[发明专利]一种酸性矿井水处理系统及方法

权利要求书

1.一种采用酸性矿井水处理系统进行酸性矿井水处理的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤，

（1）开启升流式中和反应装置，使酸性矿井水流入装置内部并自下而上依次流经进水区、承托层、流化反应区、过滤反应层和减速分离区；流化反应区的石灰石滤料A和过滤反应层的石灰石滤料B均可与酸性矿井水进行中和反应，反应后的石灰石滤料B在其粒径小于上部格栅板及下部格栅板的孔径后，可脱离过滤反应层进行流化；石灰石滤料A和石灰石滤料B在上升水流与二氧化碳气流的作用下向上移动，并在上升过程中逐渐恢复沉降，过滤反应层对石灰石滤料A有截留作用；将减速分离区水流速度控制在30~50m/h，中和过滤上清液被收集并通过管道流入缓冲水池；

（2）开启氢氧化钠投加装置和管道增压泵，使缓冲水池出水进入中和澄清装置，使其与加药管流入中和澄清装置的氢氧化钠进行中和反应，通过计量泵和pH在线监测装置控制pH6.5~7.5，使矿井水经过导流筒进入泥水分离区，上清液通过吸附过滤层，捕集滤料在水流和气流作用下移动捕集吸附悬浮物，使过滤液通过管道出水；

（3）当缓冲水池液位较初始液位上升100~200mm，停止升流式中和反应装置进水并关闭管道增压泵和计量泵，开启中和澄清装置内的曝气软管，持续曝气10~30分钟后停止曝气，静置沉淀10~20分钟后，将沉淀污泥排出中和澄清装置，恢复系统正常运行，重复步骤（1）和步骤（2）；

（4）当缓冲水池内pH≤4.5，开启升流式中和反应装置内的穿孔曝气管以强化过滤反应区的中和反应，促进石灰石滤料B表面结垢脱落；如曝气结束后的缓冲水池内pH≤4.5，则关闭系统，换填升流式中和反应装置内的石灰石滤料A和石灰石滤料B后，再重复步骤（1）和步骤（2）；

该酸性矿井水处理系统包括升流式中和反应装置、中和澄清装置和氢氧化钠投加装置，升流式中和反应装置和氢氧化钠投加装置分别通过管道连通中和澄清装置；所述的升流式中和反应装置包括升流式中和反应装置壳体以及自下而上依次设置在升流式中和反应装置壳体内部的承托层和过滤反应层，所述的承托层和过滤反应层将升流式中和反应装置壳体内部自下而上划分为进水区、流化反应区和减速分离区，流化反应区内设有石灰石滤料A，过滤反应层包括设于过滤反应层顶部的上部格栅板、设于过滤反应层底部的下部格栅板和设于上部格栅板和下部格栅板之间的石灰石滤料B，石灰石滤料B的粒径大于上部格栅板的孔径和下部格栅板的孔径，所述的下部格栅板上设有与下部格栅板固接的穿孔曝气管；所述的中和澄清装置包括中和澄清装置壳体、导流筒和吸附过滤层，导流筒设置在中和澄清装置壳体内腔中部，吸附过滤层环绕于导流筒外部并固接中和澄清装置壳体内壁，吸附过滤层内设有捕集滤料和曝气软管，所述的导流筒将中和澄清装置壳体内部划分为中和反应区和泥水分离区，中和反应区设于导流筒内，泥水分离区设于导流筒外，中和反应区设有pH在线监测装置；所述的氢氧化钠投加装置包括储药箱、加药管和计量泵，储药箱通过加药管连通中和澄清装置的中和反应区，计量泵设于加药管上；所述的升流式中和反应装置与中和澄清装置之间依次设有缓冲水池和管道增压泵，缓冲水池和管道增压泵通过管道连通升流式中和反应装置与中和澄清装置；

所述的中和澄清装置还包括下垂式自动旋转喷头、集水槽B、出水管B、集泥斗和排泥管，下垂式自动旋转喷头设于导流筒底部，集水槽B设于中和澄清装置壳体上部并连通出水管B，集泥斗设于中和澄清装置壳体底部并连通排泥管。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的升流式中和反应装置还包括进水管、集水槽A、出水管A和检修孔，进水管设于升流式中和反应装置壳体底部，进水管顶端设有配水器，集水槽A设于升流式中和反应装置壳体上部，集水槽A通过出水管A连通缓冲水池，检修孔设于流化反应区对应的升流式中和反应装置壳体外壁。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的流化反应区与过滤反应层的体积比为1:0.2~0.4，过滤反应层与减速分离区的体积比为1:1.2~1.5，石灰石滤料A在流化反应区内的填充率为40%~60%，石灰石滤料B在过滤反应层的填充率为40%~60%。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的石灰石滤料A粒径为0.5~2mm，石灰石滤料B粒径为35~40mm，下部格栅板孔径为25mm，上部格栅板孔径为25mm。