一种矿井水除氟系统技术方案

本发明专利技术公开了一种矿井水除氟系统，包括原水池、除氟过滤器、调节池、清水池、再生液储存罐、石灰反应池、沉淀物池、石灰储存罐；原水池连接除氟过滤器，所述原水池通过清水泵连接除氟过滤器；所述除氟过滤器的清水出水口连接清水池，所述除氟过滤器还分别连接调节池、再生液储存罐、石灰反应池，所述石灰反应池连接再生液储存罐，所述石灰反应池还连接沉淀物池，所述沉淀物池连接石灰储存罐。操作运行及维护简单，可通过全自动智能在线监测分析控制系统实现全自动运行；适用于老旧系统的改造升级；本系统水质适应性较强、运行稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种矿井水除氟系统
本专利技术涉及煤矿矿井水处理
，具体为一种矿井水除氟系统。
技术介绍
污水中氟离子的去除工艺技术主要包括如下：(1)化学沉淀法化学沉淀法是在工业中较早应用的方法之一，也是处理高含量无机氟离子废水的常见方法之一。利用钙离子与废水中氟离子形成氟化钙沉淀，从而将无机氟离子从废水中去除。加入的钙盐一般为石灰，其溶解度不大，因此该方法需使用大量的石灰才能获得较高的去除率。此外，当氟离子浓度降低到20mg/L以下时反应速度变得极其缓慢，且单纯的石灰投加只能使氟离子降低到15mg/L左右。根据同离子效应，在投加石灰的基础上，辅以氯化钙或其它钙盐的投加可以进一步降低氟化钙在水中的溶解度，从而降低水中氟离子的含量，可以使出水氟离子小于10mg/L。另外，在投加钙盐的基础上，铝盐、镁盐或磷酸盐的投加可生成更难溶的氟化物，可获得更好的去除效率。该工艺操作简单、运行费用低，但其沉淀产生的污泥量较大，且此方法氟离子去除的极限浓度为8-10mg/L左右。(2)混凝沉淀法混凝沉淀法是目前用于处理含无机氟废水所应用最多的方法之一，该方法的基本原理是在含氟废水中加入混凝剂，在一定的pH条件下，形成氢氧化物胶体完成对氟离子的吸附。常用的混凝剂分为无机混凝剂和有机混凝两大类。无机混凝剂常采用铝盐、铁盐、钙化合物和镁化合物。当此类无机混凝剂投入含氟废水中后，其金属离子就会形成细微的胶核或絮体，对氟离子产生吸附作用或者交换配体形成共沉淀，从而将氟离子从水中除去。混凝沉淀法具有经济实用、设备简单、操作容易的特点，并能够处理含氟比较高的水。通常将沉淀法、混凝沉淀法两种方法的结合，但只能使氟离子降低至3-10mg/L左右，对高浓度氟离子有较高的去除效率。(3)吸附法吸附法主要是使工业含氟废水通过装有氟吸附剂的设备，氟与吸附剂中的其它离子或基团交换而被吸附在吸附剂上除去，吸附剂则可通过再生恢复交换能力,此法主要用于处理低浓度含氟工业废水。吸附剂是一种多孔性物质，它使水中的氟离子吸附在固体表面，以达到除氟的目的。氟吸附剂可分为无机类、天然高分子、稀土类和羟基磷灰石等。无机类吸附剂主要有活性氧化铝、沸石、聚合铝盐、分子筛、活性氧化镁、经羟基磷灰石和活性炭等。吸附法适应水量较小的饮用水深度处理，但其存在初期投资高、再生的复杂、管理复杂等缺点，易出现吸附剂的板结、失效等问题。(4)离子交换法离子交换法是使用离子交换树脂或离子交换纤维实现去除溶液中氟离子的一种方法。其基本原理是树脂或纤维上的某些离子可以和水中的氟进行交换并吸附，从而将氟去除。。常用的除氟树脂有氨基膦酸树脂、聚酰胺树脂、阳离子交换树脂、阴离子交换树脂等。但当水中共存有其他阴离子时，受交换顺序的影响，除氟效果也会相应受到影响。阴离子交换树脂对地下水主要阴离子的吸附交换次序为：SO42->NO3->Cl->F-，根据上湾矿的水质情况含有一定浓度的SO42-，但对氟离子的去除率影响较小。此外树脂吸附法针对矿井废水中氟化物具有去除率高、吸附容量大、抗水质波动能力强、选择性强、易于再生等优点。(5)电渗析电渗析法是一种电场力推动的膜分离技术。它是一种有离子交换基团的网状立体结构的高分子膜，在有阳离子膜和阴离子膜交替配置的槽的两端，装上阳极和阴极，并通以直流电，形成以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性(阴膜只通过阴离子，阳膜只通过阳离子，水中离子作定向迁移，而达到分离的目的。电渗析法除氟的优点是除氟彻底，出水质量很好，可自动化操作，管理容易。缺点是投资高，运行成本太高，而且不能去除非离子性物质。(6)电凝聚电凝聚除氟法是近年来我国研究开发的一种新型饮用除氟技术，在凝聚法除氟过程中，因为没有带入新的污染物，而且有益于人体健康的元素被保留，所以越来越受到关注。它是利用电解铝过程中生成羟基铝络合物和氢氧化铝凝胶的络合凝聚作用除氟的方法。它通过铅电极电解产生铝离子铝离子在水解过程中与氟离子反应生成一种絮体，在电凝聚阴极产生的氢气泡把这种絮体气浮到电凝聚单元表面，通过机械力将絮体从水体表面刮除，从而达到去除氟离子的目的。为了高效去除氟离子，必须要有效的去除这种絮体。然而，电凝聚工艺中阴极产生的氢气泡仅能气浮去除三分之二的絮体。因此，对剩余氟离子进一步有效去除是非常必要的其优点是能够保持水质基本不变，可以通过调节电流的方法控制出水的含氟量，使饮用水的除氟处理达到稳定可靠，操作简单。其不足之处是影响除氟因素太多，且存在电极钝化的问题。(7)反渗透法反渗透是近年来迅速发展起来的膜分离技术中的一种，利用反渗透膜的特性—选择性，以膜两侧的压力差为推动力，克服溶剂的渗透压，只透过溶剂而将离子物质截留，从而达到物质分离的目的。由于它与自然渗透的方向相反，所以将其称为反渗透法。该方法适于低浓度含氟废水的处理，对高氟废水处理效果不佳。反渗透法可以有效地实现高氟苦咸水除氟除盐的双重目的，但目前在我国还没有得到广泛采用。由于其运行成本高，使用寿命短，易污染等缺点，使该方法得不到广泛应用。煤矿矿井水是指在煤矿开采过程中，所有充入井下采掘空间的水，是煤矿开采过程中所污染的地下水。按照有害物质的种类和性质划可分为五种：浑浊矿井水、高矿化度矿井水、酸/碱性矿井水、含铁/锰矿井水、含特殊污染物矿井水。其中，含特殊污染物矿井水是指含放射性物质、重金属及含氟离子超标的矿井水，在矿井水中占比比例较高。因此，研究开发科学合理、性能稳定、运行操作方便的矿井水除氟工艺技术意义重大。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术公开了一种矿井水除氟系统及方法，操作运行及维护简单，可通过全自动智能在线监测分析控制系统实现全自动运行；适用于老旧系统的改造升级；本系统水质适应性较强、运行稳定。为了达到以上目的，本专利技术提供如下技术方案：一种矿井水除氟系统，包括原水池、除氟过滤器、调节池、清水池、再生液储存罐、石灰反应池、沉淀物池、石灰储存罐；原水池连接除氟过滤器，所述原水池通过清水泵连接除氟过滤器；所述除氟过滤器的清水出水口连接清水池，所述除氟过滤器还分别连接调节池、再生液储存罐、石灰反应池，所述石灰反应池连接再生液储存罐，所述石灰反应池还连接沉淀物池，所述沉淀物池连接石灰储存罐。进一步的，所述除氟过滤器包括釜体、滤料层，所述釜体内设有滤料层，所述滤料层为滤料Fe-Ga催化反应除氟剂(改性羟基磷灰石)；所述釜体还连接进水管道、出水管道、进气管道、出气管道；所述釜体的一侧底部连接进水管道，所述进水管道的出口位于滤料层下方，所述进水管道上设有进水阀；所述釜体的顶部连接出水管道，所述出水管道上设有出水阀，所述出水管道的一端穿过釜体并位于釜体的外侧，所述出水管道的另一端位于釜体内的底部，所述釜体的顶部连接出气管道，所述出气管道上设有排气阀，所述釜体的底部连接进气管道，所述进气管道上设有进气阀。进一步的，所述除氟过滤器还包括清洗系统，所述清洗系统包括清洗进水管，所述清洗进水管上设有反清洗阀、反洗排放阀、正洗排放本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿井水除氟系统，其特征在于：包括原水池、除氟过滤器、调节池、清水池、再生液储存罐、石灰反应池、沉淀物池、石灰储存罐；原水池连接除氟过滤器，所述原水池通过清水泵连接除氟过滤器；所述除氟过滤器的清水出水口连接清水池，所述除氟过滤器还分别连接调节池、再生液储存罐、石灰反应池，所述石灰反应池连接再生液储存罐，所述石灰反应池还连接沉淀物池，所述沉淀物池连接石灰储存罐。/n

【技术特征摘要】
1.一种矿井水除氟系统，其特征在于：包括原水池、除氟过滤器、调节池、清水池、再生液储存罐、石灰反应池、沉淀物池、石灰储存罐；原水池连接除氟过滤器，所述原水池通过清水泵连接除氟过滤器；所述除氟过滤器的清水出水口连接清水池，所述除氟过滤器还分别连接调节池、再生液储存罐、石灰反应池，所述石灰反应池连接再生液储存罐，所述石灰反应池还连接沉淀物池，所述沉淀物池连接石灰储存罐。


2.如权利要求1所述的一种矿井水除氟系统，其特征在于：所述除氟过滤器包括釜体、滤料层，所述釜体内设有滤料层，所述滤料层填充滤料Fe-Ga催化反应除氟剂；所述釜体还连接进水管道、出水管道、进气管道、出气管道；所述釜体的一侧底部连接进水管道，所述进水管道的出口位于滤料层下方，所述进水管道上设有进水阀；所述釜...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾小红，陈旭，王我，王飞，徐峰，韩毅，张欣，
申请(专利权)人：北京朗新明环保科技有限公司南京分公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32