申请日2020.02.11
公开(公告)日2020.05.19
IPC分类号C02F9/12; C02F103/10
摘要
一种净化模块及其煤矿井下水净化系统，其净化模块包括：混合罐、搅拌罐、沉淀罐;搅拌罐包括搅拌罐体，搅拌罐体内部为中空的搅拌内腔，搅拌内腔内由下至上依次安装有第三安装盘、第二安装盘、搅拌轮、摆动盘、另一搅拌轮、第一安装盘，第三安装盘与搅拌轴底部可圆周转动装配，第二安装盘、第一安装盘与搅拌筒可圆周转动装配，两个搅拌轮套装在搅拌筒外且与之可轴向滑动、不可圆周转动装配;摆动盘套装固定在搅拌筒外;搅拌筒靠近第一安装盘处还设置有贯穿的搅拌筒排水槽，且搅拌筒内部为中空的搅拌内筒，搅拌内筒内安装有抽水绞龙，抽水绞龙外边缘与搅拌内筒的内壁贴紧密封且套装固定在搅拌轴上。
权利要求书
1.一种净化模块，其特征在于，包括：
混合罐，用于将含有磁种的絮凝剂与废水混合;
搅拌罐，用于搅拌絮凝剂与废水，其实混合均匀;
沉淀罐，用于沉淀废水，使得废水在絮凝剂、磁种的作用下絮凝，以获得上清液，完成净化;
搅拌罐包括搅拌罐体，搅拌罐体内部为中空的搅拌内腔，所述搅拌内腔内由下至上依次安装有第三安装盘、第二安装盘、搅拌轮、摆动盘、另一搅拌轮、第一安装盘，所述第三安装盘与搅拌轴底部可圆周转动装配，所述第二安装盘、搅拌轮、摆动盘、另一搅拌轮、第一安装盘分别套装在搅拌筒外，且第二安装盘、第一安装盘与搅拌筒可圆周转动装配，两个搅拌轮套装在搅拌筒外且与之可轴向滑动、不可圆周转动装配;所述摆动盘套装固定在搅拌筒外;
所述搅拌筒靠近第一安装盘处还设置有贯穿的搅拌筒排水槽，且搅拌筒内部为中空的搅拌内筒，搅拌内筒内安装有抽水绞龙，抽水绞龙外边缘与搅拌内筒的内壁贴紧密封且套装固定在搅拌轴上。
2.如权利要求1所述的净化模块，其特征在于，所述搅拌筒顶部穿出搅拌罐体顶部且与之可圆周转动、不可轴向移动装配，搅拌筒穿出搅拌罐体一端与第二搅拌齿轮装配固定，搅拌轴顶部穿出搅拌内筒、搅拌支撑架后与搅拌电机的输出轴装配固定，所述搅拌轴与搅拌支撑架可圆周转动、不可轴向移动装配，搅拌支撑架固定在搅拌罐体上;所述搅拌轴上套装固定有第一搅拌齿轮，所述第一搅拌齿轮、第二搅拌齿轮分别与第三搅拌齿轮、第四搅拌齿轮啮合传动，所述第三搅拌齿轮、第四搅拌齿轮均套装在搅拌齿轮轴上，所述搅拌齿轮轴与搅拌支撑架可圆周转动转配。
3.如权利要求1所述的净化模块，其特征在于，所述搅拌轮上设置有搅拌轮轴，搅拌轮轴的开放端上可球形滚动地安装有搅拌滚珠，所述搅拌滚珠贴紧在摆动盘端面上，摆动盘的端面为均有上下势差的斜面。
4.如权利要求1或3所述的净化模块，其特征在于，所述第一安装盘与与之靠近的搅拌轮之间安装有第一搅拌弹簧，所述第一搅拌弹簧套装在搅拌筒外且用于对与之压紧的搅拌轮产生阻碍其向第一安装盘移动的弹力;
所述第二安装盘与与之靠近的搅拌轮之间安装有第二搅拌弹簧，所述第二搅拌弹簧套装在搅拌筒外且用于对与之压紧的搅拌轮产生阻碍其向第二安装盘移动的弹力。
5.如权利要求1所述的净化模块，其特征在于，搅拌内腔顶部通过沉淀进水管与沉淀内腔连通，沉淀内腔设置在沉淀罐体内，沉淀罐体属于沉淀罐，所述沉淀内腔内还分别安装有浊度传感器、电子液位计，所述浊度传感器用于探测沉淀内腔内水的浊度，并将信号输送至控制器;所述电子液位计用于探测沉淀内腔内的水位，并将信号输入控制器;所述沉淀内腔内、位于浊度传感器上方还与净化排水管底部连通，净化排水管用于将沉淀后的清水抽出。
6.如权利要求1所述的净化模块，其特征在于，在沉淀内腔中安装有采用软铁制成的吸附棒，吸附棒上套装有电磁线圈，电磁线圈通电后产生磁场，从而磁化吸附棒;在沉淀完成后电磁线圈断电，吸附棒失去磁性而掉落至沉淀内腔的污泥中。
7.如权利要求1所述的净化模块，其特征在于，所述混合罐包括混合罐体，混合罐体内部为中空的混合内腔且混合罐底部为混合锥壳，所述混合内腔底部与加料管一端连通，加料管另一端与吸料壳内部连通，吸料壳内部中空且安装有第一叶轮，吸料壳内部且远离与加料管连通一端通过引流管与阀壳的阀腔底部连通，阀壳上还设置有锥形的阀孔、进料孔，所述阀孔将阀腔与进料孔连通，进料孔与絮凝罐内部的絮凝剂连通，絮凝剂内混合有磁种;所述阀孔与阀芯卡合、密封装配，阀芯底部与阀腔底面之间安装有阀体压簧;所述第一叶轮套装固定在叶轮轴一端上，所述叶轮轴另一端装入动力壳内且与第二叶轮装配固定，第二叶轮安装在动力壳内部且动力壳内部两端还分别与混合内腔、水泵的出口连通，所述水泵的进口与净化进水管连通;所述混合内腔顶部通过混合管与搅拌内腔底部连通。
8.如权利要求7所述的净化模块，其特征在于，混合锥壳由上至下直径逐渐变小且混合锥壳最底部与混合排污管连通，混合排污管与混合泥浆泵的进口连通;混合泥浆泵用于将混合内腔内的泥浆抽送入磁分离器内;
搅拌罐的搅拌罐体底部设置有搅拌锥壳，搅拌锥壳由上至下直径逐渐变小且搅拌锥壳底部与搅拌排污管连通，搅拌排污管与搅拌泥浆泵的进口连通，搅拌泥浆泵用于将搅拌内腔内的泥浆抽送入磁分离器内;
沉淀罐的沉淀罐体底部设置有锥形的沉淀锥壳，沉淀锥壳的直径由上至下逐渐变小且其最底部与沉淀排污管连通，沉淀排污管通过沉淀泥浆泵将沉淀内腔内的污泥抽送至磁分离器内。
9.一种煤矿井下水净化系统，其特征在于，应用有权利要求1-8任一项所述的净化模块。
10.如权利要求9所述的煤矿井下水净化系统，其特征在于，还包括：
过滤器，用于去除废水中的漂浮物、部分质量较轻的悬浮物、大颗粒固体杂质;废水经过过滤器后大部分废水进入主净化模块内进行处理，而含有大量漂浮物、悬浮物的水通过溢流堰溢流进入次净化模块进行独立处理。
说明书
一种净化模块及其煤矿井下水净化系统
技术领域
本发明涉及井下水处理技术、采矿技术，特别是涉及一种净化模块及其煤矿井下水净化系统。
背景技术
在井下采煤的过程中，由于地下水渗入，会产生大量的井下废水，这些废水中含有大量的固体颗粒、悬浮物、机油等，因此不能直接用于井下生产使用。目前主要是将井下废水通过水泵抽出地表，通过地表的上设备进行净化后抽回井下供割煤机、除尘、生活使用，显然在此过程中会产生大量的能耗。虽然目前已经有直接在井下将井下废水进行净化的技术，但是这种设备体积较大、净化效率低，因此无法满足井下废水的净化，而且生产的净化水也无法满足井下开采的需要，显得有些鸡肋。
对此申请人认为只要提高净化效率，就能够实现设备小型化以及满足井下用水需求。而根据目前的经验来看，井下废水难以处理的原因主要是漂浮物、悬浮物较多、絮凝缓慢等，因此解决漂浮物和悬浮物处理、絮凝的问题就能够有效增加净化效率。结合现有技术中的磁絮凝沉淀技术，其能够实现水在几分钟内沉淀，因此效率很高可以满足井下废水的处理要求。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种净化模块及其煤矿井下水净化系统，其净化模块的搅拌罐能够在圆周搅拌废水的同时增加废水搅拌罐体轴向上的对流量，从而增加搅拌效率及效果。
为实现上述目的，本发明提供了一种净化模块，包括：
混合罐，用于将含有磁种的絮凝剂与废水混合;
搅拌罐，用于搅拌絮凝剂与废水，其实混合均匀;
沉淀罐，用于沉淀废水，使得废水在絮凝剂、磁种的作用下絮凝，以获得上清液，完成净化;
搅拌罐包括搅拌罐体，搅拌罐体内部为中空的搅拌内腔，所述搅拌内腔内由下至上依次安装有第三安装盘、第二安装盘、搅拌轮、摆动盘、另一搅拌轮、第一安装盘，所述第三安装盘与搅拌轴底部可圆周转动装配，所述第二安装盘、搅拌轮、摆动盘、另一搅拌轮、第一安装盘分别套装在搅拌筒外，且第二安装盘、第一安装盘与搅拌筒可圆周转动装配，两个搅拌轮套装在搅拌筒外且与之可轴向滑动、不可圆周转动装配;所述摆动盘套装固定在搅拌筒外;
所述搅拌筒靠近第一安装盘处还设置有贯穿的搅拌筒排水槽，且搅拌筒内部为中空的搅拌内筒，搅拌内筒内安装有抽水绞龙，抽水绞龙外边缘与搅拌内筒的内壁贴紧密封且套装固定在搅拌轴上。
优选地，所述搅拌筒顶部穿出搅拌罐体顶部且与之可圆周转动、不可轴向移动装配，搅拌筒穿出搅拌罐体一端与第二搅拌齿轮装配固定，搅拌轴顶部穿出搅拌内筒、搅拌支撑架后与搅拌电机的输出轴装配固定，所述搅拌轴与搅拌支撑架可圆周转动、不可轴向移动装配，搅拌支撑架固定在搅拌罐体上;所述搅拌轴上套装固定有第一搅拌齿轮，所述第一搅拌齿轮、第二搅拌齿轮分别与第三搅拌齿轮、第四搅拌齿轮啮合传动，所述第三搅拌齿轮、第四搅拌齿轮均套装在搅拌齿轮轴上，所述搅拌齿轮轴与搅拌支撑架可圆周转动转配。
优选地，所述搅拌轮上设置有搅拌轮轴，搅拌轮轴的开放端上可球形滚动地安装有搅拌滚珠，所述搅拌滚珠贴紧在摆动盘端面上，摆动盘的端面为均有上下势差的斜面。
优选地，所述第一安装盘与与之靠近的搅拌轮之间安装有第一搅拌弹簧，所述第一搅拌弹簧套装在搅拌筒外且用于对与之压紧的搅拌轮产生阻碍其向第一安装盘移动的弹力;
所述第二安装盘与与之靠近的搅拌轮之间安装有第二搅拌弹簧，所述第二搅拌弹簧套装在搅拌筒外且用于对与之压紧的搅拌轮产生阻碍其向第二安装盘移动的弹力。
优选地，搅拌内腔顶部通过沉淀进水管与沉淀内腔连通，沉淀内腔设置在沉淀罐体内，沉淀罐体属于沉淀罐，所述沉淀内腔内还分别安装有浊度传感器、电子液位计，所述浊度传感器用于探测沉淀内腔内水的浊度，并将信号输送至控制器;所述电子液位计用于探测沉淀内腔内的水位，并将信号输入控制器;所述沉淀内腔内、位于浊度传感器上方还与净化排水管底部连通，净化排水管用于将沉淀后的清水抽出。
优选地，在沉淀内腔中安装有采用软铁制成的吸附棒，吸附棒上套装有电磁线圈，电磁线圈通电后产生磁场，从而磁化吸附棒;在沉淀完成后电磁线圈断电，吸附棒失去磁性而掉落至沉淀内腔的污泥中。
优选地，所述混合罐包括混合罐体，混合罐体内部为中空的混合内腔且混合罐底部为混合锥壳，所述混合内腔底部与加料管一端连通，加料管另一端与吸料壳内部连通，吸料壳内部中空且安装有第一叶轮，吸料壳内部且远离与加料管连通一端通过引流管与阀壳的阀腔底部连通，阀壳上还设置有锥形的阀孔、进料孔，所述阀孔将阀腔与进料孔连通，进料孔与絮凝罐内部的絮凝剂连通，絮凝剂内混合有磁种;所述阀孔与阀芯卡合、密封装配，阀芯底部与阀腔底面之间安装有阀体压簧;所述第一叶轮套装固定在叶轮轴一端上，所述叶轮轴另一端装入动力壳内且与第二叶轮装配固定，第二叶轮安装在动力壳内部且动力壳内部两端还分别与混合内腔、水泵的出口连通，所述水泵的进口与净化进水管连通;所述混合内腔顶部通过混合管与搅拌内腔底部连通。
优选地，混合锥壳由上至下直径逐渐变小且混合锥壳最底部与混合排污管连通，混合排污管与混合泥浆泵的进口连通;混合泥浆泵用于将混合内腔内的泥浆抽送入磁分离器内;
搅拌罐的搅拌罐体底部设置有搅拌锥壳，搅拌锥壳由上至下直径逐渐变小且搅拌锥壳底部与搅拌排污管连通，搅拌排污管与搅拌泥浆泵的进口连通，搅拌泥浆泵用于将搅拌内腔内的泥浆抽送入磁分离器内;
沉淀罐的沉淀罐体底部设置有锥形的沉淀锥壳，沉淀锥壳的直径由上至下逐渐变小且其最底部与沉淀排污管连通，沉淀排污管通过沉淀泥浆泵将沉淀内腔内的污泥抽送至磁分离器内。
本发明还公开了一种煤矿井下水净化系统，其应用有上述净化模块。且其通过磁絮凝沉淀技术实现井下废水的快速沉淀，从而实现高效水净化。
本发明的有益效果是：
1、本发明结构简单，在过滤器处直接将大量的悬浮物从溢流堰中分离，从而降低后续处理难度，再结合磁絮凝沉淀技术，可以实现快速沉淀、净化，从而满足缩小体积、较大供水量的要求。经过分离后的悬浮物进入独立的处理模块进行处理，虽然效率低，但是不影响整体的正常处理效率。
2、本发明的过滤器通过浮力、重力、过滤网能够有效地将大颗粒、质量大的固体颗粒进行分离，同时，通过溢流堰、悬浮物和漂浮物的浮力能够将大量漂浮物和悬浮物从溢流堰中分离，然后通过独立的净化模块进行单独净化，由于溢流量不高，因此不会影响整体的供水量。废水通过过滤器溢流去除悬浮物和漂浮物后大量进入另一净化模块，从而通过此净化模块实现稳定、高效的处理和供水，以满足井下生产、废水净化的要求。
4、本发明的净化模块采用先将废水与混凝剂、磁种在混合内腔中混合后输入搅拌罐内充分搅拌，从而大大提高混合效率及效果，另外搅拌罐采用抽水绞龙、搅拌轮轴向上不断移动在搅拌罐体轴向上增加废水的对流量，从而大大增加搅拌效率及效果，为增加净化效率提供支撑。
5、本发明的磁分离器提取含有磁种的污泥内的磁种，从而实现磁种的回收利用，以大大降低磁种的消耗，从而降低工艺成本。另外本发明的磁分离器通过上刮板、下刮板能够将吸磁板上吸附的磁种刮落，从而通过较为简单的结构就能实现磁种回流至汇聚管内，最终循环使用。（发明人陈宝宝）