申請日2015.09.23

　　公開(公告)日2016.03.02

　　IPC分類號C02F9/06; E21B43/38; C02F103/10

　　摘要

　　本實用新型涉及一種煤礦井下綜采工作面乳化液廢水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括筒體，筒體內(nèi)部依次設(shè)有底部水流通道、底部支撐板、濾頭、底部格柵板、底部濾料層、雙向氣沖管、中部格柵板、中間濾料層、上部濾料層和上部清水區(qū)，所述筒體側(cè)面的底部設(shè)有水沖洗口、氣沖洗口、進水口和進氣口，筒體的頂部一側(cè)設(shè)有出水口和排水口，筒體的底部濾料層對應(yīng)的外壁上設(shè)有檢修孔，雙向氣沖管由8根穿孔管組成，其沿筒體軸向設(shè)置并均勻固定在筒體內(nèi)壁面上，雙向氣沖管與氣動閥相連接。該系統(tǒng)能夠在井下工作面收集并處理乳化液廢水，系統(tǒng)采用多級吸附的技術(shù)原理，結(jié)合雙向氣沖，有效的去除了乳化液廢水中高分子、難降解有機污染物，同時避免了系統(tǒng)中多孔填料的板結(jié)。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種煤礦井下綜采工作面乳化液廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)包括筒體(1)，筒體內(nèi)部自下而上依次設(shè)有底部水流通道(2)、底部支撐板(3)、濾頭(4)、底部格柵板(5)、底部濾料層(6)、雙向氣沖管(7)、中部格柵板(8)、中間濾料層(9)、上部濾料層(10)和上部清水區(qū)(11)，所述筒體(1)側(cè)面的底部設(shè)有進水口(12)、水沖洗口(14)、氣沖洗口(15)和進氣口(17)，筒體(1)的頂部一側(cè)設(shè)有出水口(13)和排水口(16)，筒體(1)的底部濾料層(6)對應(yīng)的外壁上設(shè)有檢修孔(18)，雙向氣沖管(7)由8根穿孔管組成，其沿筒體軸向設(shè)置并均勻固定在筒體內(nèi)壁面上，雙向氣沖管(7)與氣動閥相連接。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下綜采工作面乳化液廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述雙向氣沖管(7)的各穿孔管是以同一開孔方向的4根為一組，由同一氣動閥控制;每根穿孔管的開孔方向與筒體徑向的夾角為45°夾角，每2根穿孔管并排緊貼布置，相鄰的2根穿孔管開孔方向呈90°夾角，采用中心對稱的布置形式。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下綜采工作面乳化液廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述底部濾料層(6)內(nèi)的濾料為球形或橢球形，規(guī)格為Φ15mm~Φ30mm，填充率為45%~50%。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下綜采工作面乳化液廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述底部水流通道的高度為600~800mm。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下綜采工作面乳化液廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述底部格柵板上設(shè)有不銹鋼濾網(wǎng)，網(wǎng)孔尺寸≤1.0cm×1.0cm，所述中部格柵板上設(shè)不銹鋼濾網(wǎng)，網(wǎng)孔目數(shù)不小于24目。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下綜采工作面乳化液廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述中間濾料層(9)采用的濾料為礫石或卵石，尺寸為2~4mm;所述上部濾料層(10)采用的濾料為果殼活性炭濾料，尺寸為1.2~1.6mm。

　　說明書

　　煤礦井下綜采工作面乳化液廢水處理系統(tǒng)

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本實用新型屬于煤礦污廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種煤礦井下綜采工作面乳化液廢水處理系統(tǒng)。

　　背景技術(shù)

　　隨著采煤機械化程度的不斷提高，綜采工作面使用液壓支架作頂板支護越來越普遍。在液壓支架工作及維護過程中，大量的乳化液廢水排出，這部分廢水經(jīng)過工作面最終流入井下并伴隨工作面排水進入礦井水中，漂浮在礦井水表面形成一層厚厚的黑色油膜，感觀性差，影響礦井水中懸浮物的混凝沉淀，導(dǎo)致設(shè)備污堵，造成澄清池中斜管堵塞坍塌，給礦井水處理廠運行帶來嚴重影響。目前，針對礦井水中乳化油，都是在礦井水處理的同時，采用機械刮油、化學藥劑破乳除油或超濾除油的方式將其去除，存在處理效率低、工程投資高、處理難度大、運行費用高等缺陷。

　　實用新型內(nèi)容

　　本實用新型提供一種煤礦井下綜采工作面乳化液廢水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠在井下工作面收集并處理乳化液廢水，采用多級吸附的技術(shù)原理，結(jié)合雙向氣沖，有效的去除了乳化液廢水中高分子、難降解有機污染物，同時避免了系統(tǒng)中多孔填料的板結(jié)。

　　本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

　　一種煤礦井下綜采工作面乳化液廢水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括筒體，筒體內(nèi)部自下而上依次設(shè)有底部水流通道、底部支撐板、濾頭、底部格柵板、底部濾料層、雙向氣沖管、中部格柵板、中間濾料層、上部濾料層和上部清水區(qū)，底部支撐板上安裝有多個濾頭，所述筒體側(cè)面的底部設(shè)有水沖洗口、氣沖洗口、進水口和進氣口，筒體的頂部一側(cè)設(shè)有出水口和排水口，筒體的底部濾料層對應(yīng)的外壁上設(shè)有檢修孔，雙向氣沖管由8根穿孔管組成，其沿筒體軸向設(shè)置并均勻固定在筒體內(nèi)壁面上，雙向氣沖管與氣動閥相連接。通過檢修孔定期添加濾料。所述底部濾料層采用交錯沖洗方式，通過底部水流和氣體進行縱向氣水沖洗，并通過兩組雙向氣沖管進行橫向氣沖洗，有效預(yù)防了濾料層的板結(jié)。

　　作為優(yōu)選，所述底部水流通道的高度為600~800mm。確保氣水反沖洗時底部氣水分布均勻。

　　作為優(yōu)選，所述底部格柵板上設(shè)有不銹鋼濾網(wǎng)，網(wǎng)孔尺寸≤1.0cm×1.0cm。以攔截底部濾料層。

　　作為優(yōu)選，所述底部濾料層內(nèi)的濾料為球形或橢球形，規(guī)格為Φ15mm~Φ30mm，填充率為45%~50%。確保底部濾料層處于流化狀態(tài)。底部濾料主要成分為鐵和碳，鐵碳比為5:1~6:1，鐵碳在水中形成微電池，產(chǎn)生大量活性分子，致使水中的有機物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，降解成小分子有機物或無機物，并通過碳吸附作用去除。

　　球形或橢球形濾料表面存在大量微孔，比表面積是常規(guī)鐵碳濾料的3~5倍，增加了廢水與濾料表面的接觸面積，縮短了反應(yīng)時間，是常規(guī)鐵碳濾料反應(yīng)時間的1/5~1/3，吸附容量增加2~3倍。

　　作為優(yōu)選，雙向氣沖管沿筒體軸向設(shè)置并固定在筒體內(nèi)壁面上，雙向氣沖管與氣動閥相連接。

　　作為優(yōu)選，所述雙向氣沖管的各穿孔管是以同一開孔方向的4根為一組，由同一氣動閥控制;每根穿孔管的開孔方向與筒體徑向的夾角為45°夾角，每2根穿孔管并排緊貼布置，相鄰的2根穿孔管開孔方向呈90°夾角，采用中心對稱的布置形式。正常運行時，同時打開兩組氣動閥，對水體進行曝氣充氧，保持氣水比2:1~3:1。沖洗時，兩組交替運行，保持沖洗強度為12~16L/m2·s，沖洗歷時1~3min，一個沖洗歷程交替2~3次。使濾料在池內(nèi)呈橫向往復(fù)交錯流動狀態(tài)，有效防止了濾料的板結(jié)。

　　作為優(yōu)選，所述中部格柵板上設(shè)不銹鋼濾網(wǎng)，網(wǎng)孔目數(shù)不小于24目。用于攔截中間濾料層和上部濾料層的濾料。

　　作為優(yōu)選，所述中間濾料層采用的濾料為礫石或卵石，尺寸為2~4mm;能夠有效截留水中懸浮物和膠體;所述上部濾料層采用的濾料為果殼活性炭濾料，尺寸為1.2~1.6mm。果殼活性炭濾料空隙發(fā)達，比表面積大，具有良好的吸附作用。

　　采用三層濾料層，第一層濾料層內(nèi)完成氧化還原吸附作用，氧化還原作用將大分子有機物降解成小分子有機物或無機物，然后通過吸附去除一部分，第一濾料層反應(yīng)的產(chǎn)物和水中的懸浮物一起形成絮體通過中間濾料層截留去除，水中殘余小分子有機物及無機物進一步通過上部濾料層吸附截留去除，采用三層濾料實現(xiàn)多級吸附截留，能夠在一個構(gòu)筑物內(nèi)完成廢水中乳化油的去除，較常規(guī)地面處理工藝節(jié)省投資和占地2/3以上。

　　本實用新型采用多層濾料，利用微電解、氧化還原和多級吸附的原理，將乳化液中乳化油等大分子有機物分解成小分子有機物，通過吸附作用去除。采用的方法如下：首先，將收集好的乳化液廢水通過提升泵或高位水箱由底部進水管進入系統(tǒng)底部水流通道，通過濾頭，水流均勻進入底部濾料層，在底部濾層中發(fā)生微電解、氧化還原反應(yīng)、吸附等作用后，乳化油中大分子有機物分解成易降解的小分子有機物和無機物，水流經(jīng)中間濾料層進入上部濾料層，發(fā)生吸附、截留作用，進一步去除水中油類及少量懸浮物，出水達標排放。

　　本實用新型的優(yōu)點是：采用多層濾料，在一個構(gòu)筑物內(nèi)實現(xiàn)微電解、氧化還原和多級吸附，將廢水中的乳化油去除，系統(tǒng)簡單、占地省、處理效果好，相對于膜法投資省、運行管理方便、維護費用低，能夠在乳化液廢水進入井下水倉前將水中乳化油去除，大大節(jié)省地面礦井水處理站的投資和運行成本，降低了地面礦井水處理站的處理難度，具有顯著的經(jīng)濟效益。采用橫向雙向交錯氣沖與底部縱向氣水沖洗相結(jié)合，能有效預(yù)防底層濾料的板結(jié)。雙向氣沖管同時兼具曝氣充氧的功能，氣流與水流呈切向運動，氧利用率高，較常規(guī)底部曝氣充氧節(jié)省1/3~1/2。底部采用多孔鐵碳濾料，濾料表面存在大量微孔，較常規(guī)鐵碳濾料縮短反應(yīng)時間2~4倍，吸附容量增加2~3倍。