煤矿废水深度处理系统的制作方法

本技术涉及污水处理，尤其涉及一种煤矿废水深度处理系统。

背景技术：

1、煤炭在中国能源消费结构中占有重要地位，2022年煤炭消费量占中国能源的55％以上。为落实能源保供煤炭公司在现有产量基础上，加速推进煤矿产能提升。但是煤炭开采过程中会产生大量废水，若处理不彻底排放,会对环境造成严重污染，同时会造成水资源的损失，不利于经济的可持续发展。

2、煤矿行业既是用水大户也是排污大户，特别是近年来随着能源工业的迅速发展，采矿废水已经成为重要污染源之一。同时，随着经济社会的可持续发展和政府对环保要求的提高,如今采矿废水处理的要求也越来越严格。

3、煤矿采矿废水的污染物主要有悬浮物(ss)，氟、钙、镁、硅、铁、锰离子，溶解性总固体(tds)，化学需氧量(cod)等。目前，煤矿采矿废水采用的主流工艺为絮凝沉淀+超滤+反渗透的处理方式，未对氟、铁、锰、硅离子等污染物进行针对性去除，出水水质很难达到地表ⅲ类水的排放标准。

4、申请人检索的背景文献包括：

5、公开号为cn114763286a的专利文献中公开了一种矿井水处理系统和矿井水处理方法及其应用，其只依靠反渗透膜这种物理方法对氟离子进行了处理，将氟离子隔离至浓水中，未实现氟离子的真正去除。

6、公开号为cn114763286a的专利文献中公开了一种矿井水处理系统和矿井水处理方法及其应用，其只依靠反渗透膜这种物理方法对钙镁离子、硅进行了处理，将钙镁离子、硅隔离至浓水中，未实现钙镁离子、硅的真正去除。

7、公开号为cn114763286a的专利文献中公开了一种矿井水处理系统和矿井水处理方法及其应用，其只依靠反渗透膜这种物理方法对铁锰离子进行了处理，将铁锰离子隔离至浓水中，未实现铁锰离子的真正去除。

8、公开号为cn114763286a的专利文献中公开了一种矿井水处理系统和矿井水处理方法及其应用，其只对废水进行了物理处理，未实现真正意义上的零排放。

9、申请人在国内专利数据库中未检索到与本技术相同或相近似的文献。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种煤矿废水深度处理系统，不仅对废水进行了物理和化学处理，有效去除废水中的氟、钙、镁、硅、铁、锰离子以及ss、tds及cod等，出水水质可达到地表ⅲ类水的排放标准，同时增加了浓缩分盐设备，可将废水中的na2so4和nacl分离提纯，实现资源的重复利用。

2、本实用新型的整体技术构思是：

3、煤矿废水深度处理系统，包括预处理单元、深度处理单元、加药单元、排放单元；预处理单元包括连通废水输入并处理其中悬浮物的沉淀池，加药单元包括处理废水中的钙、镁及硅离子的加药泵及储药罐，深度处理单元包括反应池以及处理废水中包括铁、锰及氟离子的反渗透装置，排放单元包括清水池、污泥池及压滤设备，加药单元的物料输出接反应池，反应池的固态物料输出接污泥池，反应池的液态物料输出接清水池，污泥池的物料输出经压滤设备处理后滤液输出接沉淀池的物料输入；其中：

4、a、预处理单元包括有锰砂搅拌过滤罐及第一管式微滤设备，沉淀池的物料输出至锰砂搅拌过滤罐去除废水中的悬浮物及铁锰离子，锰砂搅拌过滤罐的滤液输出至第一管式微滤设备，第一管式微滤设备的浓水输出至沉淀池，第一管式微滤设备的产水输出至深入处理单元中反渗透装置的物料输入端；

5、b、深度处理单元中反渗透装置的产水输出接清水池，反渗透装置的浓水输出至反应池去除包括废水中的氟、钙、镁、硅、胶体离子及悬浮粒子，反应池的产水输出接微滤循环管的物料输入，微滤循环管的产水经除氟过滤器除氟后接高压反渗透设备的物料输入，高压反渗透设备的产水输出接清水池，高压反渗透设备的浓水输出接浓缩分盐单元的物料输入；

6、c、还包括有浓缩分盐单元，该单元包括输入端与高压反渗透设备的浓水输出连接的浓水池，浓水池的物料输出至浓缩结晶分盐设备。

7、本实用新型的具体技术构思包括：

8、深度处理单元的主要作用是去除废水中的悬浮粒子，胶体离子以及钙、镁、硅、氟离子，其对氟离子的去除包括沉淀法和吸附法，优选的技术实现手段如下，深度处理单元中的反渗透装置包括一级反渗透设备、二级反渗透设备，微滤循环管包括第二管式微滤设备、第三管式微滤设备；一级反渗透设备的物料输入接第一管式微滤设备的产水输出，一级反渗透设备的浓水输出接二级反渗透设备的物料输入端，一级反渗透设备以及二级反渗透设备的产水输出接清水池，二级反渗透设备的浓水输出接内置钙盐的第一反应池去除其中的氟离子；第一反应池的出水接内置聚丙烯酰胺溶液的第二反应池使其中的悬浮粒子和胶体离子絮凝，第二反应池的沉淀输出至污泥池，其出水输出至第二管式微滤设备滤除其中的悬浮物；第二管式微滤设备的浓水输出至第二反应池，第二管式微滤设备的产水输出至内置naoh及na2co3溶液的第三反应池去除其中的钙、镁及硅离子，第三反应池的产水输出至内置聚丙烯酰胺溶液的第四反应池使其中的悬浮粒子和胶体离子絮凝，第四反应池的沉淀输出至污泥池，其出水输出至第三管式微滤设备滤除其中的悬浮物；第三管式微滤设备的浓水输出至第四反应池)，第三管式微滤设备的产水输出至除氟过滤器去除其中的氟离子。

9、沉淀法主要采用钙盐(氧化钙、氢化钙、氯化钙、石灰等)与水中的氟离子形成沉淀来除氟。其反应式如下：ca2++2f-→caf2↓

10、吸附法除氟常用的吸附剂主要有活性氧化铝、活化沸石、活性氧化镁、羟基磷石灰等。利用这些吸附剂可将氟浓度为10mg/l的含氟水处理到1.0mg/l以下，达到地表ⅲ类水标准。

11、优选的技术实现方式是，所述的除氟过滤器内设有除氟填料，除氟填料选用对氟离子具有吸附及去除能力的吸附剂。更为优选的技术实现手段是，吸附剂选用活性氧化铝、活化沸石、活性氧化镁、羟基磷石灰等。

12、本实用新型去除钙、镁、硅离子采用了药剂软化去除法，其反应式如下：

13、ca(hco3)2+ca(oh)2→2caco3↓+2h2o

14、mg(hco3)2+2ca(oh)2→mg(oh)2↓+2caco3↓+2h2o

15、mgcl2+ca(oh)2→mg(oh)2↓+cacl2

16、mgso4+ca(oh)2→mg(oh)2↓+caso4

17、caso4+na2co3→caco3↓+na2so4

18、cacl2+na2co3→caco3↓+2nacl

19、ca(oh)2+na2co3→caco3↓+2naoh

20、本技术中对于硅离子的去除采用了镁剂除硅法，在石灰处理过程中加入含有mgo成分的药剂，通过mgo粒子与水中硅酸化合物的复杂反应，达到去除硅酸的目的。

21、mg(oh)2+sio2→mg2si3o8·nh2o↓

22、加人feso4作混凝剂时，反应式如下：

23、4feso4+4ca(oh)2+o2+2h20→4fe(oh)3↓+4caso4

24、为便于实现对反应池内药物的供给，以便有效废水中氟、钙、镁、硅离子的去除，同时使悬浮粒子和胶体离子絮凝，优选的技术实现手段是，所述的加药单元包括内置钙盐溶液的第一储药罐，第一储药罐的物料输出至第一反应池；第二储药罐内置铁盐混凝剂溶液，第二储药罐的物料输出至第二反应池；第三储药罐内置聚丙烯酰胺溶液，第三储药罐的物料输出至第二反应池；第四储药罐内置naoh溶液；第五储药罐内置na2co3溶液，第四储药罐、第五储药罐的物料输出分别接第三反应池；第六储药罐内置铁盐混凝剂溶液；第七储药罐内置聚丙烯酰胺溶液；第六储药罐及第七储药罐的物料输出至第四反应池。

25、为便于实现储药罐中的药液向反应池中的有效投加，优选的技术实现方式是，所述的加药单元还包括与第一储药罐适配的第一加药泵，与第二储药罐适配的第二加药泵，与第三储药罐适配的第三加药泵，与第四储药罐适配的第四加药泵，与第五储药罐适配的第五加药泵，与第六储药罐适配的第六加药泵，与第七储药罐适配的第七加药泵。

26、为便于物料的提升以及设备的运行，优选的技术实现手段是，浓水池的物料输出经浓水提升泵接浓缩结晶分盐设备。

27、为便于对物料中的有害物质进行有效处理，优选的技术实现手段是，污泥池的物料输出经污泥泵接压滤设备，压滤设备的液态物料输出接沉淀池，压滤设备的固态物料输出外排。

28、申请人需要说明的是：

29、因本实用新型中的锰砂搅拌过滤罐、管式微滤设备、反渗透设备、除氟过滤器、高压反渗透设备均属于现有技术且有市售商品，申请人再次对其构造不再赘述。

30、在本实用新型的描述中，术语“输入”、“输出”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于简化描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定方位、以特定方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”仅用于描述区别，而不能理解为暗示重要性。

31、本实用新型所取得的技术进步在于：

32、1、本实用新型利用两级反渗透膜将氟离子进行隔离浓缩，将浓水中的氟离子浓缩至适宜进行化学反应的浓度(10～40mg/l)，在反应池使氟离子与钙盐反应产生氟化钙沉淀后进入管式微滤设备去除沉淀，实现了氟离子实际意义上的去除，同时本实用新型中设置了除氟过滤器，对残留的微量氟离子进行了二次吸附去除，处理更彻底。

33、2、本实用新型在反应池内投加药剂，使废水中的钙、镁、硅离子与naoh、na2co3反应产生mg(oh)2、caco3、mg2si3o8·nh2o沉淀后进入管式微滤设备去除沉淀，实现了上述离子实际意义上的去除。

34、3、本实用新型设置了锰砂搅拌过滤罐，通过强力机械搅拌，提高水中溶解氧和ph值，使高价锰生成氢氧化物沉淀，经锰砂滤料吸附过滤，实现了铁锰离子的彻底去除。

35、4、本实用新型除了对废水进行了理化处理，还增加了浓缩结晶分盐设备，可将废水中的na2so4和nacl分离提纯，通过结晶得到的硫酸钠符合《煤化工副产工业硫酸钠》(t/cct 001-2019)a类一等品的标准，通过结晶得到的氯化钠达到《煤化工副产工业氯化钠》(t/cct 002-2019)工业干盐一级的标准，有效实现了资源化利用。

36、5、本实用新型中在废水中污染物与药剂反应后的固液分离均未采用传统的高效沉淀池，而是采用了管式微滤设备，设备占地面积小，运行自动化程度高。