[發(fā)明專利]一種礦井水井下與地面協(xié)同預(yù)處理系統(tǒng)及工藝

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110118579.1
• 申請(qǐng)日: 2021-01-28
• 公開（公告）號(hào): CN112744957A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭中權(quán);楊建超;崔東鋒;徐旭峰;張劍;張軍;鄭彭生;高杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中煤科工集團(tuán)杭州研究院有限公司
• 主分類號(hào): C02F9/04
• 分類號(hào): C02F9/04;C02F103/10;C02F101/20
• 代理公司: 浙江永航聯(lián)科專利代理有限公司 33304
• 代理人: 侯蘭玉

1.一種礦井水井下與地面協(xié)同預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于：該礦井水井下與地面協(xié)同預(yù)處理系統(tǒng)包括：

在井下監(jiān)測(cè)礦井水進(jìn)水pH值和流量的監(jiān)測(cè)單元；

在井下調(diào)節(jié)礦井水pH值至7.5以上的多級(jí)中和單元；

在井下曝氣氧化、靜置初步沉淀除鐵，將礦井水提升至地面并進(jìn)行藥劑投加氧化沉淀除鐵的除鐵單元；

以及，用于接收監(jiān)測(cè)單元得到的pH值和流量數(shù)據(jù)從而控制多級(jí)中和單元進(jìn)行pH值調(diào)節(jié)、監(jiān)測(cè)除鐵單元的含鐵量并控制除鐵單元的曝氣氧化和藥劑投加、監(jiān)測(cè)出水pH值和含鐵量的自動(dòng)控制單元；

所述監(jiān)測(cè)單元、多級(jí)中和單元和除鐵單元依次連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦井水井下與地面協(xié)同預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述監(jiān)測(cè)單元包括計(jì)量明渠、流量計(jì)和第一pH值檢測(cè)裝置，計(jì)量明渠設(shè)有用于礦井水進(jìn)水的進(jìn)水口和用于連接多級(jí)中和單元的出水口，流量計(jì)和第一pH值檢測(cè)裝置設(shè)于計(jì)量明渠內(nèi)，流量計(jì)和第一pH值檢測(cè)裝置均與自動(dòng)控制單元電連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦井水井下與地面協(xié)同預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述多級(jí)中和單元包括中和反應(yīng)池、攪拌裝置和加堿裝置，中和反應(yīng)池內(nèi)設(shè)有多個(gè)隔水堰，隔水堰將中和反應(yīng)池的內(nèi)部沿礦井水處理流動(dòng)方向依次劃分為進(jìn)水區(qū)、混合區(qū)和溢流區(qū)，攪拌裝置設(shè)于混合區(qū)上部，加堿裝置包括配堿罐和加堿計(jì)量泵，加堿裝置設(shè)于中和反應(yīng)池上方，攪拌裝置和加堿裝置均與自動(dòng)控制單元電連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種礦井水井下與地面協(xié)同預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述中和反應(yīng)池為多個(gè)并聯(lián)的可移動(dòng)式反應(yīng)池或多個(gè)串聯(lián)的可移動(dòng)式反應(yīng)池。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種礦井水井下與地面協(xié)同預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述攪拌裝置包括中和攪拌器、加堿管道和加堿投放口，加堿管道設(shè)于中和攪拌器上端，中和攪拌器下部設(shè)有葉輪，加堿投放口設(shè)于葉輪上，加堿投放口通過加堿管道與加堿裝置連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種礦井水井下與地面協(xié)同預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述溢流區(qū)設(shè)有第二pH檢測(cè)裝置，第二pH檢測(cè)裝置與自動(dòng)控制單元電連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦井水井下與地面協(xié)同預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述除鐵單元包括井下初步除鐵裝置和地面除鐵裝置，所述井下初步除鐵裝置包括曝氣氧化池、曝氣裝置和用于礦井水靜置沉淀的井下水倉(cāng)，曝氣氧化池底部設(shè)有曝氣管路，曝氣管路與曝氣裝置相連，曝氣氧化池通過井下水倉(cāng)連接地面除鐵裝置，所述地面除鐵裝置包括藥劑投加裝置、氧化沉淀池和濾池，藥劑投加裝置設(shè)于氧化沉淀池上方，藥劑投加裝置與自動(dòng)控制單元電連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種礦井水井下與地面協(xié)同預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述曝氣裝置設(shè)有曝氣控制閥門，曝氣控制閥門與自動(dòng)控制單元電連接；所述藥劑投加裝置包括配藥罐和加藥計(jì)量泵，加藥計(jì)量泵與自動(dòng)控制單元電連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的一種礦井水井下與地面協(xié)同預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述氧化沉淀池為輻流式沉淀池、豎流式沉淀池或平流式沉淀池，所述藥劑投加裝置內(nèi)設(shè)有高錳酸鉀藥劑或雙氧水藥劑，所述濾池為快濾池、慢濾池或生物濾池。

10.一種礦井水井下與地面協(xié)同預(yù)處理工藝，其特征在于該工藝包括如下步驟：

（1）在井下，監(jiān)測(cè)礦井水進(jìn)水pH值和流量，反饋至自動(dòng)控制單元；

（2）在井下，由自動(dòng)控制單元控制堿液的投加量，通過至少三級(jí)的逐級(jí)投加堿液來調(diào)節(jié)礦井水的pH值，其中，

第一級(jí)將礦井水pH值調(diào)節(jié)至5.0±0.2（進(jìn)水pH值提高0.5-1.5），

第二級(jí)將礦井水pH值調(diào)節(jié)至6.0±0.2，

第三級(jí)及以上將礦井水pH值調(diào)節(jié)至7.5以上，根據(jù)進(jìn)水流量選擇是否增加第四級(jí)和第五級(jí)；

（3）pH值調(diào)節(jié)至7.5以上的礦井水在井下由自動(dòng)控制單元控制曝氣氧化，靜置初步沉淀除鐵，使含鐵量≤10mg/L，

然后，將礦井水提升至地面并由自動(dòng)控制單元控制藥劑投加進(jìn)行氧化沉淀除鐵，使含鐵量0.3mg/L，

最后，過濾出水，并監(jiān)測(cè)出水pH值和含鐵量。