[发明专利]一种煤矿采空区水利用的多模块耦合处理系统及方法

权利要求书

1.一种煤矿采空区水利用的多模块耦合处理系统，其特征在于，包括进水模块、过滤消毒模块、吸附储水模块和水质在线检测模块；所述进水模块包括连接在煤矿采空区的吸水端和污水泵，所述污水泵通过吸水管路连接吸水端；所述过滤消毒模块包括转子流量计、多级筛滤器和加药器，所述转子流量计、多级筛滤器依次设置在污水泵出口，所述加药器设置在所述多级筛滤器的出口；所述吸附储水模块包括多层吸附柱和储水箱，所述多级筛滤器的出口连接三路通道，一路通道连接至所述水质在线检测模块，一路通道连接至所述储水箱，一路通道连接至所述多层吸附柱的进水口；所述多层吸附柱的出水口具有三路出口，一路出口连接至所述多层吸附柱的进水口，一路出口连接至所述储水箱，一路出口连接至所述水质在线检测模块；

其中，所述多层吸附柱包括罩式集水器、多个吸附层、多个承托层和管式布水器；所述罩式集水器呈罩形设置于顶部，所述罩式集水器的顶部为所述多层吸附柱的出水口，所述多个吸附层和多个承托层沿轴向依次交替设置，所述管式布水器设置于底部；

所述储水箱的进口设有第四止回阀，所述多层吸附柱的进水口上设有第六止回阀，出水口上设有第五止回阀，所述多级筛滤器的出口有三路通道，一路通道连接至所述水质在线检测模块，一路通道通过第三止回阀连接至所述第四止回阀上，一路通道连接至所述第六止回阀；所述第五止回阀具有三路出口，一路出口通过第七止回阀连接至所述第六止回阀，一路出口连接至所述第四止回阀上，一路出口连接至所述水质在线检测模块。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿采空区水利用的多模块耦合处理系统，其特征在于，所述进水模块具有至少两条吸水管路，其中一条吸水管路的吸水端位于煤矿采空区的浅层并通过第一止回阀连接到污水泵，另一条吸水管路的吸水端位于煤矿采空区的深层并通过第二止回阀连接到污水泵。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿采空区水利用的多模块耦合处理系统，其特征在于，所述吸水端包括喇叭吸水口和滤网套头，所述滤网套头包裹在喇叭吸水口上。

4.根据权利要求1所述的一种煤矿采空区水利用的多模块耦合处理系统，其特征在于，所述多级筛滤器包括多个透水滤网、拉环和可卸式集污室；所述多个透水滤网依次沿进水方向设置，多个透水滤网的孔径逐级递减，所述拉环固定在各个透水滤网上，所述可卸式集污室上沿轴向设置多个用于卡持透水滤网的卡口。

5.根据权利要求1所述的一种煤矿采空区水利用的多模块耦合处理系统，其特征在于，所述多个承托层上对称设置有多个用于原水透过的孔道。

6.根据权利要求1所述的一种煤矿采空区水利用的多模块耦合处理系统，其特征在于，所述吸附层内设有多孔质EPP填料，所述EPP填料内掺杂活性炭。

7.根据权利要求1所述的一种煤矿采空区水利用的多模块耦合处理系统，其特征在于，所述管式布水器上设有多个等距等径的布水孔。

8.一种煤矿采空区水利用的多模块耦合处理方法，其特征在于，使用如权利要求1～7任一项所述的系统；其中，所述进水模块具有至少两条吸水管路，其中一条吸水管路的吸水端位于煤矿采空区的浅层并通过第一止回阀连接到所述污水泵，另一条吸水管路的吸水端位于煤矿采空区的深层并通过第二止回阀连接到所述污水泵；所述煤矿采空区水利用的多模块耦合处理方法包括以下步骤：

(1)开启所述污水泵和所述第一止回阀，所述第二止回阀关闭，在所述污水泵抽吸作用下，煤矿采空区积水通过吸水端进入吸水管路中，当所述转子流量计读数明显低于高水位流量时，即说明进水模块系统处于低水位运行，此时先开启所述第二止回阀，再关闭所述第一止回阀，保证进水管道正常输水；

(2)经所述进水模块处理后的原水经过管路进入所述多级筛滤器中，滤后水透过所述多级筛滤器的多个透水滤网由所述加药器进行消毒灭菌处理，实现污染物层层分离；

(3)在所述过滤消毒模块进行深度净化的同时，与所述吸附储水模块和所述水质在线检测模块进行耦合，所述水质在线检测模块用于评定所述过滤消毒模块和所述吸附储水模块处理原水的优劣程度，判定净化后的水质是否满足相应作业水质标准要求；

(4)如果经过滤消毒模块处理后的出水符合《城市污水再生利用城市杂用水水质》GB18920-2002规定的用水水质标准时，开启第三和第四止回阀，同时关闭第五、第六和第七止回阀，让出水暂存在储水箱中，待储水完毕，运转对外使用；

(5)如果经所述过滤消毒模块处理后的原水悬浮物指标不符合相应用途水质标准时，关闭所述第三止回阀和所述第七止回阀，同时开启所述第四止回阀、所述第五止回阀和所述第六止回阀，让原水进入所述吸附储水模块持续净化，进一步提高水质；

(6)如果出水水质不佳或用水水质要求更高时，开启所述第七止回阀使得从多层吸附柱出水口的出来的部分原水重新进入多层吸附柱进水口，再次参与吸附净化循环过程中，增强原水在所述多层吸附柱中的停留时间，改善并提高出水水质。