[发明专利]一种矿井水井下与地面协同预处理系统及工艺

权利要求书

1.一种矿井水井下与地面协同预处理系统，其特征在于：该矿井水井下与地面协同预处理系统包括：

在井下监测矿井水进水pH值和流量的监测单元；

在井下调节矿井水pH值至7.5以上的多级中和单元；

在井下曝气氧化、静置初步沉淀除铁，将矿井水提升至地面并进行药剂投加氧化沉淀除铁的除铁单元；

以及，用于接收监测单元得到的pH值和流量数据从而控制多级中和单元进行pH值调节、监测除铁单元的含铁量并控制除铁单元的曝气氧化和药剂投加、监测出水pH值和含铁量的自动控制单元；

所述监测单元、多级中和单元和除铁单元依次连接。

2.根据权利要求1所述的一种矿井水井下与地面协同预处理系统，其特征在于：所述监测单元包括计量明渠、流量计和第一pH值检测装置，计量明渠设有用于矿井水进水的进水口和用于连接多级中和单元的出水口，流量计和第一pH值检测装置设于计量明渠内，流量计和第一pH值检测装置均与自动控制单元电连接。

3.根据权利要求1所述的一种矿井水井下与地面协同预处理系统，其特征在于：所述多级中和单元包括中和反应池、搅拌装置和加碱装置，中和反应池内设有多个隔水堰，隔水堰将中和反应池的内部沿矿井水处理流动方向依次划分为进水区、混合区和溢流区，搅拌装置设于混合区上部，加碱装置包括配碱罐和加碱计量泵，加碱装置设于中和反应池上方，搅拌装置和加碱装置均与自动控制单元电连接。

4.根据权利要求3所述的一种矿井水井下与地面协同预处理系统，其特征在于：所述中和反应池为多个并联的可移动式反应池或多个串联的可移动式反应池。

5.根据权利要求3或4所述的一种矿井水井下与地面协同预处理系统，其特征在于：所述搅拌装置包括中和搅拌器、加碱管道和加碱投放口，加碱管道设于中和搅拌器上端，中和搅拌器下部设有叶轮，加碱投放口设于叶轮上，加碱投放口通过加碱管道与加碱装置连接。

6.根据权利要求3或4所述的一种矿井水井下与地面协同预处理系统，其特征在于：所述溢流区设有第二pH检测装置，第二pH检测装置与自动控制单元电连接。

7.根据权利要求1所述的一种矿井水井下与地面协同预处理系统，其特征在于：所述除铁单元包括井下初步除铁装置和地面除铁装置，所述井下初步除铁装置包括曝气氧化池、曝气装置和用于矿井水静置沉淀的井下水仓，曝气氧化池底部设有曝气管路，曝气管路与曝气装置相连，曝气氧化池通过井下水仓连接地面除铁装置，所述地面除铁装置包括药剂投加装置、氧化沉淀池和滤池，药剂投加装置设于氧化沉淀池上方，药剂投加装置与自动控制单元电连接。

8.根据权利要求7所述的一种矿井水井下与地面协同预处理系统，其特征在于：所述曝气装置设有曝气控制阀门，曝气控制阀门与自动控制单元电连接；所述药剂投加装置包括配药罐和加药计量泵，加药计量泵与自动控制单元电连接。

9.根据权利要求7或8所述的一种矿井水井下与地面协同预处理系统，其特征在于：所述氧化沉淀池为辐流式沉淀池、竖流式沉淀池或平流式沉淀池，所述药剂投加装置内设有高锰酸钾药剂或双氧水药剂，所述滤池为快滤池、慢滤池或生物滤池。

10.一种矿井水井下与地面协同预处理工艺，其特征在于该工艺包括如下步骤：

（1）在井下，监测矿井水进水pH值和流量，反馈至自动控制单元；

（2）在井下，由自动控制单元控制碱液的投加量，通过至少三级的逐级投加碱液来调节矿井水的pH值，其中，

第一级将矿井水pH值调节至5.0±0.2（进水pH值提高0.5-1.5），

第二级将矿井水pH值调节至6.0±0.2，

第三级及以上将矿井水pH值调节至7.5以上，根据进水流量选择是否增加第四级和第五级；

（3）pH值调节至7.5以上的矿井水在井下由自动控制单元控制曝气氧化，静置初步沉淀除铁，使含铁量≤10mg/L，

然后，将矿井水提升至地面并由自动控制单元控制药剂投加进行氧化沉淀除铁，使含铁量0.3mg/L，

最后，过滤出水，并监测出水pH值和含铁量。