权利要求
1.矿井水污泥与浮油一体化处理系统，其特征在于，包括控制系统(3)，所述控制系统(3)分别通讯连接有污泥收集排放系统(1)和浮油处理系统(2)，所述污泥收集排放系统(1)包括设置在矿井水预沉淀池底部的液下往复式刮泥机(4)，所述液下往复式刮泥机(4)的输出端底部设置有环形空气搅拌泥斗(5)，所述环形空气搅拌泥斗(5)通过排泥管道(25)与耐磨损渣浆泵(6)连通;所述浮油处理系统(2)包括设置在池边轨上的管式除油机(7)。
2.根据权利要求1所述的矿井水污泥与浮油一体化处理系统，其特征在于，所述液下往复式刮泥机(4)包括刮泥模块和动力模块，所述动力模块包括液压缸(8)，所述液压缸(8)的输出端连接有活塞撑杆(9)一端端部，所述活塞撑杆(9)另一端端部与三角臂架(10)的一端铰接，所述三角臂架(10)的另一端与刮泥模块连接。
3.根据权利要求2所述的矿井水污泥与浮油一体化处理系统，其特征在于，所述三角臂架(10)的转角端通过三角臂固定架(11)固定在矿井水预沉淀池池壁上。
4.根据权利要求3所述的矿井水污泥与浮油一体化处理系统，其特征在于，所述刮泥模块包括水平推杆(14)，所述水平推杆(14)一端与三角臂架(10)远离活塞撑杆(9)一端端部连接，所述水平推杆(14)另一端与滑板(18)连接，所述滑板(18)底部平行设置有若干楔形刮板(13)。
5.根据权利要求4所述的矿井水污泥与浮油一体化处理系统，其特征在于，所述滑板(18)与中心轴(15)滑动连接，所述中心轴(15)通过固定板(16)和固定支撑(17)固定在矿井水预沉淀池池底;所述中心轴(15)设置在水平推杆(14)与滑板(18)之间，所述水平推杆(14)与中心轴(15)滑动连接;所述楔形刮板(13)与滑板(18)之间设置有污泥排放口(12)。
6.根据权利要求5所述的矿井水污泥与浮油一体化处理系统，其特征在于，所述滑板(18)通过固定支撑(17)延伸到环形空气搅拌泥斗(5)上方;所述环形空气搅拌泥斗(5)上设有若干出气孔，所述出气孔均匀设置在环形空气搅拌泥斗(5)的环形管路上，所述环形空气搅拌泥斗(5)的环形管路与压缩空气管道(24)连通。
7.根据权利要求2所述的矿井水污泥与浮油一体化处理系统，其特征在于，所述管式除油机(7)设置在矿井水预沉淀池上方，所述管式除油机(7)包括固定架，所述固定架与池边轨活动连接，所述固定架靠近矿井水预沉淀池一侧两端分别设置有旋转轮(20)，所述旋转轮(20)之间设置有刮油刀(22)和集油槽(23)，所述刮油刀(22)和集油槽(23)配合设置;所述刮油刀(22)和集油槽(23)之间设置有吸油软管(21)，所述吸油软管(21)外套在旋转轮(20)上，所述吸油软管(21)与矿井水预沉淀池液面贴合;所述固定架上设置有电机(19)，所述电机(19)与旋转轮(20)连接。
8.根据权利要求7所述的矿井水污泥与浮油一体化处理系统，其特征在于，所述电机(19)的输出端与液压缸(8)的输入端连接。
9.矿井水污泥与浮油一体化处理方法，使用权利要求1-8任一所述的矿井水污泥与浮油一体化处理系统，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、获取预沉淀池的相关信息;
步骤二、根据预沉淀池的相关信息设置污泥收集排放系统(1)和浮油处理系统(2)，将污泥收集排放系统(1)、浮油处理系统(2)与控制系统(3)通讯连接;
步骤三、通过污泥收集排放系统(1)清除矿井水预沉淀池底部污泥，通过浮油处理系统(2)清理矿井水预沉淀池液面浮油。
10.根据权利要求9所述的矿井水污泥与浮油一体化处理方法，其特征在于，所述步骤三具体包括以下步骤：通过控制系统(3)启动电机(19)，所述电机(19)的输出端将动力传递给旋转轮(20)和液压缸(8)，旋转轮(20)带动吸油软管(21)转动，吸油软管(21)吸附矿井水预沉淀池液面浮油，刮油刀(22)清理吸油软管(21)上的浮油后收集在集油槽(23)中;
所述液压缸(8)通过活塞撑杆(9)带动三角臂架(10)转动，三角臂架(10)通过水平推杆(14)带动滑板(18)做往复运动，滑板(18)底部设置的若干楔形刮板(13)将矿井水预沉淀池底部污泥收集到环形空气搅拌泥斗(5)中，耐磨损渣浆泵(6)通过排泥管道(25)将污泥从环形空气搅拌泥斗(5)排出。
说明书
技术领域
[0001]本发明属于矿井水处理技术领域，涉及矿井水污泥与浮油一体化处理系统，还涉及矿井水污泥与浮油一体化处理方法。
背景技术
[0002]矿井水是在煤炭开采过程中从地下矿井中抽取出的地下水，主要由矿物溶解物、悬浮颗粒和化学杂质组成。随着采煤技术的发展，矿井水的排放量不断增加，矿井水不经处理直接排放会导致水资源的浪费和地表生态环境的破坏等问题。因此，推动矿井水的综合处理和资源化利用，为当地提供合格的生产、生活用水，可以有效缓解煤炭资源开发和水资源短缺之间的矛盾。矿井水中的悬浮物主要来源于煤炭开采过程中的煤粉、岩粉等微粒，这些微粒由于粒度小、灰分高、难沉降等特点，不仅影响水体的透明度，还会增加膜系统的污堵风险，提高膜清洗频次，缩短膜的更换周期，大幅增加企业的运行成本。其次，矿井水中的浮油主要来源于开采过程中使用的润滑油、液压油等，若浮油进入蒸发结晶系统，会降低蒸发效率，进一步影响矿井水处理系统的整体性能和经济性。因此，有效的矿井水处理不仅需要能够去除污泥和浮油，还应当确保处理系统的长周期稳定运行，降低运行成本，同时为后续的水质改善和环境修复奠定基础。
[0003]现有的矿井水污泥和浮油处理技术主要是通过物理和化学方法，物理方法包括沉淀、过滤等，化学方法包括絮凝、氧化还原等。此外，还有一些专门的设备，如刮泥机和撇油机，用于去除矿井水中的污泥和浮油。传统刮泥机通常采用行车式，结构相对复杂，维护和清理工作较为困难，需大量人工投入，严重影响运行效率。此外，当井下涌水污泥量过大时，煤泥易沉积，传统式行车刮泥机在池内提耙-刮泥-提耙往复操作，刮泥效率低，易出现刮泥不畅导致刮泥系统瘫痪，增加设备维护维修费用。其次，传统行车式刮泥机的能耗相对较高，通常需要较大的动力来驱动刮泥过程。另一方面，现有刮泥设备运行中泥水界面模糊，刮泥过程中易扰动污泥层，导致污泥二次上浮。此外，现有设备还存在无集成除油功能，撇油过程中排水量大，无法高效解决油水的处理，影响后续处理工艺的运行等问题。
[0004]综上所述，现有技术存在矿井水污泥和浮油难以实现一体化处理且处理成本高、效率低的问题。
发明内容
[0005]本发明的目的是提供矿井水污泥与浮油一体化处理系统，解决了现有技术中存在的矿井水污泥和浮油难以实现一体化处理且处理成本高、效率低的问题。
[0006]本发明的另一目的是提供矿井水污泥与浮油一体化处理方法。
[0007]本发明所采用的技术方案是，矿井水污泥与浮油一体化处理系统，包括控制系统，控制系统分别通讯连接有污泥收集排放系统和浮油处理系统，污泥收集排放系统包括设置在矿井水预沉淀池底部的液下往复式刮泥机，液下往复式刮泥机的输出端底部设置有环形空气搅拌泥斗，环形空气搅拌泥斗通过排泥管道与耐磨损渣浆泵连通;浮油处理系统包括设置在池边轨上的管式除油机。
[0008]本发明的特点还在于：
液下往复式刮泥机包括刮泥模块和动力模块，动力模块包括液压缸，液压缸的输出端连接有活塞撑杆一端端部，活塞撑杆另一端端部与三角臂架的一端铰接，三角臂架的另一端与刮泥模块连接。
[0009]三角臂架的转角端通过三角臂固定架固定在矿井水预沉淀池池壁上。
[0010]刮泥模块包括水平推杆，水平推杆一端与三角臂架远离活塞撑杆一端端部连接，水平推杆另一端与滑板连接，滑板底部平行设置有若干楔形刮板。
[0011]滑板与中心轴滑动连接，中心轴通过固定板和固定支撑固定在矿井水预沉淀池池底;中心轴设置在水平推杆与滑板之间，水平推杆与中心轴滑动连接;楔形刮板与滑板之间设置有污泥排放口。
[0012]滑板通过固定支撑延伸到环形空气搅拌泥斗上方;环形空气搅拌泥斗上设有若干出气孔，出气孔均匀设置在环形空气搅拌泥斗的环形管路上，环形空气搅拌泥斗的环形管路与压缩空气管道连通。
[0013]管式除油机设置在矿井水预沉淀池上方，管式除油机包括固定架，固定架与池边轨活动连接，固定架靠近矿井水预沉淀池一侧两端分别设置有旋转轮，旋转轮之间设置有刮油刀和集油槽，刮油刀和集油槽配合设置;刮油刀和集油槽之间设置有吸油软管，吸油软管外套在旋转轮上，吸油软管与矿井水预沉淀池液面贴合;固定架上设置有电机，电机与旋转轮连接。
[0014]电机的输出端与液压缸的输入端连接。
[0015]本发明所采用的另一技术方案是，矿井水污泥与浮油一体化处理方法，包括如下步骤：
步骤一、获取预沉淀池的相关信息;
步骤二、根据预沉淀池的相关信息设置污泥收集排放系统和浮油处理系统，将污泥收集排放系统、浮油处理系统与控制系统通讯连接;
步骤三、通过污泥收集排放系统清除矿井水预沉淀池底部污泥，通过浮油处理系统清理矿井水预沉淀池液面浮油。
[0016]本发明另一技术方案的特点还在于：
步骤三具体包括以下步骤：通过控制系统启动电机，电机的输出端将动力传递给旋转轮和液压缸，旋转轮带动吸油软管转动，吸油软管吸附矿井水预沉淀池液面浮油，刮油刀清理吸油软管上的浮油后收集在集油槽中;
液压缸通过活塞撑杆带动三角臂架转动，三角臂架通过水平推杆带动滑板做往复运动，滑板底部设置的若干楔形刮板将矿井水预沉淀池底部污泥收集到环形空气搅拌泥斗中，耐磨损渣浆泵通过排泥管道将污泥从环形空气搅拌泥斗排出。
[0017]本发明的有益效果是：本发明可实现对矿井水中污泥和浮油的一体化去除，具有适用性广、处理效率高、自动化程度高、运行维护简便等优势，可实现污泥和浮油的高效去除，且适用于现有设备的提标改造，能够实现全套系统的自动化运行;在操作层面，本发明从污泥及浮油的清理、收集到排放环节，采用先进的自动化控制系统，有效减少设备检修维护工作量，极大地降低了人力成本与劳动强度;在处理效能方面，本发明采用在线动态处理模式，实现污泥处理与油水分离的高效协同，一体化的处理流程提升了处理效率与效果，减少了设备占地面积与能耗，进一步提升了矿井水处理的环保性能，符合绿色发展理念;从长期运营角度，显著增强了矿井水处理的经济效益，为矿井水处理的可持续发展提供了有力支持;此外，本发明还具有很好的适应性，可以根据不同矿井水的实际情况进行调整和优化，实现对现有设备的提标改造，提升矿井水处理的整体效果。
附图说明
[0018]图1是本发明矿井水污泥与浮油一体化处理系统的整体结构示意图;
图2是本发明矿井水污泥与浮油一体化处理系统的结构原理示意图;
图3是本发明矿井水污泥与浮油一体化处理系统在矿井水预沉淀池底部的结构示意图;
图4是本发明矿井水污泥与浮油一体化处理系统在矿井水预沉淀池顶部的结构示意图。
[0019]图中，1、污泥收集排放系统;2、浮油处理系统;3、控制系统;4、液下往复式刮泥机;5、环形空气搅拌泥斗;6、耐磨损渣浆泵;7、管式除油机;8、液压缸;9、活塞撑杆;10、三角臂架;11、三角臂固定架;12、污泥排放口;13、楔形刮板;14、水平推杆;15、中心轴;16、固定板;17、固定支撑;18、滑板;19、电机;20、旋转轮;21、吸油软管;22、刮油刀;23、集油槽;24、压缩空气管道;25、排泥管道。
具体实施方式
[0020]下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
[0021]实施例1
本实施例提出了矿井水污泥与浮油一体化处理系统，结合图1及图2所示，包括控制系统3，控制系统3分别通讯连接有污泥收集排放系统1和浮油处理系统2，污泥收集排放系统1包括设置在矿井水预沉淀池底部的液下往复式刮泥机4，液下往复式刮泥机4的输出端底部设置有环形空气搅拌泥斗5，环形空气搅拌泥斗5通过排泥管道25与耐磨损渣浆泵6连通;浮油处理系统2包括设置在池边轨上的管式除油机7。
[0022]实施例2
本实施例提出了矿井水污泥与浮油一体化处理系统，结合图1所示，包括控制系统3，控制系统3分别通讯连接有污泥收集排放系统1和浮油处理系统2，污泥收集排放系统1包括设置在矿井水预沉淀池底部的液下往复式刮泥机4，液下往复式刮泥机4的输出端底部设置有环形空气搅拌泥斗5，环形空气搅拌泥斗5通过排泥管道25与耐磨损渣浆泵6连通;浮油处理系统2包括设置在池边轨上的管式除油机7。
[0023]结合图2所示，液下往复式刮泥机4包括刮泥模块和动力模块，动力模块包括液压缸8，液压缸8的输出端连接有活塞撑杆9一端端部，活塞撑杆9另一端端部与三角臂架10的一端铰接，三角臂架10的另一端与刮泥模块连接。三角臂架10的转角端通过三角臂固定架11固定在矿井水预沉淀池池壁上。
[0024]实施例3
本实施例提出了矿井水污泥与浮油一体化处理系统，结合图1所示，包括控制系统3，控制系统3分别通讯连接有污泥收集排放系统1和浮油处理系统2，污泥收集排放系统1包括设置在矿井水预沉淀池底部的液下往复式刮泥机4，液下往复式刮泥机4的输出端底部设置有环形空气搅拌泥斗5，环形空气搅拌泥斗5通过排泥管道25与耐磨损渣浆泵6连通;浮油处理系统2包括设置在池边轨上的管式除油机7。
[0025]结合图2所示，液下往复式刮泥机4包括刮泥模块和动力模块，动力模块包括液压缸8，液压缸8的输出端连接有活塞撑杆9一端端部，活塞撑杆9另一端端部与三角臂架10的一端铰接，三角臂架10的另一端与刮泥模块连接。三角臂架10的转角端通过三角臂固定架11固定在矿井水预沉淀池池壁上。
[0026]结合图3所示，刮泥模块包括水平推杆14，水平推杆14一端与三角臂架10远离活塞撑杆9一端端部连接，水平推杆14另一端与滑板18连接，滑板18底部平行设置有若干楔形刮板13。滑板18与中心轴15滑动连接，中心轴15通过固定板16和固定支撑17固定在矿井水预沉淀池池底;中心轴15设置在水平推杆14与滑板18之间，水平推杆14与中心轴15滑动连接;楔形刮板13与滑板18之间设置有污泥排放口12。滑板18通过固定支撑17延伸到环形空气搅拌泥斗5上方;环形空气搅拌泥斗5上设有若干出气孔，出气孔均匀设置在环形空气搅拌泥斗5的环形管路上，环形空气搅拌泥斗5的环形管路与压缩空气管道24连通。
[0027]实施例4
本实施例提出了矿井水污泥与浮油一体化处理系统，结合图1所示，包括控制系统3，控制系统3分别通讯连接有污泥收集排放系统1和浮油处理系统2，污泥收集排放系统1包括设置在矿井水预沉淀池底部的液下往复式刮泥机4，液下往复式刮泥机4的输出端底部设置有环形空气搅拌泥斗5，环形空气搅拌泥斗5通过排泥管道25与耐磨损渣浆泵6连通;浮油处理系统2包括设置在池边轨上的管式除油机7。
[0028]结合图2所示，液下往复式刮泥机4包括刮泥模块和动力模块，动力模块包括液压缸8，液压缸8的输出端连接有活塞撑杆9一端端部，活塞撑杆9另一端端部与三角臂架10的一端铰接，三角臂架10的另一端与刮泥模块连接。三角臂架10的转角端通过三角臂固定架11固定在矿井水预沉淀池池壁上。
[0029]结合图3所示，刮泥模块包括水平推杆14，水平推杆14一端与三角臂架10远离活塞撑杆9一端端部连接，水平推杆14另一端与滑板18连接，滑板18底部平行设置有若干楔形刮板13。滑板18与中心轴15滑动连接，中心轴15通过固定板16和固定支撑17固定在矿井水预沉淀池池底;中心轴15设置在水平推杆14与滑板18之间，水平推杆14与中心轴15滑动连接;楔形刮板13与滑板18之间设置有污泥排放口12。滑板18通过固定支撑17延伸到环形空气搅拌泥斗5上方;环形空气搅拌泥斗5上设有若干出气孔，出气孔均匀设置在环形空气搅拌泥斗5的环形管路上，环形空气搅拌泥斗5的环形管路与压缩空气管道24连通。
[0030]结合图4所示，管式除油机7设置在矿井水预沉淀池上方，管式除油机7包括固定架，固定架与池边轨活动连接，固定架靠近矿井水预沉淀池一侧两端分别设置有旋转轮20，旋转轮20之间设置有刮油刀22和集油槽23，刮油刀22和集油槽23配合设置;刮油刀22和集油槽23之间设置有吸油软管21，吸油软管21外套在旋转轮20上，吸油软管21与矿井水预沉淀池液面贴合;固定架上设置有电机19，电机19与旋转轮20连接。电机19的输出端与液压缸8的输入端连接。
[0031]实施例5
本实施例提出了矿井水污泥与浮油一体化处理方法包括如下步骤：
步骤一、获取预沉淀池的相关信息;
步骤二、根据预沉淀池的相关信息设置污泥收集排放系统1和浮油处理系统2，将污泥收集排放系统1、浮油处理系统2与控制系统3通讯连接;
步骤三、通过污泥收集排放系统1清除矿井水预沉淀池底部污泥，通过浮油处理系统2清理矿井水预沉淀池液面浮油。
[0032]实施例6
本实施例提出了矿井水污泥与浮油一体化处理方法包括如下步骤：
步骤一、获取预沉淀池的相关信息;
步骤二、根据预沉淀池的相关信息设置污泥收集排放系统1和浮油处理系统2，将污泥收集排放系统1、浮油处理系统2与控制系统3通讯连接;
步骤三、通过污泥收集排放系统1清除矿井水预沉淀池底部污泥，通过浮油处理系统2清理矿井水预沉淀池液面浮油;
通过控制系统3启动电机19，电机19的输出端将动力传递给旋转轮20和液压缸8，旋转轮20带动吸油软管21转动，吸油软管21吸附矿井水预沉淀池液面浮油，刮油刀22清理吸油软管21上的浮油后收集在集油槽23中;
液压缸8通过活塞撑杆9带动三角臂架10转动，三角臂架10通过水平推杆14带动滑板18做往复运动，滑板18底部设置的若干楔形刮板13将矿井水预沉淀池底部污泥收集到环形空气搅拌泥斗5中，耐磨损渣浆泵6通过排泥管道25将污泥从环形空气搅拌泥斗5排出。
[0033]本发明中环形空气搅拌泥斗5设置在进水端池底作为液下往复式刮泥机4刮出污泥的存放处，耐磨损渣浆泵6通过排泥管道25将污泥从环形空气搅拌泥斗5中集中排出，实现污泥的有效输送;管式除油机7设置在池体上方吸附浮油;环形空气搅拌泥斗5上的出气孔均匀分布在泥斗的环形管路上，压缩空气通过管道进入环形空气搅拌泥斗5使污泥与空气微搅拌，有效缓解污泥在泥斗中板结，有助于提升污泥处理效率;楔形刮板13与水平推杆14平行设置，用于高效地刮除池底部的污泥;
管式除油机7中固定架位于池体上方，起整个装置的承载作用，固定架与池边轨相连，沿池边进行平行或竖直方向移动;旋转轮20的轮缘两侧镶有耐磨陶瓷，电机19缓慢转动带动旋转轮20连接吸油软管21转动;吸油软管21迂回浮于池面，转动过程中旋转轮20的固定架上设有可调节吸油软管21与滚轮吻合的压紧装置;刮油刀22位于固定架上方，将经过的沾满油的吸油软管21表面的油刮下来并收集至集油槽23，被刮干净的吸油软管21则重新被电机19旋转输送回到池中，继续吸附浮油。
[0034]管式除油机7中的电机19与液下往复式刮泥机4中的液压缸8通过电路驱动相连通;控制系统3与环形空气搅拌泥斗5电性连接，控制系统3与浮油处理系统2中的电机19电性连接。
[0035]本发明矿井水污泥与浮油一体化处理方法中，在液下往复式刮泥机4的驱动液压缸8带动活塞撑杆9往复移动时，活塞撑杆9推动三角臂架10绕铰接点转动，三角臂架10带动水平推杆14，水平推杆14带动若干楔形刮板13一起在池底移动刮泥。在刮泥过程中，液下往复式刮泥机4的刮泥模块会不断往复运动，确保池底的污泥被彻底刮集，刮泥系统返回速度大约是前进速度的2-3倍，刮泥机的运动轨迹和速度可以根据实际需要进行调整，以适应不同池体的尺寸和污泥的分布情况。
[0036]当滑板18沿水平推杆14滑动时，楔形刮板13随之移动，将污泥刮起并收集到环形空气搅拌泥斗5中，当压缩空气通过压缩空气管道24进入环形空气搅拌泥斗5后，从出气孔中喷出，形成气泡，对周围的污泥进行微搅拌。耐磨损渣浆泵6通过变频控制实现污泥从泥斗中排出系统，降低污泥输送过程的故障率，有效保障预沉淀池长周期稳定运行。池体上方管式除油机7开始工作时，吸油软管21在水域表面吸附浮油。吸油软管21的特殊材质使其能够与油分子产生亲和力，有效地吸附水面上的浮油。管式除油机7可沿池边铺设的池边轨进行平行或竖直方向的移动，以此实现对池体内不同区域的除油作业，提升除油效率与效果，确保整个池面的油污均能得到有效处理。吸油软管21吸附浮油后，由旋转轮20带动回到固定架上方，刮油刀22将软管上的油刮下并收集至集油槽23，确保了油的高效收集，同时避免了对软管的损伤。收集到的浮油可以通过管道输送至油水分离器进行油水分离，分离后的油以含水率少的油泥为主，将其送至煤场，有效利用油泥的热值，最终送至锅炉焚烧利用。如此循环，实现污泥与浮油一体处理的自动化、连续化及循环利用。本发明通过高效的污泥收集排放系统1、浮油处理系统2以及控制系统3协同工作，确保污泥和浮油得到有效分离。刮泥装置在旋转的同时沿池底移动，实现污泥的自动收集。刮泥装置与除油组件的配合，能够及时将收集的污泥和吸附的浮油分离排出，通过循环操作实现污泥与浮油的连续处理、装置的循环再利用。这不仅提高了矿井水的处理效率，还减少了后续处理设备因污泥和浮油积累而造成的堵塞风险。
说明书附图(4)
