申请日20200727
公开(公告)日20201002
IPC分类号C02F9/02
摘要
本发明提供了一种煤矿废水循环利用系统，涉及煤矿废水处理的技术领域，解决了现有技术中的膜过滤技术无法适用于煤矿井下特殊环境的技术问题。该煤矿废水循环利用系统包括中水回用设备、净水箱、跳汰筛和原水池，净水箱为钻机提供清水，且井下废水进入跳汰筛，跳汰筛位于原水池的上游，经过跳汰筛的原水进入原水池;原水池位于中水回用设备的上游，且原水池与中水回用设备连接，中水回用设备与净水箱连接，净水箱与煤矿井下清水供水管路连接。跳汰筛和原水池通过过滤和沉淀的方式除去废水中细颗粒杂质和煤泥。然后利用中水回用设备对废水进一步过滤，实现煤矿废水净化。净化后的清水用于井下作业，实现煤矿废水的循环利用。
权利要求书
1.一种煤矿废水循环利用系统，其特征在于，包括中水回用设备(23)、净水箱(24)、跳汰筛(25)和原水池(26)，所述净水箱(24)为钻机提供清水，井下废水进入跳汰筛(25)，所述跳汰筛(25)位于所述原水池(26)的上游，经过跳汰筛(25)的原水进入所述原水池(26);所述原水池(26)位于所述中水回用设备(23)的上游，且所述原水池(26)与所述中水回用设备(23)连接，所述中水回用设备(23)与所述净水箱(24)连接，所述净水箱(24)与煤矿井下清水供水管路连接。
2.根据权利要求1所述的煤矿废水循环利用系统，其特征在于，所述跳汰筛(25)下方设置有筛下水池，所述筛下水池与所述原水池(26)通过地沟连接，且所述地沟的深度由筛下水池向原水池26逐渐增加，以形成有筛下水池向原水池26的坡向。
3.根据权利要求2所述的煤矿废水循环利用系统，其特征在于，还包括积泥斗(30)，所述积泥斗(30)包括阻泥板(301)，所述阻泥板(301)的高度小于所述地沟的深度，所述积泥斗(30)放置在所述地沟内时，所述阻泥板(301)沿所述地沟的宽度方向放置，所述地沟内的液体冲击在所述阻泥板(301)上，并漫过所述阻泥板(301)。
4.根据权利要求1所述的煤矿废水循环利用系统，其特征在于，所述原水池(26)包括隔墙(261)，所述隔墙(261)位于所述原水池(26)内将所述原水池(26)分隔为第一原水区(262)和第二原水区(263)，且所述隔墙(261)高度低于所述原水池(26)的池沿。
5.根据权利要求8所述的煤矿废水循环利用系统，其特征在于，所述第一原水区(262)与所述过滤箱(10)的排污口(105)连接，所述第二原水区(263)位于所述第一原水区(262)的下游，且所述第二原水区(263)与所述中水回用设备(23)的原水口(104)连接。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的煤矿废水循环利用系统，其特征在于，所述中水回用设备(23)包括过滤箱(10)、产水管路(11)、反洗管路、切换阀组和气控单元，
所述产水管路(11)和所述反洗管路与所述过滤箱(10)的清水出口(101)连接，且所述产水管路(11)用于排放过滤后的清水，所述反洗管路用于向所述过滤箱(10)中注入清洗液和/或空气清洗所述过滤箱(10);
所述切换阀组位于所述产水管路(11)和所述反洗管路上，且所述切换阀组与所述气控单元连接。
7.根据权利要求6所述的煤矿废水循环利用系统，其特征在于，所述产水管路(11)上设置有液体动力泵(111)和产水切换阀(112);
所述反洗管路包括气反洗管路(12)和/或水反洗管路(13)，所述气反洗管路(12)上设置有气反洗切换阀(121);所述水反洗管路(13)上设置有水反洗切换阀(131)和液体动力泵(111)。
8.根据权利要求7所述的煤矿废水循环利用系统，其特征在于，所述气控单元还包括产水设备供气管路(14)、反洗设备供气管路和阀门切换控制管路(29)，
所述产水设备供气管路(14)和反洗设备供气管路与气源件(18)连接，所述阀门切换控制管路(29)与所述产水设备供气管路(14)和/或所述反洗设备供气管路连接，以通过所述产水设备供气管路(14)和/或所述反洗设备供气管路为所述阀门切换控制管路(29)提供压缩气体;
所述产水设备供气管路(14)与所述产水管路(11)上的液体动力泵(111)连接;所述反洗设备供气管路包括气反洗设备供气管路和/或水反洗设备供气管路(19);气反洗设备供气管路与所述气反洗管路(12)连接，所述水反洗设备供气管路(19)与所述水反洗管路(13)上的液体动力泵(111)连接;
所述阀门切换控制管路(29)与所述产水切换阀(112)、水反洗切换阀(131)和/或气反洗切换阀(121)连接。
9.根据权利要求8所述的煤矿废水循环利用系统，其特征在于，产水设备供气管路(14)包括产水自动气控管路(141)，所述水反洗设备供气管路(19)包括水反洗自动气控管路(191)，所述气控单元还包括气路切换控制器(15)，且所述产水自动气控管路(141)和所述水反洗自动气控管路(191)通过所述气路切换控制器(15)与气源件(18)连接。
10.根据权利要求9所述的煤矿废水循环利用系统，其特征在于，产水设备供气管路(14)还包括产水手动气控管路(20);所述水反洗设备供气管路(19)还包括水反洗手动气控管路(22);所述气控单元还包括气反洗手动气控管路(21)，
所述产水手动气控管路(20)与所述产水管路(11)连接;所述气反洗手动气控管路(21)与气反洗管路(12)连接，所述水反洗手动气控管路(22)与水反洗管路(13)连接;
且所述产水手动气控管路(20)、气反洗手动气控管路(21)和水反洗手动气控管路(22)均包括基本阀(201)和控制按钮(202)，所述控制按钮(202)与所述基本阀(201)连接。
说明书
煤矿废水循环利用系统
技术领域
本发明涉及煤矿废水处理的技术领域，尤其涉及一种煤矿废水循环利用系统。
背景技术
废水过滤技术虽然在各领域取得了广泛应用，但受煤矿井下特殊的工作环境和煤矿废水成分多样性的制约，现有技术中的废水过滤膜无法适用于煤矿井下特殊环境和煤矿废水的过滤，进而无法在井下完成煤矿废水的处理。
现有技术中，煤矿井下废水需要经过五次转载，具体从用水点转至盘区水仓，再从盘区水仓转至主水仓，然后从主水仓转至工业水厂，最后由工业水厂转至地面水池，由地面污水站通过絮凝剂絮凝沉淀，清水经RO系统净化后返回井下用水点，煤泥水送往洗煤厂处理。
现有的煤矿废水处理方法至少存在以下不足：
1、井下供水量不足，影响生产。
2、井下设备经常存在待水停机现象，制约生产进度。造成井下排水系统压力增加。
3、处理费用较高：经过五次转载，水处理费用很高，约6～8元/m3左右。建设费用高、工程量大：供、排水管路安装工程量、排水仓施工工程量大。
4、存在环保方面的隐患，处理费用很高：为了处理煤泥，RO反渗透系统每天产生大量重盐水，虽然洗煤厂可利用部分，但依然有60%生物重盐水需排放或处理。若直接排放，违反环保政策;若处理，费用较高，具体的，每吨水处理费用25～45元。
发明内容
本发明其中一个目的是为了提出一种煤矿废水循环利用系统，解决了现有技术中煤矿废水无法在井下实现循环利用的技术问题。本发明优选实施方案中能够达到诸多有益效果，具体见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明的所述煤矿废水循环利用系统包括中水回用设备、净水箱、跳汰筛和原水池，净水箱为钻机提供清水，且井下废水进入跳汰筛，跳汰筛位于原水池的上游，经过跳汰筛的原水进入原水池;原水池位于中水回用设备的上游，且原水池与中水回用设备连接，中水回用设备与净水箱连接，净水箱与煤矿井下清水供水管路连接。
根据本发明一种进一步优选的技术方案，跳汰筛下方设置有筛下水池，筛下水池与原水池通过地沟连接，且地沟的深度由筛下水池向原水池逐渐增加，以形成有筛下水池向原水池的坡向。
本发明一种进一步优选技术方案的煤矿废水循环利用系统还包括积泥斗，积泥斗包括阻泥板，阻泥板的高度小于地沟的深度，积泥斗放置在地沟内时，阻泥板沿地沟的宽度方向放置，地沟内的液体冲击在阻泥板上，并漫过阻泥板。
根据本发明一种进一步优选的技术方案，原水池包括隔墙，隔墙位于原水池内将原水池分隔为第一原水区和第二原水区，且隔墙高度低于原水池的池沿。
根据本发明一种进一步优选的技术方案，第一原水区与过滤箱的排污口连接，第二原水区位于第一原水区的下游，且第二原水区与中水回用设备的原水口连接。
根据本发明一种进一步优选的技术方案，所述的中水回用设备包括过滤箱、产水管路、反洗管路、切换阀组和气控单元，产水管路和反洗管路与过滤箱的清水出口连接，且产水管路用于排放过滤后的清水，反洗管路用于向过滤箱中注入清洗液和/或空气清洗过滤箱;切换阀组位于产水管路和反洗管路上，且切换阀组与气控单元连接。
根据本发明一种进一步优选的技术方案，产水管路上设置有液体动力泵和产水切换阀。反洗管路包括气反洗管路和/或水反洗管路，气反洗管路上设置有气反洗切换阀。水反洗管路上设置有水反洗切换阀和液体动力泵。
根据本发明一种进一步优选的技术方案，气控单元还包括产水设备供气管路、反洗设备供气管路和阀门切换控制管路，产水设备供气管路和反洗设备供气管路与气源件连接，阀门切换控制管路与产水设备供气管路和/或反洗设备供气管路连接，以通过产水设备供气管路和/或反洗设备供气管路为阀门切换控制管路提供压缩气体。
根据本发明一种进一步优选的技术方案，产水设备供气管路与产水管路上的液体动力泵连接;反洗设备供气管路包括气反洗设备供气管路和/或水反洗设备供气管路;气反洗设备供气管路与气反洗管路连接，水反洗设备供气管路与水反洗管路上的液体动力泵连接。阀门切换控制管路与产水切换阀、水反洗切换阀和/或气反洗切换阀连接。
根据本发明一种进一步优选的技术方案，产水设备供气管路包括产水自动气控管路，水反洗设备供气管路包括水反洗自动气控管路，气控单元还包括气路切换控制器，且产水自动气控管路和水反洗自动气控管路通过气路切换控制器与气源件连接。
根据本发明一种进一步优选的技术方案，产水设备供气管路还包括产水手动气控管路;水反洗设备供气管路还包括水反洗手动气控管路。气控单元还包括气反洗手动气控管路。产水手动气控管路与产水管路连接。气反洗手动气控管路与气反洗管路连接，水反洗手动气控管路与水反洗管路连接。产水手动气控管路、气反洗手动气控管路和水反洗手动气控管路均包括基本阀和控制按钮，控制按钮与基本阀连接。
根据本发明一种进一步优选的技术方案，过滤箱包括平板陶瓷膜和曝气管，平板陶瓷膜包括滤液孔，且滤液孔与清水出口连接。曝气管位于过滤箱的底部和过滤箱内侧壁上。
根据本本发明一种进一步优选的技术方案，水反洗管路与净水箱连接。
本发明提供的中水回用设备至少具有如下有益技术效果：
本法提供的煤矿废水循环利用系统，通过设置跳汰筛除去煤矿废水中固态大颗粒杂质。进一步利用原水池进行沉淀，除去废水中细颗粒杂质和煤泥。进一步利用中水回用设备对经过沉淀的废水进一步过滤，实现煤矿废水的净化。进一步将净化后的清水用于井下作业，例如用于钻机降温，实现煤矿废水的循环利用，降低煤矿废水处理成本，节约采矿成本。
此外，本发明优选技术方案还可以产生如下技术效果：
本发明优选技术方案的通过在地沟内设置积泥斗，使得原水中的泥沙和/或煤渣能够在进入原水池中前更好地沉淀。
本发明优选技术方案的中水回用设备采用过滤箱采用外压内吸的方式对煤矿废水进行过滤，能够有效提高煤矿废水的过滤效率。并且通过设置反洗管道，简化过滤箱的清洗操作，缩短了过滤箱清洗时间，进而可以在相同时间内增加清洗次数以维持过滤箱的最大通量，进而在多样化成分维持过滤箱的过滤效率。并且产水管路和反洗管路均采用气控单元控制，能够有效防止中水回用设备在使用过程中产生火花引发井下爆炸，达到防爆的目的，进而适应井下易爆环境。
本发明优选技术方案的气控单元通过设置产水设备供气管路和反洗设备供气管路分别为产水管路和反洗管路提供压缩空气，以控制产水管路和反洗管路的工作状态。进一步优选方案，通过设置气路切换控制器、延时器和长计时器，实现了产水设备供气管路和反洗设备供气管路之间的切换，进而实现产水设备供气管路和反洗设备供气管路工作状态的切换，实现中水回用设备产水状态和反洗状态之间的定时自动切换，即实现中水回用设备产水和反洗的自动控制。
本发明优选技术方案的气控单元通过设置产水手动气控管路、气反洗手动气控管路和水反洗手动气控管路，实现中水回用设备的两种控制方式，即能在自动控制切换中水回用设备产水和反洗的管路出现故障时，采用手动控制中水回用设备产水和反洗的切换，避免中水回用设备停机，为自动控制切换中水回用设备产水和反洗的管路检修赢取时间。（发明人谭乐）
