[发明专利]一种酸性矿井水处理系统及方法

说明书

本发明提供一种可强化除铁效果，减少占地面积，降低运行成本的酸性矿井水处理系统及方法。一种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。本发明的一种酸性矿井水处理系统流程简单，占地面积小，可缩短反应时间，减少碱性药剂投加量，操作管理方便，在保证稳定出水水质的同时有效节省运行成本；升流式中和反应装置占地面积小，无需频繁换料；中和澄清装置集沉淀、过滤、吸附等多种功能于一体，无需机械搅拌设备，能耗较低，可强化除铁和泥水分离效果。

技术领域

本发明涉及一种水处理系统及方法，特别涉及一种酸性矿井水处理系统及方法，属于水处理技术领域。

背景技术

高硫煤层开采过程中，煤中的FeS₂发生一系列物化、生化反应，使矿井水呈酸性。若酸性矿井水处理不当，外排会直接破坏地表水环境，回用于生产会造成设备或管路腐蚀、结垢。目前，酸性矿井水除铁的主要方法包括中和法、接触氧化过滤法和微生物法。

其中，中和法应用最为广泛，除铁效果稳定，但碱性药剂投加量大，产泥量高，操作管理复杂，处理成本较高。接触氧化过滤工艺建设及运行成本高，除铁效果较为有限。微生物法运行成本低，无二次污染，但出水稳定性有待提高。

《煤炭工业污染物排放标准》（GB20426-2006）要求新建煤矿矿井水处理站出水总铁≤6mg/L。而我国西部地区煤矿多处于严重缺水地区，受纳水体有限，部分煤矿酸性矿井水总铁含量高，而总铁排放浓度需达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅲ类要求（标准限值0.3mg/L）。在不增加煤矿企业经济负担的前提下提高处理效果，开发经济合理的工艺体系是酸性矿井水处理领域需要解决的关键问题。

因此，如何提供一种酸性矿井水处理系统及方法，以缩短反应时间，减少碱性药剂投加量，降低运行成本是本领域目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可强化除铁效果，减少占地面积，降低运行成本的酸性矿井水处理系统，解决以上背景技术中提出的问题。

本发明的另一目的在于提供一种酸性矿井水处理方法，在减轻操作管理强度的同时提高酸性矿井水处理效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种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。