[发明专利]一种矿井水井下与地面协同预处理系统及工艺

说明书

本发明提供一种矿井水井下与地面协同预处理系统及工艺，实现对矿井水井下和地面的协同预处理操作。一种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；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；监测单元、多级中和单元和除铁单元依次连接。本发明占用空间尺寸小、处理效果好、控制简单、自动化程度高、投入成本低。

技术领域

本发明涉及一种水处理系统，特别涉及一种矿井水井下与地面协同预处理系统及工艺，属于水处理技术领域。

背景技术

煤炭在我国能源消费中一直是主要的供给者，远远高于其它能源。依据有关资料，我国的煤炭分布主要以中、高硫煤为主，品质较好的低硫煤含量较少。一些中、高硫煤在开采的过程中，煤炭中的硫化亚铁会与空气、水及微生物发生一系列物化和生化反应产生硫酸和亚铁离子，矿井水将含有大量的铁，其pH将处于酸性范围，常规的酸性矿井水pH大多处于3~6之间，部分特殊矿井水的pH则会小于3。酸性矿井水的直接外排会造成大量水资源的浪费，并严重危害周边水体的生态。

针对酸性的矿井水，传统的处理方法是利用物理或者化学地方法将水中污染物去除包括中和法、硫化物沉淀法、硫酸盐还原菌反应器等。目前国内使用较多的是在地面采用中和沉淀法进行处理。然而，采用地面处理需要建设大规模的处理设施，还需铺设大量的专用管线和泵组设备将矿井水运送至地面，并且依然存在管线和泵组腐蚀的现象，投资巨大，尤其针对pH小于3的酸性矿井水，以上的设备腐蚀问题更为突出。

为了有效经济地处理高酸性、高铁含量的矿井水，需要减少酸性矿井水对设备腐蚀的几率和风险，然而井下空间有限，无法像地面一样去建设大规模处理设备，并且许多仪器设备没有井下防爆认证，缺乏可移动式井下预处理系统。因此，目前需要开发一种井下与地面协同进行预处理的矿井水处理系统及工艺，以减少酸性矿井水对设备腐蚀的威胁以及整体处理的经济费用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矿井水井下与地面协同预处理系统，实现对矿井水井下和地面的协同预处理操作，可以精确调节矿井水的pH值，同时去除矿井水中大部分的铁，降低地面设备管路酸腐蚀的风险，减少矿井水地面处理单元的负荷。

本发明的另一目的在于提供一种矿井水井下与地面协同预处理工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种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。

通过采用上述技术方案，使矿井水首先流经监测单元，监测单元对进水水量和pH值进行检测并将数据反馈于自动控制单元，矿井水然后流入多级中和单元，通过多级中和单元依次添加碱液精确调节矿井水的pH值达到7.5以上，矿井水之后进入除铁单元，经过井下初步除铁后使铁含量降至10mg/L，再经过地面除铁后使铁含量降至0.3mg/L以下，经过除铁单元后的污泥进行脱水，最终产生含水率小于60%的泥饼和清水。