矿井井下生产污水沉淀处理方法

技术领域

本发明属于矿井污水处理技术领域，涉及一种矿井井下生产污水沉淀处理方法。

背景技术

目前矿山建设大部分将井下生产污水沉淀池建设在矿区地面，征用土地面积大；当矿区地面用地狭小时，不能满足沉淀池建设；且井下生产污水沉淀后的淤泥不便于清理，污水需要排至地面沉淀池，导致水泵及排水管道损耗较高，容易引发安全事故和环保事故风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种矿井井下生产污水沉淀处理方法,采用在矿井内部设置污水处理设备对生产污水进行处理，有效利用了矿井内部空间，避免了渗漏造成矿井外部环境污染，避免水泵及管道频繁使用降低寿命，合理利用固废物，有利于环保。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种矿井井下生产污水沉淀处理方法，它包括如下步骤：

步骤1，沉沙，矿井井下生产污水进入沉沙池进行初沉；

步骤2，混凝，初沉后的污水进入污水混凝池中进行混凝；

步骤3，沉淀分离，混凝后的污水进入沉淀池，分离出清水和污泥；

步骤4，排水，沉淀后的清水排至水仓；

步骤5，排泥，沉淀后的污泥排至泥浆池；

步骤6，浓缩，对泥浆池中的污泥进行浓缩；

步骤7，压滤，压滤机将浓缩后的污泥压缩成泥饼，对矿井内的采空区进行充填；

上述步骤中的述沉沙池、污水混凝池、沉淀池、水仓、泥浆池和压滤机皆位于矿井内部。

所述沉沙池的沉沙巷道末端与污水混凝池之间相互连通，连通的通道内靠近污水混凝池设置流量计。

所述污水混凝池中设置多个导流墙，相邻两个导流墙的对角线上设置导流槽，位于污水混凝池内的导流墙上设置潜水搅拌机。

所述沉淀池和污水混凝池之间由配水渠连通，闸门控制开闭，进水阀控制沉淀池的进水量，沉淀池上部设置桁架刮吸泥机。

所述沉淀池远离其进水口的一端设置溢水墙，溢水墙和水仓与联络巷连通。

所述联络巷的两侧设置排水沟和排泥沟，排水沟通过排水阀与水仓连通，排泥沟与泥浆池连通。

所述泥浆池内中部两侧设置相互对称的泥浆搅拌机，泥浆泵与泥浆池和污泥混凝池连通。

所述流量计与药剂控制系统电性连接，药剂控制系统根据入池流量计算和控制加药量。

本发明的有益效果在于：

在矿井下设置污水处理设备对生产污水进行处理，有效利用了矿井内部空间，无需征用矿井上部大面积土地。

可在矿井内因地制宜建造沉淀池，克服了矿井上部因场地狭小不能满足建设要求因素，节省了建造成本，同时避免了渗漏造成矿井外部环境污染。

污水在矿井内部处理后，再将清水排至矿井外部，避免水泵及管道频繁使用降低寿命，导致受损引发环保安全事故。

处理后的污泥压缩成泥饼，用于矿井内部采空区充填，合理利用固废物，无需排至矿井外部，有利于环保。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明污水处理流程图。

图2为本发明污水处理流平面布局图。

图3为本发明污水混凝池平面布局图。

图4为本发明污水混凝池立面示意图。

图5为本发明污水混凝池内的潜水搅拌机安装示意图。

图6为本发明沉淀池平面示意图。

图7为图6的剖视示意图。

图8为图7的B-B处剖视后布水墙的示意图。

图9为图7的C-C处剖视示意图。

图10为沉淀池上部的栈桥布设示意图。

图11为本发明泥浆池内布设的泥浆搅拌机示意图。

图12为图11的D-D处剖视示意图。

图13为本发明污泥混凝池与螺杆机连接的立面图。

图14为图13的俯视示意图。

图中：沉沙池1，沉沙巷道11，流量计12，污水混凝池2，导流墙21，导流槽22，潜水搅拌机23，沉淀池3，配水渠31，闸门32，进水阀33，桁架刮吸泥机34，溢水墙35，，水仓4，泥浆池5，泥浆搅拌机51，污泥混凝池52，压滤机6，联络巷7，排水沟71，排泥沟72，排水阀73，药剂控制中心8。

具体实施方式

如图1~图14，一种矿井井下生产污水沉淀处理方法，它包括如下步骤：

步骤1，沉沙，矿井井下生产污水进入沉沙池1进行初沉；

步骤2，混凝，初沉后的污水进入污水混凝池2中进行混凝；

步骤3，沉淀分离，混凝后的污水进入沉淀池3，分离出清水和污泥；

步骤4，排水，沉淀后的清水排至水仓4；

步骤5，排泥，沉淀后的污泥排至泥浆池5；

步骤6，浓缩，对泥浆池5中的污泥进行浓缩；

步骤7，压滤，压滤机6将浓缩后的污泥压缩成泥饼，对矿井内的采空区进行充填；

上述步骤中的述沉沙池1、污水混凝池2、沉淀池3、水仓4、泥浆池5和压滤机6皆位于矿井内部。该方法将矿井中的生产污水处理后分离成清水和污泥，对清水进行储存后再排至矿井上部，对污泥进行浓缩后压滤成泥饼，在将泥饼转运至采空区充填，有效利用了矿井内部空间，避免了渗漏造成矿井外部环境污染，避免水泵及管道频繁使用降低寿命，合理利用固废物，有利于环保。

优选的方案中，所述沉沙池1的沉沙巷道11末端与污水混凝池2之间相互连通，连通的通道内靠近污水混凝池2设置流量计12。使用时，生产污水首先进入沉沙池1，待污水中的沙粒进行初步沉淀后，再从连通通道进入到污水混凝池2内，流量计12记录进入污水混凝池2的污水流量。

优选地，沉沙池1的沉沙巷道11的土建以水仓4进水口底板高程为±0进行施工。

优选地，沉沙池1完成土建后在沉沙巷道11末端工连通通道与污水混凝池2连通，连通通道高度为±0以下4米，宽度2.2米，长度根据现场实际情况确定。

优选地，沉沙池1与连通通道施工结束后，在沉沙巷道11尽头砌筑挡水墙，挡水墙的参数为：高度砌筑至±0，宽度4米，厚度0.37。

优选地，流量计12为巴氏计量槽。

优选的方案中，所述污水混凝池2中设置多个导流墙21，相邻两个导流墙21的对角线上设置导流槽22，位于污水混凝池2内的导流墙21上设置潜水搅拌机23。使用时，生产污水从导流墙21上的导流槽22进入污水混凝池2后，加入药剂，通过潜水搅拌机23搅拌与其混凝，满足设定值后再进入下道工序。

优选地，导流墙21将污水混凝池2分为4级。

优选地，污水混凝池2设计长度为13.75米，高度为±0以上3.2米，±0以下2~3.5米，1~3级混凝池底板高程为-3.5米，4级混凝池底板高程为-2米，宽度为4.2米；配水渠31与4级混凝池连通。

优选地，导流槽22一侧设置导流槽孔，其规格为0.8*1.5米，导流墙顶面高程为±0.3。

优选地，污水混凝池2前段施工巴氏计量槽，计量槽顶部高程为±0，根据进水量来增减加药量。

优选地，通过水量计算往污水混凝池2加入聚合氯化铝等药剂，通过导流墙及3个潜水搅拌机23加速混凝时间，确保达到混凝效果。

优选地，污水在污水混凝池2中混凝完成后，配水渠31往沉淀池3配水沉淀。

优选地，在污水混凝池2上部安装栈桥，栈桥宽度1.5米，配水渠31一侧留设行人通道，以便于现场巡检等工作。

优选的方案中，所述沉淀池3和污水混凝池2之间由配水渠31连通，闸门32控制开闭，进水阀33控制沉淀池3的进水量，沉淀池3上部设置桁架刮吸泥机34。使用时，打开闸门32，沉淀混凝后的污水从闸门32排出后沿配水渠31进入沉淀池3，进水阀33控制进水量，沉淀后分离出清水和污泥，待清水排出后，桁架刮吸泥机34启动，将沉淀池3内污泥刮出或吸出。

优选地，沉淀池3分为1#沉淀池、2#沉淀池和3#沉淀池。

优选地，建设的3条配水渠31分别往1-3#沉淀池配水沉淀。

优选地，配水渠31施工断面为±0以上3.2米，±0以下0.8米，宽度2.2米，配水渠31砌筑断面0.8*0.8米，配水渠31顶面标高为±0，每条配水渠31前段安装Φ600管道，位于管道上设置进水阀33控制沉淀池3进水量。

优选地，1-3#沉淀池施工高度为±0以上3.2米，±0以下4米，1、2#沉淀池长度51米，3#沉淀池56米，1-2#沉淀池±0以下宽度3.8米，3#沉淀池±0以下宽度4.5米，沉淀池±0以上为安装桁架刮吸泥机34、污泥沟及行人通道，±0以上巷道施工宽度分别为1、2#沉淀池5米，3#沉淀池6.1米。

优选地，1-2#沉淀池右侧留设宽度1.2米，靠围岩侧砌筑污泥沟断面0.5*0.5米，污泥沟顶部标高﹢0.5米，污泥沟留设0.6米宽行人通道，剩余0.1米宽安装桁架刮吸泥机34的运行轨道，3#沉淀池右侧留设宽度1.6米，靠围岩侧砌筑污泥沟断面0.4*0.5米，污泥沟顶部标高﹢0.9米，污泥沟留设0.9米宽行人通道，剩余0.1米宽安装桁架刮吸泥机34的运行轨道。

优选地，采用工字钢施工栈桥，安装刮吸机运行轨道，桁车式刮吸泥机34根据现场运行轨道实际宽度定做刮吸泥机。

优选的方案中，所述沉淀池3远离其进水口的一端设置溢水墙35，溢水墙35和水仓4与联络巷7连通。

优选地，1-3#沉淀池中在入口砌筑布水墙，末端砌筑溢水墙35，布水墙高度砌筑至±0，宽度与沉淀池宽度为准，厚度0.37米，沉淀池底板以上0.5米处开始留设0.3*0.3米布水孔，布水孔间距0.3米，排距0.5米，共三排；溢水墙35砌筑高度为±0以下0.5米，宽度与沉淀池实际宽度为准，厚度0.50米。

优选的方案中，所述联络巷7的两侧设置排水沟71和排泥沟72，排水沟71通过排水阀73与水仓4连通，排泥沟72与泥浆池5连通。使用时，排水沟71用于引导沉淀池3中的清水排出，排水阀73用于控制清水排出量，排泥沟72用于引导沉淀池3中的污泥排出。

优选地，1-3#沉淀池末端施工联络巷7，分别与1-3#沉淀池及内水仓4连通，联络巷7断面为4.5*3.5米，联络巷7底板高程为±0。

优选地，联络巷7施工完成后两侧布置排水沟71和排泥沟72，排泥沟72砌筑靠沉淀池3一侧，排水沟71砌筑靠水仓4一侧；

优选地，排泥沟72尺寸0.6*0.6米，坡度为0.5%，便于污泥流至泥浆池5；

优选地，排水沟71尺寸0.8*1.2米，1-3#沉淀池与对应的各水仓中线位置处埋设两根Φ600管道，一根管道用于连通沉淀池3与清水池，另一根管道用于连通清水池与水仓4，位于两根管道上皆设置有排水阀73。

优选地，管道埋设高度为管道上平面高程±0，排水阀73分别控制进入清水池的水量和进入水仓4中的水量。

优选地，混凝后的污水，根据1-3#沉淀池容量分别流入对应的沉淀池中，经过布水墙均匀布水，在沉淀池中沉淀；沉淀时间不小于2小时；再通过溢水墙35溢流进Φ600管道至清水池；根据水仓4排水量及容积，打开清水池与水仓4连通管道上对应的排水阀73，将清水排入水仓后泵至地面排放。

优选地，清水池靠近水仓4一端设置溢水口，当清水池水满过溢水口后清水自流至水仓4内。

优选地，排水沟71一端还设置有排水闸，用于连通内部清水池，供井下内部生产需求。

优选的方案中，所述泥浆池5内中部两侧设置相互对称的泥浆搅拌机51，泥浆泵与泥浆池5和污泥混凝池52连通。使用时，沉淀池3内的清水排出后，底层的污泥被桁架刮吸泥机34刮吸至泥浆池5中，通过泥浆搅拌机51进行搅拌均匀后通过泥浆泵输送至污泥混凝池52，混凝后再排至压滤机6压制成泥饼。

优选地，泥浆池5底部的设置凹进的集泥槽，用于收集泥浆。

优选地，污泥混凝池52与螺杆机连接，通过螺杆机向压滤机6输送混凝后的污泥，螺杆机与压滤机6连通的输送通道上还设置有回流管与污泥混凝池52连通。

优选地，污泥混凝池52上部设置搅拌装置搅拌污泥，污泥混凝池52一侧设置排空阀。

优选地，泥饼采用运输车辆运输至充填区域后者采空区进行干料充填。

优选的方案中，所述流量计12与药剂控制中心8电性连接，药剂控制中心8根据入池流量计算和控制加药量。使用时，药剂控制中心8采集流量计12的流量数据，并控制各加药装置的药量输送。

优选地，加药设备间施工长度24米，宽度4.6米，高度为±0以上4.5米；加药间内地坪面﹢0.5米，防止水进入加药间及药剂堆放间。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。