[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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• 申請日: 2021-01-28
• 公開（公告）號: CN112744957A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）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（專利權(quán)）人: 中煤科工集團杭州研究院有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: 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

本發(fā)明提供一種礦井水井下與地面協(xié)同預(yù)處理系統(tǒng)及工藝，實現(xiàn)對礦井水井下和地面的協(xié)同預(yù)處理操作。一種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)測礦井水進水pH值和流量的監(jiān)測單元；在井下調(diào)節(jié)礦井水pH值至7.5以上的多級中和單元；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行藥劑投加氧化沉淀除鐵的除鐵單元；用于接收監(jiān)測單元得到的pH值和流量數(shù)據(jù)從而控制多級中和單元進行pH值調(diào)節(jié)、監(jiān)測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)測出水pH值和含鐵量的自動控制單元；監(jiān)測單元、多級中和單元和除鐵單元依次連接。本發(fā)明占用空間尺寸小、處理效果好、控制簡單、自動化程度高、投入成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水處理系統(tǒng)，特別涉及一種礦井水井下與地面協(xié)同預(yù)處理系統(tǒng)及工藝，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

煤炭在我國能源消費中一直是主要的供給者，遠遠高于其它能源。依據(jù)有關(guān)資料，我國的煤炭分布主要以中、高硫煤為主，品質(zhì)較好的低硫煤含量較少。一些中、高硫煤在開采的過程中，煤炭中的硫化亞鐵會與空氣、水及微生物發(fā)生一系列物化和生化反應(yīng)產(chǎn)生硫酸和亞鐵離子，礦井水將含有大量的鐵，其pH將處于酸性范圍，常規(guī)的酸性礦井水pH大多處于3~6之間，部分特殊礦井水的pH則會小于3。酸性礦井水的直接外排會造成大量水資源的浪費，并嚴(yán)重危害周邊水體的生態(tài)。

針對酸性的礦井水，傳統(tǒng)的處理方法是利用物理或者化學(xué)地方法將水中污染物去除包括中和法、硫化物沉淀法、硫酸鹽還原菌反應(yīng)器等。目前國內(nèi)使用較多的是在地面采用中和沉淀法進行處理。然而，采用地面處理需要建設(shè)大規(guī)模的處理設(shè)施，還需鋪設(shè)大量的專用管線和泵組設(shè)備將礦井水運送至地面，并且依然存在管線和泵組腐蝕的現(xiàn)象，投資巨大，尤其針對pH小于3的酸性礦井水，以上的設(shè)備腐蝕問題更為突出。

為了有效經(jīng)濟地處理高酸性、高鐵含量的礦井水，需要減少酸性礦井水對設(shè)備腐蝕的幾率和風(fēng)險，然而井下空間有限，無法像地面一樣去建設(shè)大規(guī)模處理設(shè)備，并且許多儀器設(shè)備沒有井下防爆認證，缺乏可移動式井下預(yù)處理系統(tǒng)。因此，目前需要開發(fā)一種井下與地面協(xié)同進行預(yù)處理的礦井水處理系統(tǒng)及工藝，以減少酸性礦井水對設(shè)備腐蝕的威脅以及整體處理的經(jīng)濟費用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種礦井水井下與地面協(xié)同預(yù)處理系統(tǒng)，實現(xiàn)對礦井水井下和地面的協(xié)同預(yù)處理操作，可以精確調(diào)節(jié)礦井水的pH值，同時去除礦井水中大部分的鐵，降低地面設(shè)備管路酸腐蝕的風(fēng)險，減少礦井水地面處理單元的負荷。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種礦井水井下與地面協(xié)同預(yù)處理工藝。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種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)測礦井水進水pH值和流量的監(jiān)測單元；

在井下調(diào)節(jié)礦井水pH值至7.5以上的多級中和單元；

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)測單元得到的pH值和流量數(shù)據(jù)從而控制多級中和單元進行pH值調(diào)節(jié)、監(jiān)測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)測出水pH值和含鐵量的自動控制單元；

所述監(jiān)測單元、多級中和單元和除鐵單元依次連接。

通過采用上述技術(shù)方案，使礦井水首先流經(jīng)監(jiān)測單元，監(jiān)測單元對進水水量和pH值進行檢測并將數(shù)據(jù)反饋于自動控制單元，礦井水然后流入多級中和單元，通過多級中和單元依次添加堿液精確調(diào)節(jié)礦井水的pH值達到7.5以上，礦井水之后進入除鐵單元，經(jīng)過井下初步除鐵后使鐵含量降至10mg/L，再經(jīng)過地面除鐵后使鐵含量降至0.3mg/L以下，經(jīng)過除鐵單元后的污泥進行脫水，最終產(chǎn)生含水率小于60%的泥餅和清水。