PL242754B1 - Sposób i układ oczyszczania zbiorników wodnych, zwłaszcza podziemnych wyrobisk górniczych. - Google Patents

Abstract

Wynalazek dotyczy sposobu i układu oczyszczania zbiorników wodnych, zwłaszcza podziemnych wyrobisk górniczych, mających zastosowanie w szczególności w podziemiach kopalń, w szczególności do oczyszczania zbiorników z osadów o drobnym uziarnieniu. Sposób oczyszczania zbiorników wodnych, zwłaszcza podziemnych wyrobisk górniczych, polega na utworzeniu w osadniku (1) oczyszczanego zbiornika (2) zawiesiny mułowej i oddzieleniu od wody cząstek stałych poprzez sedymentację lub odwirowanie. Sposób charakteryzuje się tym, że tworzy się emulsję flokulantu w wodzie o konsystencji do 1,5% i podaje się ją do mieszającego urządzenia (5) równocześnie z utworzoną w osadniku (1) oczyszczanego zbiornika (2) zawiesiną mułową o zawartości osadu w wodzie nie większej niż 60%. Wydajność podawania do mieszającego urządzenia (5) zawiesiny mułowej oraz emulsji flokulantu w wodzie dobiera się doświadczalnie oraz reguluje się w trakcie procesu w zależności od składu mineralnego osadu oraz zawartości osadu w zawiesinie mułowej i od konsystencji emulsji flokulantu w wodzie. Następnie z otrzymanej mieszaniny odsącza się wodę, którą kieruje się korzystnie do wodnego zbiornika (9), a odsączony osad podaję się dalej na odstawcze urządzenie (10). Układ do oczyszczania zbiorników wodnych, charakteryzuje się tym, że do wlotu mieszającego urządzenia (5) ma przyłączone wyjście nadawczej pompy (4) i wyjście stacji (3) przygotowania emulsji flokulantu w wodzie. Pomiędzy odstawczym urządzeniem (10), a urządzeniem (5) umiejscowione jest oddzielające wodę urządzenie (8). Wodne wyjście urządzenia (8) umożliwia przepływ wody do wodnego zbiornika (9) lub bezpośrednio do osadnika (1).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ oczyszczania zbiorników wodnych, zwłaszcza podziemnych wyrobisk górniczych, mające zastosowanie głównie w podziemiach kopalń, w szczególności do oczyszczania zbiorników z osadów o drobnym uziarnieniu.

W kopalniach, wody dopływające do chodników wodnych zawierają zanieczyszczenia mechaniczne. Część tych zanieczyszczeń wytrąca się i pozostaje w chodnikach wodnych przystosowanych do funkcji osadników dołowych, eksploatowanych (zalewanych) przemiennie. Wytrącone z wody części stałe gromadzą się na dnie osadników, tworząc zagęszczony osad. Po napełnieniu jednego osadnika następuje jego wyłączenie z eksploatacji i rozpoczęcie zalewania drugiego osadnika. Usunięcie osadu zgromadzonego w wyłączonym z eksploatacji osadniku, szczególnie osadu o drobnym uziarnieniu, stanowi poważny problem techniczny.

Z opisu polskiego zgłoszenia patentowego nr P.387809 wynalazku, znane są sposób i układ oczyszczania zbiorników wodnych, zwłaszcza podziemnych wyrobisk górniczych. Według opisanego sposobu oczyszczania zbiorników wodnych oddziela się od wody cząstki stałe poprzez sedymentację i odwirowanie. Sposób charakteryzuje się tym, że w osadniku wodnego zbiornika tworzy się sztucznie lub naturalnie zawiesinę mułową i podaje się ją do koryta śrubowego przenośnika, gdzie następuje - poprzez sedymentację - oddzielenie cząstek stałych o dużym uziarnieniu. Cząstki stałe o dużym uziarnieniu dostarcza się następnie do odwadniającego przesiewacza, a pozostałą zawiesinę mułową z cząstkami stałymi o małym uziarnieniu poddaje się odwirowaniu. Uzyskany z odwirowania materiał przekazuje się również do odwadniającego przesiewacza, a odwirowaną wodę oraz wodę odsączoną w odwadniającym przesiewaczu kieruje się korzystnie do osadnika. Materiał z odwadniającego przesiewacza podaje się dalej na odstawcze urządzenie.

Układ według przedmiotowego wynalazku zawiera urządzenia rozdzielające, wymuszające przepływ i odstawcze. Układ charakteryzuje się tym, że ma śrubowy przenośnik do którego wlotu przyłączone jest wyjście nadawczej pompy i w którego korycie umiejscowiona jest recyrkulacyjna pompa połączona z co najmniej jednym hydrocyklonem. Pomiędzy odstawczym urządzeniem a śrubowym przenośnikiem i hydrocyklonem umiejscowiony jest odwadniający przesiewacz, którego wyjście wodne tak jak i wyjście wodne hydrocyklonu umożliwia przepływ wody do osadnika.

Z polskiego opisu patentowego nr 198304 wynalazku znane są sposób odwadniania wyrobisk górniczych i układ do odwadniania wyrobisk górniczych. Według opisanego sposobu zanieczyszczoną wodę tłoczy się do rurociągu poprzez urządzenie rozdzielające, a oddzielone cząstki stałe usuwa się na zewnątrz, przy czym cząstki stałe oddziela się pod wpływem działania dodatkowej energii lub/i filtruje się, a oczyszczoną wodę zasysa się i wtłacza do rurociągu.

Układ według przedmiotowego wynalazku obejmuje pierwszą pompę, której wyjście połączone jest z wlotem urządzenia rozdzielającego, zaś wylot połączony jest z rurociągiem. Układ charakteryzuje się tym, że urządzenie rozdzielające stanowi co najmniej jedno aktywne urządzenie lub/i filtr, zaś pomiędzy wyjściem urządzenia rozdzielającego a rurociągiem znajduje się kolejna pompa.

Znany jest również, z polskiego opisu patentowego nr 170093 sposób odprowadzania wody z wyrobisk korytarzowych za pomocą układu rurociągów podwieszonych do stropu wyrobiska, w którym na trasie rurociągu instaluje się w korzystnych odstępach zbiorniki pośrednie przepływowe o kształcie rurociągu i średnicy 2-5 razy większej od średnicy rurociągu. Do zbiorników doprowadza się wodę z wyrobiska za pomocą pomp ze studzienek, które wykonuje się pod nimi lub ze spągu wyrobiska i podaje się do górnego króćca. Rurociągi są podłączone do króćców górnych bocznych, a za pomocą króćców bocznych dolnych usuwa się szlam i zanieczyszczenia transportowane w wodzie. Ich nadmiar usuwa się do studzienek spągowych lub korzystnie bezpośrednio do wozów.

Natomiast z polskiego opisu patentowego nr 164065 znany jest osadnik polowy, który charakteryzuje się tym, że do łuków obudowy ma przymocowaną szynę, na której wspierają się końce pochylni drewnianych wzmocnionych podparciem i pokrytych taśmą. Drugie końce pochylni są umieszczone niżej na drugiej szynie. Pod nimi znajduje się przenośnik zgrzebłowy, a nad nimi znajduje się klapa metalowa, zabudowana miedzy pionowymi szynami oraz poziomo umieszczone stropnice.

Także z polskiego opisu patentowego nr 166482 znane są sposób i urządzenie do oczyszczania wody podsadzkowej z zawiesiny. Według opisanego sposobu woda podsadzkowa wypływająca z wyrobisk kierowana jest bezpośrednio na urządzenie składające się z baterii zmiennych ilości lejów szeregowo połączonych, przez które przepływa górą i w których następuje proces sedymentacji zawiesiny podsadzkowej. Zawiesina, po opadnięciu, gromadzi się w dolnych częściach lejów, skąd jest usuwana okresowo na zewnątrz. Oczyszczona woda z ostatniego leja odprowadzana jest przewodem do systemu głównego odwadniania kopalni na zewnątrz.

Urządzenie według przedmiotowego wynalazku składa się z lejów połączonych rozłącznie w górnej części ściankami pochyłymi i ściankami pionowymi albo nieznacznie pochylonymi. Każdy lej ma otwór wylotowy najkorzystniej zakończony króćcem z zasuwą. Zasuwa ma przesuwne zawieradło do usuwania mułu. Pochylone ścianki lejów umocowane są do zawiesi, a te do obudowy albo innej konstrukcji nośnej. Do ostatniego leju baterii umocowany jest przewód odprowadzający oczyszczoną wodę na zewnątrz.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu i układu oczyszczania zbiorników wodnych, zwłaszcza podziemnych wyrobisk górniczych z nagromadzonego mułu, szczególnie z osadów o drobnym uziarnieniu, które zapewnią szybkie i skuteczne, a jednocześnie mało uciążliwe i bezpieczne usunięcie osadów z jednoczesnym oszczędnym zużyciem wody i jej oczyszczeniem z zanieczyszczeń mechanicznych w stopniu umożliwiającym jej zrzucenie do kanałów ściekowych oraz pozwolą na zautomatyzowanie całego procesu.

W sposobie oczyszczania zbiorników wodnych według wynalazku w osadniku oczyszczanego zbiornika tworzy się zawiesinę mułową oraz oddziela się od wody cząstki stałe poprzez sedymentację lub odwirowanie. Sposób charakteryzuje się tym, że tworzy się emulsję flokulantu w wodzie o konsystencji do 1,5% i podaje się ją do mieszającego urządzenia równocześnie z utworzoną w osadniku oczyszczanego zbiornika zawiesiną mułową o zawartości osadu w wodzie nie większej niż 60%. Wydajność podawania do mieszającego urządzenia zawiesiny mułowej oraz emulsji flokulantu w wodzie dobiera się doświadczalnie oraz reguluje się w trakcie procesu w zależności od składu mineralnego osadu oraz zawartości osadu w zawiesinie mułowej i od konsystencji emulsji flokulantu w wodzie. Następnie z otrzymanej mieszaniny odsącza się wodę, którą kieruje się korzystnie do wodnego zbiornika, a odsączony osad podaje się dalej na odstawcze urządzenie.

Pożądane jest, kiedy wodę z otrzymanej mieszaniny odsącza się w zagęszczającym klasyfikatorze.

Podobne korzyści uzyskuje się również, kiedy wodę z otrzymanej mieszaniny odsącza się w filtracyjnej prasie.

Według preferowanej realizacji wodę z otrzymanej mieszaniny odsącza się najpierw w zagęszczającym klasyfikatorze, a następnie w filtracyjnej prasie.

Układ do oczyszczania zbiorników wodnych według wynalazku zawiera urządzenia rozdzielające, mieszające, wymuszające przepływ i odstawcze. Układ charakteryzuje się tym, że do wlotu mieszającego urządzenia ma przyłączone wyjście nadawczej pompy i wyjście stacji przygotowania emulsji flokulantu w wodzie. Pomiędzy odstawczym urządzeniem a mieszającym urządzeniem umiejscowione jest oddzielające wodę urządzenie. Wodne wyjście oddzielającego wodę urządzenia umożliwia przepływ wody do wodnego zbiornika lub bezpośrednio do osadnika.

Celowe jest, kiedy oddzielające wodę urządzenie ma postać zagęszczającego klasyfikatora.

Podobne korzyści uzyskuje się również, kiedy oddzielające wodę urządzenie ma postać filtracyjnej prasy.

W szczególnie celowym wykonaniu oddzielające wodę urządzenie ma postać połączonych ze sobą szeregowo zagęszczającego klasyfikatora, a następnie filtracyjnej prasy.

Według preferowanej realizacji odstawcze urządzenie ma postać przenośnika taśmowego.

Sposób i układ oczyszczania zbiorników wodnych, według wynalazku - dzięki równoczesnemu podawaniu z określoną wydajnością zawiesiny mułowej oraz emulsji flokulantu w wodzie - zapewnia szybkie i skuteczne, a jednocześnie mało uciążliwe i bezpieczne usunięcie osadów, szczególnie osadów o drobnym uziarnieniu, z jednoczesnym oszczędnym zużyciem wody i jej oczyszczeniem z zanieczyszczeń mechanicznych w stopniu umożliwiającym jej bezpośrednie zrzucenie do kanałów ściekowych. Nadto, poprzez dołączenie układu sterowania możliwe jest zautomatyzowanie całego procesu.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat układu z oddzielającym wodę urządzaniem w postaci połączonych ze sobą szeregowo zagęszczającego klasyfikatora i filtracyjnej prasy, fig. 2 przedstawia schemat układu z oddzielającym wodę urządzaniem w postaci zagęszczającego klasyfikatora, a fig. 3 przedstawia schemat układu z oddzielającym wodę urządzaniem w postaci filtracyjnej prasy.

W sposobie według wynalazku, realizowanym za pomocą układu przedstawionego na fig. 1 z osadu o drobnym uziarnieniu zgromadzonego w osadniku 1 oczyszczanego zbiornika 2 tworzy się poprzez dodanie wody zawiesinę mułową o zawartości osadu w wodzie nie większej niż 60%. W stacji 3 przygotowania emulsji tworzy się emulsję flokulantu w wodzie o konsystencji do 1,5%. Po określeniu składu mineralnego osadu zgromadzonego w osadniku 1 oraz ustaleniu zawartości osadu w zawiesinie mułowej i konsystencji emulsji flokulantu w wodzie, zawiesinę mułową z osadnika 1 podaje się za pomocą nadawczej pompy 4 (np. szlamowej pompy zatapialnej) równocześnie z emulsją flokulantu ze stacji 3 do mieszającego urządzenia 5 (np. mieszacza rurowego). Wydajność podawania zawiesiny mułowej i emulsji ustala się doświadczalnie w zależności od składu mineralnego osadu, jego zawartości w zawiesinie mułowej i konsystencji emulsji flokulantu oraz reguluje się w trakcie procesu za pomocą nie pokazanego na rysunku układu sterującego. Następnie wodę z otrzymanej mieszaniny odsącza się najpierw w zagęszczającym klasyfikatorze 6, a następnie w filtracyjnej prasie 7, których szeregowy układ stanowi oddzielające wodę urządzenie 8. Odsączoną w klasyfikatorze 6 oraz w prasie 7 wodę kieruje się do wodnego zbiornika 9, a odsączony osad podaję się dalej na odstawcze urządzenie 10 w postaci przenośnika taśmowego, i dalej na niepokazany na rysunku przenośnik odstawy głównej. Kiedy zawartość osadu zgromadzonego w osadniku 1 przewyższa 60%, odzyskaną i oczyszczoną wodę zgromadzoną w zbiorniku 9 podaje się do osadnika 1, tworząc zawiesinę mułową o wymaganej zawartości osadu w wodzie. Nadmiar wody zrzuca się bezpośrednio do kanałów ściekowych. Możliwe jest również podanie oczyszczonej wody z klasyfikatora 6 oraz z prasy 7 bezpośrednio do osadnika 1.

Układ według wynalazku ma przyłączone do wlotu mieszającego urządzenia 5 wyjście nadawczej pompy 4 i wyjście stacji 3 przygotowania emulsji. Pomiędzy odstawczym urządzeniem 10 a urządzeniem 5 umiejscowione jest oddzielające wodę urządzenie 8 złożone z usytuowanych szeregowo zagęszczającego klasyfikatora 6, a następnie filtracyjnej prasy 7. Wodne wyjścia klasyfikatora 6 i prasy 7 połączone są z osadnikiem 1 poprzez wodny zbiornik 9 oraz bezpośrednio.

Realizacja sposobu według wynalazku za pomocą układu, którego schematy przedstawiono na rysunku, nie ogranicza jego zastosowania przy pomocy innych układów.

Claims (9)

1. Sposób oczyszczania zbiorników wodnych, zwłaszcza podziemnych wyrobisk górniczych, w którym w osadniku oczyszczanego zbiornika tworzy się zawiesinę mułową oraz oddziela się od wody cząstki stałe poprzez sedymentację lub odwirowanie, znamienny tym, że tworzy się emulsję flokulantu w wodzie o konsystencji do 1,5% i podaje się ją do mieszającego urządzenia (5) równocześnie z utworzoną w osadniku (1) oczyszczanego zbiornika (2) zawiesiną mułową o zawartości osadu w wodzie nie większej niż 60%, przy czym wydajność podawania do mieszającego urządzenia (5) zawiesiny mułowej oraz emulsji flokulantu w wodzie dobiera się doświadczalnie oraz reguluje się w trakcie procesu w zależności od składu mineralnego osadu oraz zawartości osadu w zawiesinie mułowej i od konsystencji emulsji flokulantu w wodzie, a następnie z otrzymanej mieszaniny odsącza się wodę, którą kieruje się korzystnie do wodnego zbiornika (9), a odsączony osad podaję się dalej na odstawcze urządzenie (10).

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wodę z otrzymanej mieszaniny odsącza się w zagęszczającym klasyfikatorze (6).

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wodę z otrzymanej mieszaniny odsącza się w filtracyjnej prasie (7).

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wodę z otrzymanej mieszaniny odsącza się najpierw w zagęszczającym klasyfikatorze (6), a następnie w filtracyjnej prasie (7).

5. Układ do oczyszczania zbiorników wodnych, zwłaszcza podziemnych wyrobisk górniczych, zawierający urządzenia rozdzielające, mieszające, wymuszające przepływ i odstawcze, znamienny tym, że do wlotu mieszającego urządzenia (5) ma przyłączone wyjście nadawczej pompy (4) i wyjście stacji (3) przygotowania emulsji flokulantu w wodzie, przy czym pomiędzy odstawczym urządzeniem (10) a mieszającym urządzeniem (5) umiejscowione jest oddzielające wodę urządzenie (8), którego wodne wyjście umożliwia przepływ wody do wodnego zbiornika (9) lub bezpośrednio do osadnika (1).

6. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że jako oddzielające wodę urządzenie (8) ma zagęszczający klasyfikator (6).

7. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że jako oddzielające wodę urządzenie (8) ma filtracyjną prasę (7).

PL 242754 BI

8. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że jako oddzielające wodę urządzenie (8) ma połączone ze sobą szeregowo zagęszczający klasyfikator (6) a następnie filtracyjną prasę (7).

9. Układ według jednego z zastrz. od 5 do 8, znamienny tym, że jako odstawcze urządzenie (10) ma przenośnik taśmowy.