內部為無軸螺旋結構，未設擋流板和導流板，使進水水頭損失降低，進水能耗小。同時無軸螺旋紊流片螺旋方向相反，能進一步加強水藥混合的效果。該管道混合器相對現有技術，整體結構簡單，構思巧妙，具有較高的水藥混合效率。該系統還包括絮凝劑投加裝置和消毒設備，絮凝劑投加裝置與加藥管5相連接，消毒設備設置于無閥濾池和清水池之間。網格反應絮凝池包括若干個網格絮凝池單元，每個網格絮凝池單元均采用側向旋流進水方式。無閥濾池內設有多層濾料層，濾料層包括從上至下為活性炭層、無煙煤層、石英砂層，濾料層下設有承托層，活性炭層填充的活性炭粒徑為2～4mm，無煙煤層填充的無煙煤粒徑為1～2mm，石英砂層填充的石英砂粒徑為1～2mm。本實施例中，濾料層總高度為1.2m，活性炭高度為400mm，無煙煤高度為400mm，石英砂層高度為400mm。承托層高度為300mm，承托層采用本領域常規填料填充即可，沒有特殊限制，比如常規比例的鵝卵石等。過濾速度8m/h。無閥濾池內還設置氣洗系統，自動采用汽水反沖洗。復合絮凝劑由硅酸鹽基絮凝劑和陰離子型PAM復配而成。步驟S3中，凈化水A經配水花墻自流進入高密度逆向沉淀池，高密度逆向沉淀池采用下異向流流態，即下面進水上面出水方式。以下對本專利技術一體化礦井水凈化系統的具體工藝流程做進一步的說明，以進一步展示本專利技術的優點和原理：礦井廢水進入管道混合器，首先與管道混合器加藥口加入的復合絮凝劑接觸，在管道混合器內充分混合。管道混合器內部采用無軸螺旋紊流片結構，這種結構既能使水形成充分的紊流完全混合，又比傳統管道混合器水頭損失小。停留時間5～8秒，流速0.7～1.0m/h。經過管道混合器混合后自流進入網格反應絮凝池，在網格反應絮凝池網格和渦流的作用下，使礦井廢水與絮凝劑充分反應，在硅酸鹽基作用下壓縮顆粒的雙電層結構，使ζ電位降低顆粒脫穩，在范德華作用力的作用下，形成比較大的顆粒團，在高分子空間結構的作用下，吸附顆粒團，形成更大更密實的便于沉淀的顆粒物。網格反應絮凝池的每個網格絮凝池單元都采用側向旋流進水，池拐角采用弧形結構，在旋流水力和弧形結構倒流的作用下，形成渦流本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種一體化礦井水凈化系統，其特征在于：該系統包括由前向后依次連通的管道混合器、網格反應絮凝池、高密度逆向沉淀池、無閥濾池以及清水池；該系統采用以下工藝步驟：S1：礦井廢水進入管道混合器，與加入管道混合器的復合絮凝劑接觸混合，停留時間5～8s，流速0.7～1.0m/h；S2：礦井廢水經過管道混合器后自流進入網格反應絮凝池，在網絡反應絮凝池內網格和渦流的作用下，與絮凝劑進行充分反應，停留時間8～15min，流速0.1～0.15m/h，獲得凈化水A；S3：凈化水A自流進入高密度逆向沉淀池，去除凈化水A中的懸浮物，獲得凈化水B；S4：凈化水B自流進入無閥濾池，去除微小懸浮物和微生物后自流進入清水池。

【技術特征摘要】
1.一種一體化礦井水凈化系統，其特征在于：該系統包括由前向后依次連通的管道混合器、網格反應絮凝池、高密度逆向沉淀池、無閥濾池以及清水池；該系統采用以下工藝步驟：S1：礦井廢水進入管道混合器，與加入管道混合器的復合絮凝劑接觸混合，停留時間5～8s，流速0.7～1.0m/h；S2：礦井廢水經過管道混合器后自流進入網格反應絮凝池，在網絡反應絮凝池內網格和渦流的作用下，與絮凝劑進行充分反應，停留時間8～15min，流速0.1～0.15m/h，獲得凈化水A；S3：凈化水A自流進入高密度逆向沉淀池，去除凈化水A中的懸浮物，獲得凈化水B；S4：凈化水B自流進入無閥濾池，去除微小懸浮物和微生物后自流進入清水池。2.根據權利要求1所述的一體化礦井水凈化系統，其特征在于：所述管道混合器包括兩端分別設有進水口(2)和出水口(3)的管道本體(1)，以及固定于所述管道本體(1)內表面上的若干個無軸螺旋紊流片(4)，相鄰兩個無軸螺旋紊流片(4)的螺旋方向相反，所述管道本體(1)壁上還設有加藥管(5)。3.根據權利要求2所述的一體化礦井水凈化系統，其特征在于：該系統還包括絮凝劑投加裝置，絮...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周建民，付永勝，付開旭，蔣幕飛，周高峰，孫姬，
申請(專利權)人：西南交通大學，成都凈脈智能環?？萍加邢薰?/a>，
類型：發明
國別省市：四川,51