技术特征：
1.一种用于含氟矿井水的生态除氟系统，其特征在于，所述生态除氟系统包括通过管道依次连接的煤矸石过滤单元、第一氟离子测试单元和除氟单元；所述煤煤矸石过滤单元包括按照水流方向依次设置的第一煤矸石层(1)、第二煤矸石层(2)和石英砂层(3)，用于对进料的含氟矿井水依次进行过滤，得到滤后矿井水；所述第一氟离子测试单元包括第一氟离子测试仪(4)，用于对来自所述煤矸石过滤单元的滤后矿井水进行氟离子含量测试，得到氟离子含量<5mg/l的第一滤后矿井水，或者得到氟离子含量≥5mg/l的第二滤后矿井水；所述除氟单元包括植物矿物协同除氟单元和羟基磷灰石吸附除氟单元；所述植物矿物协同除氟单元包括由下至上依次设置的第一活性填料层(5)和耐氟植物层(6)，所述第一活性填料层(5)中的第一活性填料为多孔陶瓷；所述第一活性填料层(5)用于对来自所述第一氟离子测试单元的第一滤后矿井水进行吸附除氟，以吸附除去其中的氟离子；所述耐氟植物层(6)用于对进入所述第一活性填料层(5)的第一滤后矿井水进行吸收除氟，以进一步吸收除去其中的氟离子，得到第一除氟矿井水；所述羟基磷灰石吸附除氟单元包括第二活性填料层(7)，所述第二活性填料层(7)中的第二活性填料为羟基磷灰石；所述第二活性填料层(7)用于对来自所述第一氟离子测试单元的第二滤后矿井水进行吸附除氟，以吸附除去其中的氟离子，得到第二除氟矿井水。2.根据权利要求1所述的生态除氟系统，其特征在于，所述生态除氟系统还包括第二氟离子测试单元，所述第二氟离子测试单元包括第二氟离子测试仪(41)，所述第二氟离子测试仪(41)通过管道连接至所述羟基磷灰石吸附除氟单元的出水端，用于对来自所述羟基磷灰石吸附除氟单元的第二除氟矿井水进行氟离子含量测试，得到氟离子含量<1mg/l的第三除氟矿井水，或者得到1mg/l≤氟离子含量<5mg/l的第四除氟矿井水，或者得到氟离子含量≥5mg/l的第五除氟矿井水；自所述第二氟离子测试仪(41)的出水端设置有外排管道(13)，用于将来自所述第二氟离子测试单元的第三除氟矿井水输出以外排；和/或自所述第二氟离子测试仪(41)至所述植物矿物协同除氟单元设置有第一输水管道(14)，用于将来自所述第二氟离子测试单元的第四除氟矿井水输送至所述植物矿物协同除氟单元中进一步除氟；和/或自所述第二氟离子测试仪(41)至所述羟基磷灰石吸附除氟单元设置有第二输水管道(15)，用于将来自所述第二氟离子测试单元的第五除氟矿井水输送至所述羟基磷灰石吸附除氟单元中进一步除氟。3.根据权利要求1或2所述的生态除氟系统，其特征在于，自所述第一氟离子测试单元至所述植物矿物协同除氟单元的管道上设置有第一阀门(8)；自所述第一氟离子测试单元至所述羟基磷灰石吸附除氟单元的管道上设置有第二阀门(9)；优选地，所述第一阀门(8)和所述第二阀门(9)均为电磁阀；所述生态除氟系统还包括控制单元，所述控制单元包括控制器，所述控制单元通过所述控制器分别与所述第一氟离子测试仪(4)、所述第一阀门(8)和所述第二阀门(9)电连接；优选地，所述外排管道(13)上设置有第三阀门(131)，所述第一输水管道(14)上设置有第四阀门(141)，所述第二输水管道(15)上设置有第五阀门(151)；优选地，所述第三阀门(131)、所述第四阀门(141)和所述第五阀门(151)均为电磁阀；
所述第三阀门(131)、所述第四阀门(141)和所述第五阀门(151)分别通过所述控制器与所述控制单元电连接。4.根据权利要求1-3中任一项所述的生态除氟系统，其特征在于，所述第一煤矸石层(1)中煤矸石的粒径为5-8mm；和/或所述第二煤矸石层(2)中煤矸石的粒径为1-3mm；和/或所述石英砂层(3)中石英砂的粒径为0.6-1mm。5.根据权利要求1-4中任一项所述的生态除氟系统，其特征在于，所述耐氟植物层(6)中的耐氟植物为凤眼莲、水蕹菜、芦苇中的任一种或多种的组合。6.根据权利要求1-5中任一项所述的生态除氟系统，其特征在于，所述多孔陶瓷的粒径为5-10mm；优选地，所述多孔陶瓷的孔隙率为20-30v％。7.根据权利要求1-6中任一项所述的生态除氟系统，其特征在于，所述多孔陶瓷的制备方法包括以下步骤：(1)将锯末、膨润土、水玻璃、沸石粉混合均匀，得到混合物；优选所述锯末、膨润土、水玻璃、沸石粉的质量比为(1-3):(3-7):1:(2-6)；优选所述锯末的粒径为80-120目；优选所述膨润土的粒径为80-120目；优选所述沸石粉的粒径为80-120目；(2)将步骤(1)所得混合物进行造粒，并晾干，得到颗粒物；优选所述颗粒物的粒径为5-10mm；优选晾干温度为20-40℃；(3)将步骤(2)所得颗粒物进行煅烧处理，得到多孔陶粒；(4)将步骤(3)所得多孔陶粒先用碱性溶液浸泡处理，再用铝盐溶液浸泡处理，得到所述多孔陶瓷。8.根据权利要求7所述的生态除氟系统，其特征在于，所述多孔陶瓷的制备方法中，所述步骤(3)中，所述煅烧处理的处理温度为500-700℃，处理时间为2-3h。9.根据权利要求7所述的生态除氟系统，其特征在于，所述多孔陶瓷的制备方法中，所述步骤(4)中，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液；优选所述碱性溶液的浓度为2-10wt％；优选所述碱性溶液的浸泡时间为6-20h；和/或所述铝盐为氯化铝、硝酸铝、硫酸铝及其聚合物中的任一种或多种的组合，优选所述铝盐为硝酸铝、硫酸铝及其聚合物中的任一种或多种的组合；优选所述铝盐溶液的浓度为2-10wt％；优选所述铝盐溶液的浸泡时间为6-20h。10.一种用于含氟矿井水的生态除氟方法，其特征在于，所述生态除氟方法是采用权利要求1-9中任一项所述的生态除氟系统对含氟矿井水进行除氟。
技术总结
本发明提供一种用于含氟矿井水的生态除氟系统，包括通过管道依次连接的煤矸石过滤单元、第一氟离子测试单元和除氟单元；煤煤矸石过滤单元包括按照水流方向依次设置的第一煤矸石层、第二煤矸石层和石英砂层；第一氟离子测试单元包括第一氟离子测试仪；除氟单元包括植物矿物协同除氟单元和羟基磷灰石吸附除氟单元；植物矿物协同除氟单元包括由下至上依次设置的第一活性填料层和耐氟植物层，第一活性填料层中的第一活性填料为多孔陶瓷；羟基磷灰石吸附除氟单元包括第二活性填料层，第二活性填料层中的第二活性填料为羟基磷灰石。本发明还提供一种利用前述系统的生态除氟方法。该生态除氟系统及方法能够对含氟矿井水进行生态除氟，成本低、污染小。污染小。污染小。
技术研发人员：何瑞敏 李井峰 包一翔 郭强 高振宇 王小龙
受保护的技术使用者：中国神华能源股份有限公司神东煤炭分公司
技术研发日：2022.02.10
技术公布日：2022/4/29