[发明专利]一种含氟矿井水深度处理系统及工艺

说明书

本发明属于矿井水处理技术领域，具体涉及一种含氟矿井水深度处理系统及工艺。本发明中，含氟矿井水首先经过检测控制单元，获取矿井水的水量、pH和氟、钙、碳酸氢根离子浓度，并反馈至终端控制系统，之后矿井水进入调剂反应单元的调剂池，通过终端控制系统调节矿井水中离子配比和pH，然后矿井水进入药剂反应池，通过终端控制系统投加除氟剂，之后矿井水进入沉降单元的沉淀池进行沉淀除氟，沉淀后的底泥部分通过底泥回流计量泵回流，剩余通过压滤计量泵进入压滤筛分系统分级，用于深度去除单元，沉降单元出水进入深度去除单元进行诱导结晶深度除氟。

技术领域

本发明属于矿井水处理技术领域，具体涉及一种含氟矿井水深度处理系统及工艺。

背景技术

我国是煤炭产业大国，一般煤炭在开采的过程中会因地下涌水而产生大量的矿井水，有研究表明平均开采1吨煤将会产生4吨左右的矿井水，例如黄河流域煤炭年产量占到了全国的70％，其相应的矿井水水量达到了12亿吨以上。由于氟是一种亲石元素，在地层中的含量较高，在煤炭中氟的含量大约在150mg/kg 左右，为此许多煤矿的矿井水存在氟含量超过《地表水环境质量标准》中III类水对氟化物限值(1.0mg/L)的现象，最大可达到10mg/L以上，这严重影响到周边地区人们的饮用水安全，特别是水资源短缺的地区。一旦饮用水中氟含量超过 3mg/L，会致使人类产生氟中毒、认知障碍、不孕不育、器官损害等健康问题。

目前矿井水处理工艺主要是混凝沉淀+无阀滤池，该工艺无法将矿井水中的氟化物有效去除。针对水中氟化物去除的工艺有混凝沉淀法、吸附法、膜分离法、电凝法等等，但是单一的工艺技术均具有相应的缺点，例如混凝沉淀法要达到出水氟含量≤1.0mg/L的标准需要投加大量的混凝和絮凝药剂，吸附法吸附氟的容量有限需要频繁再生等等。此外针对处理水量较大的矿井水，除氟整体的成本也是最大的问题。

为了有效经济地处理含氟的矿井水，需要寻求一种或多种工艺以提高除氟的效率，在将矿井水中氟含量降至1.0mg/L以下的同时减少整体工艺成本的投入。

发明内容

针对高氟含量的煤矿矿井水，本发明提出了一种含氟矿井水深度处理系统，目的是通过该系统对含氟矿井水进行深度处理，可以精确控制药剂的投加，并去除矿井水中大部分的氟化物，使出水含氟化含量降低至1.0mg/L以下。

为了实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种含氟矿井水深度处理系统，该系统包括：

检测矿井水进出水水质水量，包括流量、pH值和氟、钙、碳酸氢根离子浓度，以及控制药剂投加和底泥回流的检测控制单元；

调控矿井水离子组成(使钙氟离子比≥5∶1)和pH值，以及除氟剂投加的调剂反应单元；

静置沉淀除氟的沉降单元，所述沉降单元主要包括沉淀池；

二次反应深度除氟的深度去除单元；所述深度去除单元包括3-5组诱导结晶反应池，沉淀池的顶部出水管路与诱导结晶反应池底部的反应池进水口连接，诱导结晶反应池中部设置中间反应层，所述中间反应层填充沉降单元中沉淀除氟得到的底泥，进一步分级压滤筛分得到的固体；

各单元之间通过管道或者堰槽连接。

检测控制单元用于检测矿井水进出水水质水量、控制药剂投加和底泥回流，调剂反应单元用于调节矿井水中的离子配比和添加除氟剂，沉降单元用于初步沉淀去除部分氟化物，深度去除单元用于深度诱导结晶除氟，各单元之间通过管道或者堰槽连接。