一種井下千米鑽機介質水過濾循環復用處理系統和方法
2023-10-10 11:43:59
一種井下千米鑽機介質水過濾循環復用處理系統和方法
【專利摘要】一種井下千米鑽機介質水過濾循環復用處理系統，該系統包括化學藥劑系統，物化反應系統，多相分離系統和精密過濾系統，化學藥劑系統包括PAC儲藥箱和PAM儲藥箱，物化反應系統包括原水管道和混合絮凝池，多相分離系統包括疊螺脫水機，精密過濾系統包括纖維過濾器和回用水管路；所述原水管道、混合絮凝池、疊螺脫水機、纖維過濾器和回用水管路依次通過管路連通連接；所述PAC儲藥箱和PAM儲藥箱分別通過管路與混合絮凝池連通。可以將含有高濃度懸浮物的千米鑽機介質水經過精密過濾處理後達到循環復用的標準，降低了介質水對礦山環境的汙染，降低水資源的消耗，節約了大量的水資源，對於水資源匱乏的煤礦具有重要的環境和經濟價值。
【專利說明】一種井下千米鑽機介質水過濾循環復用處理系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及汙水處理【技術領域】，具體涉及一種井下千米鑽機介質水過濾循環復用處理系統和方法。
【背景技術】
[0002]水作為井下千米鑽機的液壓動力介質，因其安全、經濟、無汙染同時還兼具有清洗鑽頭和排渣功能，帶走鑽機切削下的煤屑和巖屑，相比於其他油類介質來說，水應用於千米鑽機具有難以替代的優勢和地位。
[0003]目前，許多煤礦水資源匱乏，鑽機用水水質水量不能保證，水中顆粒物數量等指標遠遠超過了鑽機要求的限值，嚴重影響煤礦安全生產進度。同時，打鑽排出水造成井下汙水囤積，水中顆粒物超標，導致井下鑽井不能連續穩定作業，工作環境髒亂差。另外，鑽機和管道的磨損、結垢、腐蝕也日趨嚴重，大大降低了鑽機使用壽命，為長期穩定生產帶來隱患。
[0004]該井下千米鑽機介質水精密過濾循環復用處理系統適用於煤礦井下瓦斯環境中，能夠對深孔千米鑽機施工過程中排出的介質汙水進行精密過濾，使出水達到設計的回用標準，實現水的循環利用，能緩解環境汙染問題，汙水囤積問題，管路維護困難以及水資源短缺等問題，同時提高了礦井安全生產保障；另外，良好的處理水質以及穩定的供水減緩了鑽機馬達的磨損，降低了鑽機維修費用，降低了事故損失，提高了鑽機打鑽效率，延長了鑽機使用壽命。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種井下千米鑽機介質水過濾循環復用處理系統和方法，可對井下千米鑽機生產過程中產生的含懸浮物的介質汙水進行化學藥劑混凝反應，高速離心固液分離以及精密過濾的處理，從而使處理後的水達到循環復用的標準，有效的保護了礦山環境。
[0006]為解決上述技術問題，本發明採用如下的技術方案:
[0007]—種井下千米鑽機介質水過濾循環復用處理系統，該系統包括化學藥劑系統，物化反應系統，多相分離系統和精密過濾系統，所述化學藥劑系統包括PAC儲藥箱和PAM儲藥箱，所述物化反應系統包括原水管道和混合絮凝池，所述多相分離系統包括疊螺脫水機，所述精密過濾系統包括纖維過濾器和回用水管路；所述原水管道、混合絮凝池、疊螺脫水機、纖維過濾器和回用水管路依次通過管路連通連接；所述PAC儲藥箱和PAM儲藥箱分別通過管路與混合絮凝池連通。
[0008]進一步地，所述化學藥劑系統還包括PAC溶藥箱和PAM溶藥箱，所述PAC儲藥箱與PAC溶藥箱相連通，所述PAM儲藥箱和PAM溶藥箱相連通，所述PAC溶藥箱和PAM溶藥箱內分別設有攪拌裝置。
[0009]進一步地，所述物化反應系統的原水管道和混合絮凝池之間設有調節池；所述混合絮凝池包括依次連通的快速混合池、第一絮凝池和第二絮凝池；原水管道與調節池之間通過管路連通連接，調節池和快速混合池之間通過管道連通連接；所述調節池和快速混合池之間的管道上設有潛水排沙電泵；所述PAC儲藥箱與快速混合池通過管路連通連接，所述PAM儲藥箱與第一絮凝池通過管路連通連接，所述快速混合池內設有攪拌裝置。
[0010]進一步地，所述多相分離系統的疊螺脫水機和纖維過濾器之間設有中間水箱，所述疊螺脫水機的進口與第二絮凝池通過管路連通連接，所述疊螺脫水機出口與中間水箱通過管路連通連接，中間水箱與纖維過濾器之間通過管路連通連接；中間水箱與纖維過濾器之間的管路上設有水管道泵；所述疊螺脫水機的末端設有出汙泥口。
[0011]進一步地，所述精密過濾系統還包括反洗水箱，所述纖維過濾器的出水口通過管路與反洗水箱連通連接；所述反洗水箱內設有反洗潛水泵，該反洗潛水泵通過管路與纖維過濾器連通連接。
[0012]進一步地，所述纖維過濾器的出水口分別通過管路與PAC溶藥箱和PAM溶藥箱連通連接。
[0013]進一步地，所述纖維過濾器為孔隙調節型纖維過濾器。
[0014]本發明還公開了一種井下千米鑽機介質水過濾循環復用處理方法，包括以下步驟:
[0015](a)化學藥劑處理工序和物化反應處理工序，介質水通過原水管道進入調節池，然後通過潛水排沙電泵進入快速混合池，在快速混合池內與來自PAC儲藥箱的混凝劑PAC溶液快速混合，然後在第一絮凝池中與來自PAM儲藥箱的助凝劑PAM溶液進行絮凝反應，接著在第二絮凝池中繼續進行絮凝反應，絮凝下來的的雜質沉澱在第一絮凝池和第二絮凝池的底部，含有大量懸浮物的介質水混合液進入多相分離處理工序；
[0016](b)多相分離處理工 序，含有大量懸浮物的介質水混合液進入疊螺脫水機,介質水混合液中相對密度較大的汙泥顆粒濃集於疊螺脫水機轉筒壁內，介質水混合液中的液體則通過疊螺脫水機轉筒壁上的縫隙分離出，濃集的汙泥顆粒被不斷擠壓排出，實現固液分離，從疊螺脫水機中分離出的液體進入中間水箱，然後再進入精密過濾處理工序；
[0017](C)精密過濾處理工序，從疊螺脫水機中分離出的液體進行纖維過濾器，進一步去除不易沉澱的懸浮顆粒，使分離出的液體水質達到可復用的水的標準，可復用的水進入回用水管道。
[0018]進一步地，步驟(c )中，可復用的水通過管路分別進入化學藥劑處理系統的PAC溶藥箱和PAM溶藥箱，該可復用的水用於配製混凝劑PAC溶液和助凝劑PAM溶液。
[0019]進一步地，步驟(c)中，可復用的水通過管路進入反洗水箱中，通過反洗水箱中的反洗潛水泵回流到纖維過濾器中，對纖維過濾器進行反洗。
[0020]本發明的一種井下千米鑽機介質水過濾循環復用處理系統和方法由於採用了以上技術方案，可以將含有高濃度懸浮物的千米鑽機介質水經過精密過濾處理後達到循環復用的標準，見底了介質水對礦山環境的汙染，降低水資源的消耗，節約了大量的水資源，對於水資源匱乏的煤礦具有重要的環境和經濟價值。
[0021]下面結合附圖對本發明的一種井下千米鑽機介質水過濾循環復用處理系統和方法做進一步說明。
【專利附圖】
【附圖說明】[0022]圖1為本發明的一種井下千米鑽機介質水過濾循環復用處理系統和方法的結構示意圖。
[0023]圖中各標記如下:IPAC儲藥箱，2PAC溶藥箱，3PAM儲藥箱，4PAM溶藥箱，5調節池，6潛水排沙電泵，7快速反應池，8第一絮凝池，9第二絮凝池，10疊螺脫水機，11中間水箱，12汙泥運輸車，13進水管道泵，14纖維過濾器，15反洗水箱，16反洗潛水泵，17回用水管道，18原水管道。
【具體實施方式】
[0024]如圖1所示，一種井下千米鑽機介質水過濾循環復用處理系統，該系統包括依次連接的化學藥劑系統，物化反應系統，多相分離系統和精密過濾系統。
[0025]所述化學藥劑系統包括PAC儲藥箱1、PAC溶藥箱2、PAM儲藥箱3和PAM溶藥箱4，所述PAC儲藥箱I與PAC溶藥箱2相連通，所述PAM儲藥箱3和PAM溶藥箱4相連通。所述PAC溶藥箱2和PAM溶藥箱4內分別設有氣動攪拌機，通過壓縮空氣的方式調配混凝劑PAC溶液和助凝劑PAM溶液。調配好的混凝劑PAC溶液在PAC儲藥箱I中儲存，調配好的助凝劑PAM溶液在PAM儲藥箱3中儲存。
[0026]所述物化反應系統包括原水管道18和混合絮凝池，所述原水管道18和混合絮凝池之間設有調節池5 ;所述混合絮凝池包括依次連通的快速混合池7、第一絮凝池8和第二絮凝池9 ;原水管道18與調節池5之間通過管路連通連接，調節池5和快速混合池7之間通過管道連通連接；所述調節池5和快速混合池7之間的管道上設有潛水排沙電泵6 ;所述PAC儲藥箱I與快速 混合池7通過管路連通連接，所述PAM儲藥箱3與第一絮凝池8通過管路連通連接，所述快速混合池7內設有攪拌裝置。所述快速混合池7、第一絮凝池8和第二絮凝池9採用豎流式隔板反應池並內置氣動攪拌裝置，採用壓縮空氣啟動攪拌。所述物化反應系統內置有三級攪拌裝置，採用不同速度攪拌充分混合反應。
[0027]所述多相分離系統包括疊螺脫水機10和中間水箱11，所述疊螺脫水機10的進口與第二絮凝池9通過管路連通連接，所述疊螺脫水機10出口與中間水箱11通過管路連通連接，中間水箱11與纖維過濾器14之間通過管路連通連接；中間水箱11與纖維過濾器14之間的管路上設有水管道泵13 ;所述疊螺脫水機10的末端設有出汙泥口，所述出汙泥口與壓縮汙泥運輸車12相連，汙泥運輸車12將產生的壓縮汙泥收集外排。所述疊螺脫水機10符合煤礦安全防爆的要求。
[0028]所述精密過濾系統包括纖維過濾器14、回用水管路17和反洗水箱15，所述纖維過濾器14的出水口通過管路與反洗水箱15連通連接；所述反洗水箱15內設有反洗潛水泵16，該反洗潛水泵16通過管路與纖維過濾器14連通連接。通過反洗潛水泵16將過濾後的水壓回纖維過濾器14內對其進行反洗。
[0029]所述纖維過濾器14的出水口分別通過管路與PAC溶藥箱2和PAM溶藥箱4連通連接，進行配製混凝劑PAC溶液和助凝劑PAM溶液。
[0030]所述纖維過濾器14的出水口通過管路與回用水管道17相連接連通。
[0031]所述纖維過濾器14為孔隙調節型纖維過濾器。
[0032]本發明還公開了一種井下千米鑽機介質水過濾循環復用處理方法，其特徵在於，包括以下步驟:[0033](a)化學藥劑處理工序和物化反應處理工序，介質水通過原水管道18進入調節池5，然後通過潛水排沙電泵6進入快速混合池7，在快速混合池7內與來自PAC儲藥箱I的混凝劑PAC溶液快速混合，然後在第一絮凝池8中與來自PAM儲藥箱3的助凝劑PAM溶液進行絮凝反應，接著在第二絮凝池9中繼續進行絮凝反應，絮凝下來的的雜質沉澱在第一絮凝池8和第二絮凝池9的底部，含有大量懸浮物的介質水混合液進入多相分離處理工序。
[0034](b)多相分離處理工序，含有大量懸浮物的介質水混合液進入疊螺脫水機10，介質水混合液中相對密度較大的汙泥顆粒濃集於疊螺脫水機10轉筒壁內，介質水混合液中的液體則通過疊螺脫水機10轉筒壁上的縫隙分離出，濃集的汙泥顆粒被不斷擠壓排出，實現固液分離，從疊螺脫水機10中分離出的液體進入中間水箱11，然後再進入精密過濾處理工序。 [0035](c)精密過濾處理工序，從疊螺脫水機10中分離出的液體進行纖維過濾器14，進一步去除不易沉澱的懸浮顆粒，使分離出的液體水質達到可復用的水的標準，可復用的水進入回用水管道17。
[0036]步驟(c)中，可復用的水通過管路分別進入化學藥劑處理系統的PAC溶藥箱2和PAM溶藥箱4，該可復用的水用於配製混凝劑PAC溶液和助凝劑PAM溶液。
[0037]步驟(C)中，可復用的水通過管路進入反洗水箱15中，通過反洗水箱15中的反洗潛水泵16回流到纖維過濾器14中，對纖維過濾器14進行反洗。
[0038]顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而並非是對本發明的實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無法對所有的實施方式予以窮舉。凡是屬於本發明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明的保護範圍之列。
【權利要求】
1.一種井下千米鑽機介質水過濾循環復用處理系統，其特徵在於:該系統包括化學藥劑系統，物化反應系統，多相分離系統和精密過濾系統，所述化學藥劑系統包括PAC儲藥箱(I)和PAM儲藥箱(3)，所述物化反應系統包括原水管道(18)和混合絮凝池，所述多相分離系統包括疊螺脫水機(10)，所述精密過濾系統包括纖維過濾器(14)和回用水管路(17);所述原水管道(18)、混合絮凝池、疊螺脫水機(10)、纖維過濾器(14)和回用水管路(17)依次通過管路連通連接；所述PAC儲藥箱(I)和PAM儲藥箱(3)分別通過管路與混合絮凝池連通。
2.根據權利要求1所述的一種井下千米鑽機介質水過濾循環復用處理系統，其特徵在於:所述化學藥劑系統還包括PAC溶藥箱(2)和PAM溶藥箱(4)，所述PAC儲藥箱(I)與PAC溶藥箱(2)相連通，所述PAM儲藥箱(3)和PAM溶藥箱(4)相連通，所述PAC溶藥箱(2)和PAM溶藥箱(4)內分別設有攪拌裝置。
3.根據權利要求2所述的一種井下千米鑽機介質水過濾循環復用處理系統，其特徵在於:所述物化反應系統的原水管道(18)和混合絮凝池之間設有調節池(5);所述混合絮凝池包括依次連通的快速混合池(7)、第一絮凝池(8)和第二絮凝池(9);原水管道(18)與調節池(5)之間通過管路連通連接，調節池(5)和快速混合池(7)之間通過管道連通連接；所述調節池(5 )和快速混合池(7 )之間的管道上設有潛水排沙電泵(6 );所述PAC儲藥箱(I)與快速混合池(7 )通過管路連通連接，所述PAM儲藥箱(3 )與第一絮凝池(8 )通過管路連通連接，所述快速混合池(7)內設有攪拌裝置。
4.根據權利要求3所述的一種井下千米鑽機介質水過濾循環復用處理系統，其特徵在於:所述多相分離系統的疊螺脫水機(10)和纖維過濾器(14)之間設有中間水箱(11)，所述疊螺脫水機(10)的進口與第二絮凝池(9)通過管路連通連接，所述疊螺脫水機(10)出口與中間水箱(11)通過管路連通連接，中間水箱(11)與纖維過濾器(14)之間通過管路連通連接；中間水箱(11)與纖維過濾器(14)之間的管路上設有水管道泵(13);所述疊螺脫水機.(10)的末端設有出汙泥口。
5.根據權利要求4所述的一種井下千米鑽機介質水過濾循環復用處理系統，其特徵在於:所述精密過濾系統還包括反洗水箱(15)，所述纖維過濾器(14)的出水口通過管路與反洗水箱(15)連通連接；所述反洗水箱(15)內設有反洗潛水泵(16)，該反洗潛水泵(16)通過管路與纖維過濾器(14)連通連接。
6.根據權利要求5所述的一種井下千米鑽機介質水過濾循環復用處理系統，其特徵在於:所述纖維過濾器(14)的出水口分別通過管路與PAC溶藥箱(2)和PAM溶藥箱(4)連通連接。
7.根據權利要求6所述的一種井下千米鑽機介質水過濾循環復用處理系統，其特徵在於:所述纖維過濾器(14)為孔隙調節型纖維過濾器。
8.一種井下千米鑽機介質水過濾循環復用處理方法，其特徵在於，包括以下步驟: Ca)化學藥劑處理工序和物化反應處理工序，介質水通過原水管道(18)進入調節池(5),然後通過潛水排沙電泵(6)進入快速混合池(7)，在快速混合池(7)內與來自PAC儲藥箱(I)的混凝劑PAC溶液快速混合，然後在第一絮凝池(8)中與來自PAM儲藥箱(3)的助凝劑PAM溶液進行絮凝反應，接著在第二絮凝池(9)中繼續進行絮凝反應，絮凝下來的的雜質沉澱在第一絮凝池(8)和第二絮凝池(9)的底部，含有大量懸浮物的介質水混合液進入多相分離處理工序； (b)多相分離處理工序，含有大量懸浮物的介質水混合液進入疊螺脫水機(10)，介質水混合液中相對密度較大的汙泥顆粒濃集於疊螺脫水機(10)轉筒壁內，介質水混合液中的液體則通過疊螺脫水機(10)轉筒壁上的縫隙分離出，濃集的汙泥顆粒被不斷擠壓排出，實現固液分離，從疊螺脫水機(10 )中分離出的液體進入中間水箱(11)，然後再進入精密過濾處理工序； (C)精密過濾處理工序，從疊螺脫水機(10)中分離出的液體進行纖維過濾器(14)，進一步去除不易沉澱的懸浮顆粒，使分離出的液體水質達到可復用的水的標準，可復用的水進入回用水管道(17)。
9.根據權利要求8所述的一種井下千米鑽機介質水過濾循環復用處理方法，其特徵在於:步驟(c)中，可復用的水通過管路分別進入化學藥劑處理系統的PAC溶藥箱(2)和PAM溶藥箱(4)，該可復用的水用於配製混凝劑PAC溶液和助凝劑PAM溶液。
10.根據權 利要求8所述的一種井下千米鑽機介質水過濾循環復用處理方法，其特徵在於:步驟(c )中，可復用的水通過管路進入反洗水箱(15 )中，通過反洗水箱(15 )中的反洗潛水泵(16)回流到纖維過濾器(14)中，對纖維過濾器(14)進行反洗。
【文檔編號】C02F103/10GK103466827SQ201310372883
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月23日 優先權日:2013年8月23日
【發明者】李志勇, 朱海蘭, 高東紅, 王雷, 楊超, 李建勃 申請人:北京怡百信環境工程有限公司