[发明专利]一种煤矸石砂介质处理高悬浮物矿井水的系统及处理方法

说明书

本发明提供了一种煤矸石砂介质处理高悬浮物矿井水的系统及处理方法，包括进水单元和处理单元，所述处理单元包括依次连接的混合池、投加池、生长池和沉淀池，所述进水单元的出水口与所述混合池的进水口连接，所述混合池的上方设有混凝剂投加子系统，所述投加池的上方设有絮凝剂投加子系统、煤矸石砂复用子系统和煤矸石砂补充子系统，所述沉淀池的底部设有排泥泥斗，所述煤矸石砂复用子系统与所述排泥泥斗连接，所述沉淀池的侧壁上部设有排水口。采用本发明的技术方案，能够大大加快絮体的沉淀速度，提高对矿井水中悬浮颗粒及胶体的去除效果，且具有投资费用低、运行压力小、系统负荷高、占地面积小、煤矸石利用率高等优点。

技术领域

本发明涉及矿井水处理技术领域，尤其是涉及一种煤矸石砂介质处理高悬浮物矿井水的系统及处理方法。

背景技术

我国煤炭资源储量位于世界第三，随着中国经济的不断蓬勃发展，能源需求量也不断提升，作为一个能源消耗大国，煤炭在我国能源结构中占据重要地位，约占全国一次性能源消费的75％，但我国煤炭开采大部分采用地下开采方式，在煤炭开采过程中，煤矸石和矿井水作为伴生物大量排出。

与煤炭相比，煤矸石一般热值较低，并含有Al₂O₃、SiO₂和Fe₂O₃等无机成分，因难以回收利用而成为一种工业固体废弃物，据统计，每生产1吨原煤会产生0.15-0.2吨煤矸石，煤矸石的大量堆放带来了严重的社会、环境和经济问题，煤矸石的堆放不仅会占用大量的土地，造成耕地、林地等面积的减少，还会造成山体滑坡和泥石流等隐患，煤矸石自燃产生的二氧化硫、氮氧化物等物质不仅会污染大气，还会随雨水污染地表水、地下水和土壤，造成生态环境的严重破坏。

矿井水是井下开采煤层及巷道附近的地下水，有时部分地表水也会随地表裂隙渗入井下而成为矿井水，矿井水的直接排放不仅会造成水资源的巨大浪费，而且含有煤粉、岩粉和其它污染物的矿井水大量外排，会对矿区及周边环境造成严重的环境污染，损害环境效益，同时，我国水资源存在时空分布不均匀的特点，富煤地区往往缺水，而随着煤炭开采强度的加大和空间上的延伸，矿区地下水位将大幅度下降，使当地缺水形式更加严峻，根据《煤炭工业污染物排放标准》的编制说明，全国86个大型重点煤炭企业中有71％缺水，其中40％严重缺水，缺水已成为制约我国煤炭行业健康发展的重要因素。因此，煤矸石和矿井水资源的合理开发利用，对煤矿的可持续发展具有重要意义。

全国煤矿矿井水水质调查资料表明，我国矿井水中普遍含有大量以煤粉和岩粉形成的悬浮物，此种矿井水在北方所占比例更大，排放量约占北方部分重点国有煤矿涌水量的60％，此种矿井水除含有随开采过程带入的煤粉、岩粉等物质外，还含有由于井下人员活动及矿井水输送过程所带入的部分离子、少量有机物和大量细菌，若直接外排，会出现景观破坏、淤塞河道、影响动植物生长等问题，若水中悬浮物不经去除直接进入后续处理工艺，则会造成后续工艺设备损坏、处理系统稳定性降低、堵塞管路等问题，鉴于此，各种矿井水悬浮物处理技术被开发出来。

我国矿井水作为水资源开发利用已有40多年历史，含悬浮物矿井水处理工艺流程一般为：矿井水-调节池-提升泵-反应沉淀池-过滤-消毒-回用，以往对矿井水的处理是将矿井水从井下水仓提升至地面，在地面修筑各种处理构筑物，以达到回用水的水质要求，部分在地面利用，部分则返回井下使用，地面处理存在矿井水提升费用高、占地面积大、基建投资费用高、深井供水减压难度大等问题，与地面处理工艺相比，矿井水井下处理、就地复用则具有节约土地、节省投资和运行费用低等优点，但由于矿井井下空间环境的特殊性，井下巷道的宽度一般为5m左右，高度一般为4m左右，使矿井水井下处理难度远大于地面，因此，开发一种具有负荷大、占地小等优点且能合理利用煤矸石资源的高悬浮物矿井水处理设备具有良好的实用性和现实意义。

发明内容