一种矿井水的除氟系统的制作方法

技术领域：

本实用新型涉及一种除氟系统，尤其涉及一种矿井水的除氟系统。

背景技术：
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我国是一个资源丰富的国家，尤其是煤炭资源，它是我国工业发展的基础。然而，在煤矿挖掘过程中，需要向外排出大量的矿井水，矿井水一般含有较高的ss、硬度和氟离子含量，其中ss高达100-400mg/l，硬度(以碳酸钙计)≥300mg/l，f^-高达10-50mg/l；对周围地下水产生较大的危害，导致淡水资源严重污染。因此，在煤炭采掘过程中，需要对矿井水进行有效的处理，达到《地表水环境质量标准》(gb3838-2002)中ⅲ类标准后才能排放，以减少煤炭采掘过程中对周边环境的影响。

现有的矿井水处理系统一般采用斜板沉降池+无阀过滤器的形式或除氟树脂塔的形式，其中斜板沉降池+无阀过滤器的处理系统无法稳定保证出水中氟含量＜1mg/l，难以稳定满足《地表水环境质量标准》(gb3838-2002)中ⅲ类标准要求；采用除氟树脂塔对矿井水进行离子交换除氟处理，虽然能够使出水氟含量满足《地表水环境质量标准》(gb3838-2002)中ⅲ类标准要求，但是，其处理成本较高，难以满足企业生产需求。

技术实现要素：
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本实用新型的目的在于提供一种矿井水的除氟系统；

本实用新型的目的由如下技术方案实施：一种矿井水的除氟系统，包括高效沉淀池、ph调节水箱、砂滤罐、超滤装置、反渗透装置和产水池；所述高效沉淀池的出水口与所述ph调节水箱的进水口连通，所述ph调节水箱的出水口与所述砂滤罐的进水口连通，所述砂滤罐的出水口与所述超滤装置的进水口连通，所述超滤装置的产水口与所述反渗透装置的进水口连通，所述反渗透装置的出水口与所述产水池的进水口连通。

进一步的，其还包括除氟沉淀池，所述反渗透装置的浓水出口与所述除氟沉淀池的进水口连通，所述除氟沉淀池的出水口与所述产水池的进水口连通。

利用本系统对矿井水除氟的工艺，包括如下工序：工序一一级沉淀，工序二砂滤，工序三超滤，工序四反渗透，工序五二级沉淀；其中：

所述工序一一级沉淀：将ss在100-400mg/l、硬度(以碳酸钙计)≥300mg/l和f^-为10-50mg/l的矿井水连续送入矿井水除氟系统的高效沉淀池，依次投加ca(oh)2、na2co3、pfs、pam，控制矿井水ph＝11-12，反应时间为50-70min，得到ss≤10mg/l、硬度(以碳酸钙计)≤100mg/l、f^-＜10mg/l的一沉产水，一级沉淀可有效避免后续超滤装置和反渗透装置的污堵，而后调节一沉产水ph到6-8；

ca(oh)2、na2co3具有去除矿井水中硬度(mg²⁺、ca²⁺)的作用，而且除硬沉淀、f^-与ca(oh)2的反应物、ss经pfs混凝以及pam絮凝沉淀后分离，实现除氟除硬和去除ss的作用。

所述工序二砂滤：所述一沉产水连续进入所述矿井水除氟系统的砂滤罐，控制滤速为8-10m/s，进一步去除废水中的ss，得到ss≤1mg/l的砂滤产水；

所述工序三超滤：所述砂滤产水连续进入所述矿井水除氟系统的超滤装置，控制进水压力为0.1-0.7mpa，进一步去除废水中的ss，得到ss＜0.2mg/l的超滤产水，可以满足反渗透装置对进水水质要求，以保护反渗透装置，防止膜污堵；

所述工序四反渗透：所述超滤产水连续进入所述矿井水除氟系统的反渗透装置，添加盐酸控制进水ph＝5-7，控制进水压力为1-3mpa；得到反渗透浓水和f^-≤0.3mg/l的反渗透产水；

所述工序五二级沉淀：所述反渗透浓水连续进入所述矿井水除氟系统的除氟沉淀池，投加cacl2、pfs、pam，使反应时间为50-70min，得到ph＝6-7、ss≤10mg/l、f^-≤10mg/l的二沉产水，所述二沉产水与所述工序三反渗透得到的反渗透产水混合得到ph＝6-7、硬度(以碳酸钙计)≤100mg/l、f^-≤1mg/l最终产水，反渗透浓水经除氟沉淀池处理后与反渗透产水在产水池进行混合后，出水f^-≤1mg/l。

本实用新型的优点：本实用新型一种矿井水的除氟系统，系统成本低，通过设置高效沉淀池、砂滤罐和超滤装置，可以保证反渗透装置的进水ss含量，保证反渗透装置的稳定运行；而且通过设置高效沉淀池和除氟沉淀池，可以有效保证矿井水中氟的去除。

本实用新型一种矿井水的除氟工艺，流程短，处理成本低，一级沉淀可初步去除矿井水的硬度、氟和ss，而后经过砂滤和超滤进一步去除ss，再经过反渗透处理，硬度、氟和ss大部分浓缩到反渗透浓水，经过除氟沉淀处理后，进一步去除了矿井水的硬度、氟和ss，最后与反渗透产水混合后，得到ph＝6-7、f^-≤1mg/l的最终产水，满足《地表水环境质量标准》(gb3838-2002)中ⅲ类标准要求。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1所述一种矿井水的除氟系统的结构示意图。

图中：高效沉淀池1、砂滤罐2、超滤装置3、反渗透装置4、除氟沉淀池5、产水池6。

具体实施方式：

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

一种矿井水的除氟系统，包括高效沉淀池1、ph调节水箱7、砂滤罐2、超滤装置3、反渗透装置4、除氟沉淀池5和产水池6；高效沉淀池1的出水口与ph调节水箱7的进水口连通，ph调节水箱7的出水口与砂滤罐2的进水口连通，砂滤罐2的出水口与超滤装置3的进水口连通，超滤装置3的产水口与反渗透装置4的进水口连通，反渗透装置4的浓水出口与除氟沉淀池5的进水口连通，除氟沉淀池5的出水口与产水池6的进水口连通；反渗透装置4的产水口与产水池6的进水口连通。

实施例2：

利用实施例1矿井水的除氟系统对矿井水除氟的工艺，包括如下工序：工序一一级沉淀，工序二砂滤，工序三超滤，工序四反渗透，工序五二级沉淀；其中：

工序一一级沉淀：将ss在325mg/l、硬度(以碳酸钙计)313mg/l和f^-＝43mg/l的矿井水连续送入矿井水除氟系统的高效沉淀池，依次投加ca(oh)2、na2co3、pfs、pam，控制矿井水ph＝11，反应时间为50min，得到ss＝9mg/l、硬度(以碳酸钙计)＝94mg/l、f^-＝8.9mg/l的一沉产水，一沉产水打入ph调节水箱，加入盐酸调节ph＝7.5，一级沉淀可有效避免后续超滤装置和反渗透装置的污堵；

ca(oh)2、na2co3具有去除矿井水中硬度(mg²⁺、ca²⁺)的作用，而且除硬沉淀、f^-与ca(oh)2的反应物、ss经pfs混凝以及pam絮凝沉淀后分离，实现除氟除硬和去除ss的作用。

工序二砂滤：一沉产水连续进入矿井水除氟系统的砂滤罐2，控制滤速为8m/s，进一步去除废水中的ss，得到ss＝1mg/l的砂滤产水；

工序三超滤：砂滤产水连续进入矿井水除氟系统的超滤装置，控制进水压力为0.1mpa，进一步去除废水中的ss，得到ss＝0.17mg/l的超滤产水，可以满足反渗透装置对进水水质要求，以保护反渗透装置，防止膜污堵；

工序四反渗透：超滤产水连续进入矿井水除氟系统的反渗透装置，添加盐酸控制进水ph＝7，控制进水压力为1mpa；得到f^-＝127mg/l；硬度(以碳酸钙计)＝325mg/l的反渗透浓水和f^-＝0.3mg/l的反渗透产水；

工序五二级沉淀：反渗透浓水连续进入矿井水除氟系统的除氟沉淀池，投加cacl2、pfs、pam，反应时间为50min，得到ph＝7、ss＝9.8mg/l、f^-＝9.7mg/l的二沉产水，二沉产水与工序三反渗透得到的反渗透产水混合得到ph＝6.5、ss＝0.2mg/l、硬度(以碳酸钙计)＝95mg/l、f^-＝0.7mg/l最终产水。

实施例3：

利用实施例1矿井水的除氟系统对矿井水除氟的工艺，包括如下工序：工序一一级沉淀，工序二砂滤，工序三超滤，工序四反渗透，工序五二级沉淀；其中：

工序一一级沉淀：将ss＝325mg/l、硬度(以碳酸钙计)＝313mg/l和f^-＝43mg/l的矿井水连续送入矿井水除氟系统的高效沉淀池，依次投加ca(oh)2、na2co3、pfs、pam，控制矿井水ph＝11.4，反应时间为60min，得到ss＝8.7mg/l、硬度(以碳酸钙计)＝86mg/l、f^-＝8.4mg/l的一沉产水，一沉产水打入ph调节水箱，加入盐酸调节ph＝7.5，；一级沉淀可有效避免后续超滤装置和反渗透装置的污堵；

ca(oh)2、na2co3具有去除矿井水中硬度(mg²⁺、ca²⁺)的作用，而且除硬沉淀、f^-与ca(oh)2的反应物、ss经pfs混凝以及pam絮凝沉淀后分离，实现除氟除硬和去除ss的作用。

工序二砂滤：一沉产水连续进入矿井水除氟系统的砂滤罐2，控制滤速为9m/s，进一步去除废水中的ss，得到ss＝0.8mg/l的砂滤产水；

工序三超滤：砂滤产水连续进入矿井水除氟系统的超滤装置，控制进水压力为0.5mpa，进一步去除废水中的ss，得到ss＝0.15mg/l的超滤产水，可以满足反渗透装置对进水水质要求，以保护反渗透装置，防止膜污堵；

工序四反渗透：超滤产水连续进入矿井水除氟系统的反渗透装置，添加盐酸控制进水ph＝7，控制进水压力为2mpa；得到f^-＝142mg/l；硬度(以碳酸钙计)＝357mg/l的反渗透浓水和f^-＝0.27mg/l的反渗透产水；

工序五二级沉淀：反渗透浓水连续进入矿井水除氟系统的除氟沉淀池，投加cacl2、pfs、pam，反应时间为60min，得到ph＝7、ss＝9.4mg/l、f^-＝9.2mg/l的二沉产水，二沉产水与工序三反渗透得到的反渗透产水混合得到ph＝7、ss＝0.2mg/l、硬度(以碳酸钙计)＝91mg/l、f^-＝0.78mg/l最终产水。

实施例4：

利用实施例1矿井水的除氟系统对矿井水除氟的工艺，包括如下工序：工序一一级沉淀，工序二砂滤，工序三超滤，工序四反渗透，工序五二级沉淀；其中：

工序一一级沉淀：将ss＝325mg/l、硬度(以碳酸钙计)＝313mg/l和f^-＝43mg/l的矿井水连续送入矿井水除氟系统的高效沉淀池，依次投加ca(oh)2、na2co3、pfs、pam，控制ph＝11.5，反应时间为70min，得到ss＝9.5mg/l、硬度(以碳酸钙计)＝83mg/l、f^-＝9.2mg/l的一沉产水，一沉产水打入ph调节水箱，加入盐酸调节ph＝7.5，；一级沉淀可有效避免后续超滤装置和反渗透装置的污堵；

ca(oh)2、na2co3具有去除矿井水中硬度(mg²⁺、ca²⁺)的作用，而且除硬沉淀、f^-与ca(oh)2的反应物、ss经pfs混凝以及pam絮凝沉淀后分离，实现除氟除硬和去除ss的作用。

工序二砂滤：一沉产水连续进入矿井水除氟系统的砂滤罐2，控制滤速为10m/s，进一步去除废水中的ss，得到ss＝8.9mg/l的砂滤产水；

工序三超滤：砂滤产水连续进入矿井水除氟系统的超滤装置，控制进水压力为0.7mpa，进一步去除废水中的ss，得到ss＝0.19mg/l的超滤产水，可以满足反渗透装置对进水水质要求，以保护反渗透装置，防止膜污堵；

工序四反渗透：超滤产水连续进入矿井水除氟系统的反渗透装置，添加盐酸控制进水ph＝7，控制进水压力为3mpa；得到f^-＝147mg/l；硬度(以碳酸钙计)＝384mg/l的反渗透浓水和f^-＝0.26mg/l的反渗透产水；

工序五二级沉淀：反渗透浓水连续进入矿井水除氟系统的除氟沉淀池，投加cacl2、pfs、pam，反应时间为70min，得到ph＝7、ss＝9.1mg/l、f^-＝9.7mg/l的二沉产水，二沉产水与工序三反渗透得到的反渗透产水混合得到ph＝7、ss＝0.2mg/l、硬度(以碳酸钙计)＝83mg/l、f^-＝0.81mg/l的最终产水。

实施例2-4得到的最终产水均采用《地表水环境质量标准》(gb3838-2002)中的分析方法分析，所得参数列于表1

表1实施例2-4最终产水参数表

从表1可知，实施例2-4的产水从ph和氟化物含量上均符合《地表水环境质量标准》(gb3838-2002)中ⅲ类标准要求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。