CN112239252A - 一种高硬度矿井水预处理方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高硬度矿井水预处理方法，其包括向导入的高硬度矿井水中导入至少第一碱性物质以使得经混凝的高硬度矿井水中的至少部分金属离子形成沉淀物；向所述经混凝的高硬度矿井水中导入絮凝剂以使得低密度矾花发展为絮凝体且所述沉淀物与絮凝剂结合发展为絮凝体以得到降硬絮凝的矿井水；以及分离出絮凝体以得到经过预处理的矿井水，本发明还公开了对应的系统。本发明的方案可以同时去除高硬度矿井水中的钙镁离子和胶体等悬浮物，从而可适用于例如地下矿井水处理等操作空间不宽裕的场景。

Description

一种高硬度矿井水预处理方法和系统

技术领域

本发明涉及水处理领域中矿井水的预处理方法及其系统，尤其涉及高矿化度矿井水的预处理方法和系统。

背景技术

高矿化度矿井水是通常指阴阳离子含量的总和超过1000 mg/L的矿井水，其中包括高硬度的矿井水。高矿化度矿井水约占全国煤矿矿井水量的40%。它是地下水与煤系地层中碳酸盐类岩层及硫酸岩层接触,该类矿物溶解于水的结果。使矿井水中Ca²⁺、Mg²⁺、HCO^3-、CO₃ ^2-、SO₄ ^2-增多,有的酸性矿井水与碳酸盐类岩层中和,导致矿化度增高。

对于高矿化度矿井水, 它主要分布于西北高原、黄淮海平原、东北、华东部分矿区, 而这些矿区也多是我国煤矿缺水最严重的地区, 因此对高矿化度矿井水的净化利用,已是解决严重缺水矿区缺水问题的一条捷径。高矿化度矿井水主要是因含盐量高而不宜饮用, 目前已有比较成熟的脱盐技术主要是RO（即反渗透）脱盐。但是反渗透膜污染问题是一个亟待解决的问题,它严重的影响了高矿化度矿井水的处理与利用。

目前我公司接到的矿井水深度处理项目中，由于矿井水水质恶劣，矿化度高，碱度、硬度基本饱和，极易产生碳酸钙、氢氧化镁等沉淀。而后续除盐处理RO系统浓缩矿井水时，矿化度、碱度、硬度随之过饱和，在使用阻垢剂情况下，仍超过阻垢剂容量极限，产生碳酸钙、氢氧化镁等沉淀，堵塞RO膜，因此矿井水前处理应该增加除硬软化功能。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种矿井水预处理方法及系统，通过这种改进的水处理系统和方法，可以提高水处理效率，大大减少沉淀池的面积及沉淀时间，并能得到良好的出水效果。

根据本发明的一些实施例提供了高硬度矿井水预处理方法，其包括步骤：

向导入的高硬度矿井水中加入至少第一碱性物质以及混凝剂以使得所述高硬度矿井水产生絮凝矾花，所述絮凝矾花至少部分源自所述至少第一碱性物质与矿井水中金属离子反应生成的盐；加入絮凝剂及微砂以使得絮凝矾花发展为絮凝体；以及分离出絮凝体以得到经过预处理的矿井水。

在一些实施例中，加入碱性物质和混凝剂后以第一速度进行搅拌混凝。

在一些实施例中，在所述搅拌混凝后以第二速度进行搅拌以发展絮凝体，其中，所述第二速度小于所述第一速度。

在一些实施例中，向导入的矿井水中加入第一碱性物质和第二碱性物质。

在一些实施例中，所述第一碱性物质是Ca(OH)₂溶液或Na₂CO₃溶液。

在一些实施例中，所述第一碱性物质是Ca(OH)₂溶液，所述第二碱性物质是Na₂CO₃溶液。

在一些实施例中，向所述高硬度矿井水中导入过量的第一碱性物质和/或第二碱性物质。

在一些实施例中，导入过量第一碱性物质和/或第二碱性物质后的矿井水的PH值大于10。

本发明的一些实施例公开了一种高硬度矿井水预处理方法，其包括：

将高硬度矿井水导入第一反应区；向第一反应区中的矿井水中加入第一碱性物质和第二碱性物质以及混凝剂以使得矿井水呈强碱性且在第一反应区的出口产生絮凝矾花，所述絮凝矾花至少部分源自所述至少第一碱性物质与所述高硬度矿井水中金属离子反应生成的盐；将强碱性的带有絮凝矾花的矿井水导入第二反应区，在所述第二反应区向矿井水中加入絮凝剂及微砂并以第一速度搅拌以使得絮凝矾花发展为絮凝体；将带有絮凝体的矿井水导入第三反应区，在该第三反应区对带有絮凝体的矿井水进行以第二速度进行搅拌以增加絮凝体，其中所述第二速度小于所述第一速度；以及分离出絮凝体以得到经过预处理的矿井水的步骤。

本发明的又一些实施例公开了一种高硬度矿井水预处理系统，其包括：第一反应区，接收导入的高硬度矿井水；碱性物质添加单元，与第一反应区相关联，所述碱性物质添加单元被配置为向第一反应区添加至少第一碱性物质以使得所述至少第一碱性物质与所述高硬度矿井水中的金属离子反应生成盐；混凝剂添加单元，与第一反应区相关联，所述混凝剂添加单元被配置为向第一反应区内的高硬度矿井水导入混凝剂后得到第一混凝液，所述第一混凝液含有絮凝矾花，所述絮凝矾花至少部分由所述混凝剂与所述盐结合生成；第二反应区，与所述第一反应区相连通，用于接收来自第一反应区的第一混凝液；絮凝剂添加单元，与所述第二反应区相关联，所述絮凝剂添加单元被配置为向所述第二反应区添加絮凝剂；微砂导入单元，与所述第二反应区相关联，所述微砂导入单元被配置为向所述第二反应区添加微砂；第一搅拌单元，与所述第二反应区相关联，被配置为对所述第一混合液进行搅拌以形成第二混凝液，所述第二混凝液包括絮凝体，所述絮凝体由所述絮凝矾花发展而成；第三反应区，与所述第二反应区相连通，用于接收来自第二反应区的第二混凝液；第二搅拌单元，与所述第三反应区相关联，被配置为对第二混凝液进行搅拌以使得絮凝体继续扩大形成含有扩大的絮凝体的第三混凝液；分离区，与所述第三反应区相关联，用于接收第三混凝液；分离单元，与所述分离区相关联，用于将所述第三混凝液中的絮凝体与液体进行分离。

在本发明的实施例中，在添加絮凝剂前加入碱性物质使得氢氧化镁和碳酸钙等由碱性物质与高硬度矿井水中的钙镁离子反应得到的沉淀物与絮凝剂结合得到的絮凝体与例如胶体等高硬度矿井水中的悬浮物混凝和絮凝后得到的絮凝体则在过滤步骤中一并过滤掉。这样，可以同时去除高硬度矿井水中的钙镁离子和胶体等悬浮物。从而可适用于例如地下矿井水处理等操作空间不宽裕的场景。

附图说明

图1A~1D是根据本发明的实施例预处理方法的流程图；

图2A~2B 是根据本发明的实施例的改进的预处理方法的流程图；

图3A~3B是根据本发明的预处理器的实施例的结构示意图；

图4A~4B是根据本发明的系处理系统的实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明中的高硬度矿井水预处理方法和系统。

显然，在此所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

依照本发明的实施例的高硬度矿井水预处理方法如图1A~1C所示，该方法通过至少部分利用在去除矿井水中钙镁等金属离子过程中生成的沉淀物而形成的絮凝体，步骤S003A、步骤S003C；进而将絮凝体与矿井水中的其它悬浮物发展成的絮凝体一并扩大，步骤S004；以及最终将絮凝体滤除从而得到经预处理的矿井水，步骤S005。

去除高硬度矿井水中的金属离子的方式可以为加入至少一种碱性物质步骤S002A~S002C，碱性物质例如可以是氢氧化钙、碳酸钠粉末或溶液。加入碱性物质后，高硬度矿井水中的钙、镁等金属离子与碱性物质发生反应，例如生成氢氧化镁和碳酸钙等难溶于矿井水的物质，即沉淀物。可以在加入碱性物质之后步骤S002A、同时步骤S002B加入絮凝剂，絮凝剂可以是聚丙烯酰胺（简称 PAM），优选在加入碱性物质后加入絮凝剂，絮凝剂与氢氧化镁和碳酸钙等难溶物反应后可发展成絮凝体，经过扩大步骤后即可进行过滤去除。在一些实施例中，选用阴离子型聚丙烯酰胺，由于其还可以中和正电荷，所以可以更好的对例如氢氧化镁进行沉降。

可以在加入碱性物质前加入混凝剂以对矿井水中的悬浮物、胶体等进行脱稳，如图1A所示的实施例步骤S001A；也可以在加入碱性物质同时加入混凝剂，如图1B所示的实施例步骤S001B；或者可以在加入碱性物质后加入混凝剂，如图1C所示的实施例步骤S002C。混凝剂例如可以是聚合氯化铝（简称PAC），或其他铁盐、铝盐。脱稳后的悬浮物和/或胶体可与混凝剂结合形成低密度矾花。

低密度矾花可以在后续步骤，例如S003A、S002B、S003C中与絮凝剂作用，使其逐步发展成絮凝体；絮凝是一个物理机械过程，该过程由于分子间的作用力和物理搅拌作用而增强絮凝体的生长。阴离子高分子电解质PAM的投加可以通过吸附，电性中和颗粒之间的架桥作用来提高絮凝体生成。

可通过熟化步骤使得絮凝体发展为较大块的絮凝体，即成熟的絮凝体。在熟化步骤中，给与一定的时间使絮凝体扩大，例如步骤S004。

经过熟化步骤后，矿井水被过滤，例如可以通过斜管过滤器使得经预处理的水溢出，而氢氧化镁和碳酸钙等由碱性物质与高硬度矿井水中的钙镁离子反应得到的沉淀物与絮凝剂结合得到的絮凝体与例如胶体等高硬度矿井水中的悬浮物混凝和絮凝后得到的絮凝体则在过滤步骤中一并过滤掉，例如步骤S005。这样，可以同时去除高硬度矿井水中的钙镁离子和胶体等悬浮物。从而可适用于例如地下矿井水处理等操作空间不宽裕的场景。

例如图2A的实施例中所显示的，在加入混凝剂后，可以对其进行搅拌，搅拌例如可以以110~220r/min的速率进行，时间可以根据设备的容量、矿井水的浑浊度以及加入的混凝剂的量确定。通常，由于混凝的动力学过程非常短，一般较短的时间即可，例如，对于20立方米每小时的流量的矿井水，可以是1~2分钟。

例如图2A的实施例中所显示的，加入碱性物质后，同样可以对其进行搅拌，搅拌例如可以以110~220r/min的速率进行，时间可以根据设备的容量、预计钙镁离子的含量以及加入的混凝剂的量确定，但一般较短的时间即可，例如，例如，对于20立方米每小时的流量的矿井水，通常可以是1~2分钟。

例如图2A的实施例中所显示的，可通过搅拌帮助絮凝体的发展、熟化。这部分的搅拌需低于前面的工艺的速率搅拌，即以较低的烈度搅拌，避免破坏絮凝体，例如，搅拌速率可以是110~220r/min搅拌时间可以根据设备的容量、矿井水的浑浊度以及加入的混凝剂确定，一般用时要长于前两部分，例如，例如，对于20立方米每小时的流量的矿井水，可以是4~6分钟。

在本发明的一些实施例中，可以在添加絮凝体的同时或之后添加微砂，微砂可以是高密度细砂颗粒载体，例如直径为60~140μm的细砂，PAM的架桥吸附作用及砂粒的网捕作用使得脱稳后的悬浮物和胶体颗粒以载体以及氢氧化镁、碳酸钙等不溶物作为絮体内核，快速生成大密度矾花，从而改善沉降性，加快絮体沉降，减轻进水水质波动的影响，使出水水质更稳定，提高澄清池的处理效率。此外，微砂化学性质稳定，通过砂水分离器分离后可重新利用。

微砂作为絮体的核心，可以强化絮体的生长，增加了絮体的密度，加快了絮体的沉降。微砂通过水力旋流器的有效分离得到循环使用，微砂补给量很少。微砂的悬浮作用使工艺具有稳定的沉淀效果，可抵抗一定冲击负荷。工艺的沉淀部分采用斜管沉淀池，提高了沉淀效果，减少了沉淀池底部的面积，最大优点是表面负荷高，使工程造价和占地面积大幅降低。

上述的搅拌步骤可以同样适用于如图1B~1D所述的方法中。例如，如图2B示出了图1B中的方法对应的搅拌步骤并入，其中，在加入混凝剂和碱性物质的步骤中加入搅拌步骤S101，而在加入絮凝剂的步骤中并入加微砂步骤S102。

由于微砂的加速絮凝，在相同的沉淀性能情况下，其速度梯度相当于8倍以上的传统的絮凝工艺。在搅拌时间有限和絮凝体积的有限的情况下，高的絮凝动力效用导致颗粒间碰撞机率的增加。柔和的搅动水体防止打断絮体。在该阶段中尽管其搅动速度小于先前的混凝阶段，但也足够能保持絮体的悬浮。

在一些实施例中，可以根据事先测定的钙、镁离子的浓度加入对应量的碱性物质，这种方式需要事先对矿井水的样本进行测定，可以节约一定数量的碱性物质的投放，从而降低成本。在另一些实施例中，也可以加入过量的碱性物质，例如加入过量的氢氧化钙和碳酸钠。

采用本发明的方法的实施例包括：将浊度为19.56，PH值为8.1，溶解性总固体2963mg/L，总碱度224mg/L(以碳酸钙计)，钙375mg/L（以碳酸钙计），总硬度1181mg/L（以碳酸钙计）的矿井水以进水流量20m³/h向处理系统导入，以 50ppm的投加量先投加PAC，同时以300~400ppm的投加量投加Ca(OH)₂并以600~800ppm的投加量投加Na₂CO₃，搅拌1-2分钟后，以1ppm的投加量投加PAM，搅拌1-2分钟后，熟化4分钟，进入沉淀池进行过滤。得到的预处理后的水的浊度为1.579，总硬度（mg/L）（以碳酸钙计）降为112。相比于传统工艺有了大幅改善。

在顺序添加碱性物质和混凝剂的场景下，例如先添加混凝剂、再添加碱性物质时，可以如图1D所描绘的场景那样，在加入碱性物质的同时加入絮凝剂，例如步骤S002D。

可以将高硬度矿井水导入高硬度矿井水预处理器100中进行上述预处理，该预处理器100，可以如图3所示包括多个顺序联通的反应部分，在本发明中这些反应部分被称为反应区，反应部分或反应池可以为池形、罐形或其它形式。

第一反应101区用于接收高硬度矿井水，与第一反应区相可操作地连接有混凝剂导入单元111用于导入混凝剂，混凝剂导入单元例如可以包括控制导入量的控制装置用于以一定的模式向第一反应区导入混凝剂。可以与第一反应区可操作的连接有第一搅拌单元112，第一搅拌单元可以关联控制装置从而以第一转速在第一时间段内搅拌第一反应区内的矿井水以及混凝剂。

第一反应区101提供有与第二反应区连接的第一通道以使得经过混凝后的高硬度矿井水进入第二反应区102。该通道例如可以提供在第一反应区的顶部以使得混凝形成的矾花与经混凝的矿井水从顶部浮动至第二反应区。经过混凝的矿井水中的悬浮物和胶体等已经与混凝剂形成矾花，但其中仍含有高浓度钙、镁离子。

第二反应区102用于接收经过混凝的高硬度矿井水，与第二反应区相可操作地连接有絮凝剂导入单元用于导入絮凝剂121，絮凝剂导入单元例如可以包括控制导入量的控制装置用于以一定的模式向第一反应区导入混凝剂；与第二反应区相可操作地连接有碱性物质导入单元301用于导入碱性物质，碱性物质导入单元例如可以包括控制导入量的控制装置用于以一定的模式向第二反应区导入一种、两种或多种碱性物质。可以与第二反应区可操作的连接有第二搅拌单元122，第二搅拌单元可以关联控制装置从而以第二转速在第二时间段内搅拌第二反应区102内的经降硬絮凝后的矿井水。

在一些实施例中，可以提供与第二反应区可操作的连接的微砂导入单元123用于将微砂提供至第二反应区102以促进絮凝体的形成和发展。微砂导入单元123例如可以包括控制导入量的控制装置用于以一定的模式向第二反应区导入微砂。微砂导入单元123可以被配置为不间断地向第二反应区导入微砂以协助絮凝体的形成和发展。

第二反应区102提供有与第三反应区103连接的第二通道以使得经过降硬絮凝后的矿井水进入第三反应区103。该通道例如可以提供在第二反应区的底部以使得絮凝形成并沉淀的絮凝体从底部流动至第三反应区。经过降硬絮凝的矿井水中的包括大密度的絮凝矾花，且其中高浓度钙、镁离子已经结合在氢氧化镁以及碳酸钙等为核心的絮凝体中。在有微砂导入单元的实施例中，多余的微砂可以与絮凝体一道从底部的第二通道进入第三反应区103。

第三反应区103用于对矿井水中的絮凝体进行熟化。第三反应区可操作的关联有第三搅拌单元131。第三搅拌单元131被配置为以低于前述第一速率和第二速率的第三速率在第三时间段内对第三反应区内的含有絮凝体的矿井水进行搅拌以使得絮凝体扩大，其中，该第三时间段可以被配置为长于前速第一时间段或第二时间段，或长于第一时间段与第二时间段之和。降低转速并增加搅拌时间有助于大块絮凝体的形成，避免絮凝体在高转速下断裂。

第三反应区103通过第三通道与沉淀区104相连用于将带有熟化的絮凝体的矿井水导入沉淀区104。第三通道例如可以设置在第三反应区的顶部，这样确保具有较大体积从而处于较高水位处的絮凝体流入沉淀区而尚未熟化的絮凝体不进入沉淀区。

沉淀区104例如可以包括斜管沉淀器用于将经过预处理的澄清水与絮凝体隔离。

沉淀区104底部可以设有污泥斗以及与污泥斗可操作地连接的回砂泵，污泥斗中污泥被回砂泵141抽吸，经过分离装置，例如砂水分离器，把微砂从污泥中分离出来，经分离的微砂可以直接再次投加到第二反应区102，污泥则从分离装置上部溢出流向污泥池。分离装置可以是单独设置的单元，例如图3A所示，也可以是微砂导入单元123的一部分，例如图3B所示。

本发明中的预处理系统还可以以装置模块的方式提供，例如，如图4A所示，预处理系统可以包括接收高硬度矿井水的降硬混凝装置101、与混凝装置可操作地联通的絮凝装置101、与絮凝装置102可操作地联通的成熟装置103，以及与成熟装置可操作地联通的沉淀装置104。

降硬混凝装置110是处理高硬度矿井水的第一个功能模块，其包括第一反应池101，以及与其可操作的连接的混凝剂导入单元111，在此通过混凝剂导入单元111向反应池101中加入混凝剂使悬浮物和胶体脱稳，降硬混凝装置110还包括与反应池可操作的连接的碱性物质添加单元301，用于向反应池添加一种或多种碱性物质，例如氢氧化钙和碳酸钠，以与高硬度矿井水中的至少一种金属离子，例如，镁、钙形成沉淀物。还可以包括第一搅拌单元112用于对混凝剂和矿井水进行搅拌，加速矿井水中悬浮物和胶体的脱稳，从而形成低密度矾花，并加速碱性物质与金属离子反应形成沉淀物。

絮凝装置120用于处理经过混凝处理过的污水，在此加入絮凝剂，通过架桥吸附作用及使得脱稳后的悬浮物和胶体颗粒以载体作为絮体内核，快速生成大密度矾花，从而改善沉降性，加快絮体沉降和微砂的待处理水。絮凝装置包括第二反应池102，与第二反应池102可操作地连接的絮凝剂导入单元121，用于实现向絮凝池内导入絮凝剂。絮凝装置还可以包括微砂导入单元123，用于向第二反应池内导入微砂，微砂作为絮凝的载体，增强了架桥吸附作用，并通过砂粒的网捕作用强化了絮体的生长，增加了絮体的密度，加快了絮体的沉降从而增强了处理水的效果。

熟化装置可以包括，第三反应池，即熟化池130，与熟化池可操作地连接的第三搅拌单元131，用于使得熟化池内以微砂以及氢氧化镁或碳酸钙为核心生成的高密度矾花发展扩大，形成大体积的絮凝体。第三搅拌单元可以被配置为以低于第一搅拌单元以及第二搅拌单元的转速进行搅拌，并可被配置为以长于第一时间段或第二时间段的第三时间段进行搅拌。

沉淀装置140，用于分离经过混凝和絮凝之后产生的沉淀物和处理后的水，将清水回收加以进一步利用，并将沉淀物通过回流泵141送到砂水分离装置。沉淀装置可以包括沉淀池，与沉淀池可操作地连接的斜管沉淀器，斜管沉淀器用于使得经过预处理的澄清水与絮凝体相分离。

在一些实施例中，所述预处理系统还可以包括配置于沉淀装置与絮凝装置之间的砂水分离装置124用于回收所述沉淀物中的微砂，可以再次投入絮凝装置从而降低成本，提高效益，保护环境。可以使用水力旋流器作为砂水分离装置，微砂通过水力旋流器的有效分离得到循环使用，微砂补给量很少。

在另一些实施例中，例如如图4B所示的实施例中，可以将碱性物质导入单元并入絮凝装置中，该装置可实现对应将碱性物质与絮凝剂同时或先后投入第二反应池以在形成沉淀物的同时形成以该沉淀物为内核的絮凝体。

另外，在如图4A、4B所示的处理系统100可以与直滤设备结合运行，将经过处理系统处理过的矿井水导入直滤设备可以进一步去除矿井水中的微粒达到工程上RO除盐系统进水要求，即达到污染指数小于5。

本发明的一些实施例提供的预处理系统的熟化池中可以设置除油管，通过除油管将破乳后的浮油排出系统。

本发明的一些实施例提供的预处理系统中使用的微砂可以是多种成分和大小。经反复优化实验，本发明的一些实施例提供的预处理系统直径为60~140μm。

本发明的一些实施例提供的预处理系统中使用的混凝剂用于为污水中的悬浮物和胶体脱稳，絮凝剂用于快速生成大密度矾花从而使污物沉降。能达到此效果的产品皆可使用。

本发明的一些实施例提供的预处理系统中使用的微砂可以为粉煤灰。

以上记载了本发明的优选实施例，但是本发明的精神和范围不限于这里所公开的具体内容。本领域技术人员能够根据本发明的教导任意组合和扩展上述各实施例而在本发明的精神和范围内做出更多的实施方式和应用。本发明的精神和范围不由具体实施例来限定，而由权利要求来限定。

本发明的可实施示例包括：

1、一种高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：包括：

向导入的高硬度矿井水中导入至少第一碱性物质以使得经混凝的高硬度矿井水中的至少部分金属离子形成沉淀物；

向所述经混凝的高硬度矿井水中导入絮凝剂以使得低密度矾花发展为絮凝体且所述沉淀物与絮凝剂结合发展为絮凝体以得到降硬絮凝的矿井水；以及

分离出絮凝体以得到经过预处理的矿井水。

2、根据示例1的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：在导入所述至少第一碱性物质之前或同时导入混凝剂以得到带有低密度矾花的经混凝的高硬度矿井水。

3、根据示例2的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：加入混凝剂后以第一速度搅拌第一时间段以得到经混凝的高硬度矿井水。

4、根据示例2的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：对所述经混凝的高硬度矿井水以第二速度进行搅拌以发展絮凝体，其中，所述第二速度小于所述第一速度。

5、根据示例1的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：向导入的矿井水中加入第一碱性物质和第二碱性物质。

6、根据示例1的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：所述第一碱性物质是Ca(OH)₂溶液或Na₂CO₃溶液。

7、根据示例4的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：所述第一碱性物质是Ca(OH)₂溶液，所述第二碱性物质是Na₂CO₃溶液。

8、根据示例1的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：向所述高硬度矿井水中导入过量的第一碱性物质和/或第二碱性物质。

9、根据示例8的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：导入过量第一碱性物质和/或第二碱性物质后的矿井水的PH值大于10。

10、根据示例1至9中任意一项的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：在导入絮凝剂的同时对高硬度矿井水以第二速度搅拌第二时间段以得到降硬絮凝的矿井水。

11、根据示例1至10中任意一项的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：还包括对经降硬絮凝的矿井水以第三速度在第三时间段内进行搅拌以使得絮凝体扩大。

12、根据示例1至11中任意一项的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：还包括向经混凝的高硬度矿井水投入微砂以加速絮凝体的发展。

13、根据示例12中任意一项的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：其中，所述第一速度和第二速度低于所述第三速度。

14、一种高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：包括步骤：

将高硬度矿井水导入第一反应区；

向第一反应区中的矿井水中加入混凝剂以使得在第一反应区内生成带低密度矾花的经混凝的矿井水；

将带有低密度矾花的经混凝的矿井水导入第二反应区，在所述第二反应区向矿井水中加入至少第一碱性物质以使得所述至少第一碱性物质与所述高硬度矿井水中的至少一种金属离子反应形成沉淀物；

向所述第二反应区导入絮凝剂以使得所述低密度矾花及沉淀物发展为絮凝体以得到经过降硬絮凝的矿井水；

将经过降硬絮凝的矿井水导入第三反应区，在该第三反应区对其进行搅拌以增加絮凝体；以及

分离出絮凝体以得到经过预处理的矿井水。

15、根据示例14的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：加入混凝剂后以第一速度搅拌第一时间段以得到经混凝的高硬度矿井水。

16、根据示例15的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：在所述搅拌混凝后以第二速度进行搅拌以发展絮凝体，其中，所述第二速度小于所述第一速度。

17、根据示例14的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：向导入的矿井水中加入第一碱性物质和第二碱性物质。

18、根据示例14的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：所述第一碱性物质是Ca(OH)₂溶液或Na₂CO₃溶液。

19、根据示例17的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：所述第一碱性物质是Ca(OH)₂溶液，所述第二碱性物质是Na₂CO₃溶液。

20、根据示例14的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：向所述高硬度矿井水中导入过量的第一碱性物质和/或第二碱性物质。

21、根据示例15的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：导入过量第一碱性物质和/或第二碱性物质后的矿井水的PH值大于10。

22、根据示例14至21中任意一项的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：在导入絮凝剂的同时对高硬度矿井水以第二速度搅拌第二时间段以得到降硬絮凝的矿井水。

23、根据示例14至22中任意一项的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：还包括对经降硬絮凝的矿井水以第三速度在第三时间段内进行搅拌以使得絮凝体扩大。

24、根据示例14至23中任意一项的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：还包括向经混凝的高硬度矿井水投入微砂以加速絮凝体的发展。

25、根据示例22中的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：其中，所述第一速度和第二速度低于所述第三速度。

26、一种高硬度矿井水预处理系统，其特征在于：包括：

第一反应区，配置为接收自矿井水导入装置导入的高硬度矿井水；

混凝剂添加单元，与第一反应区可操作地连接，所述混凝剂添加单元被配置为向第一反应区内的高硬度矿井水导入混凝剂后形成带有低密度矾花的经混凝的矿井水；

第二反应区，与所述第一反应区相连通，用于接收来自第一反应区的经混凝的矿井水；

碱性物质添加单元，与所述第二反应区可操作地连接，被配置为向所述第二反应区添加至少第一碱性物质以使得所述至少第一碱性物质与经混凝的矿井水中的至少一种金属离子反应得到沉淀物；

絮凝剂添加单元，与所述第二反应区可操作地连接，所述絮凝剂添加单元被配置为向所述第二反应区导入絮凝剂以使得所述经混凝的矿井水中的矾花以及沉淀物发展为絮凝体；

第一搅拌单元，与所述第二反应区相关联，被配置为对所述第一混合液进行搅拌以形成第二混凝液，所述第二混凝液包括絮凝体，所述絮凝体由所述絮凝矾花发展而成；

第三反应区，与所述第二反应区相连通，用于接收来自第二反应区的第二混凝液；

第二搅拌单元，与所述第三反应区相关联，被配置为对第二混凝液进行搅拌以使得絮凝体继续扩大形成含有扩大的絮凝体的经降硬絮凝的矿井水；

分离区，与所述第三反应区相关联，用于接收经降硬絮凝的矿井水；

分离单元，与所述分离区相关联，用于将所述经降硬絮凝的矿井水中的絮凝体与液体进行分离。

27、根据示例26的高硬度矿井水预处理系统，其特征在于：所述混凝剂添加单元被配置为在导入所述至少第一碱性物质之前或同时导入混凝剂以得到带有低密度矾花的经混凝的高硬度矿井水。

28、根据示例27的高硬度矿井水预处理系统，其特征在于：所述第一搅拌单元被配置为加入混凝剂后以第一速度搅拌第一时间段以得到经混凝的高硬度矿井水。

29、根据示例27的高硬度矿井水预处理系统，其特征在于：所述第一搅拌单元被配置为对所述经混凝的高硬度矿井水以第二速度进行搅拌以发展絮凝体，其中，所述第二速度小于所述第一速度。

30、根据示例26的高硬度矿井水预处理系统，其特征在于：所述碱性物质添加单元被配置为向导入的矿井水中加入第一碱性物质和第二碱性物质。

31、根据示例26的高硬度矿井水预处理系统，其特征在于：所述第一碱性物质是Ca(OH)₂溶液或Na₂CO₃溶液。

32、根据示例30的高硬度矿井水预处理系统，其特征在于：所述第一碱性物质是Ca(OH)₂溶液，所述第二碱性物质是Na₂CO₃溶液。

33、根据示例26的高硬度矿井水预处理系统，其特征在于：所述碱性物质添加单元被配置为向所述高硬度矿井水中导入过量的第一碱性物质和/或第二碱性物质。

34、根据示例26至33中任意一项的高硬度矿井水预处理系统，其特征在于：所述第一搅拌单元被配置为在导入絮凝剂的同时对高硬度矿井水以第二速度搅拌第二时间段以得到降硬絮凝的矿井水。

35、根据示例26至33中任意一项的高硬度矿井水预处理系统，其特征在于：所述第二搅拌单元被配置为对经降硬絮凝的矿井水以第三速度在第三时间段内进行搅拌以使得絮凝体扩大。

36、根据示例26至33中任意一项的高硬度矿井水预处理系统，其特征在于：还包括微砂导入单元，所述微砂导入单元被配置为向经混凝的高硬度矿井水投入微砂以加速絮凝体的发展。

Claims (10)

1.一种高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：包括：

向导入的高硬度矿井水中导入至少第一碱性物质以使得经混凝的高硬度矿井水中的至少部分金属离子形成沉淀物；

向所述经混凝的高硬度矿井水中导入絮凝剂以使得低密度矾花发展为絮凝体且所述沉淀物与絮凝剂结合发展为絮凝体以得到降硬絮凝的矿井水；以及

分离出絮凝体以得到经过预处理的矿井水。

2.根据权利要求1的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：在所述至少第一碱性物质之前或同时导入混凝剂以得到带有低密度矾花的经混凝的高硬度矿井水。

3.根据权利要求2的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：加入混凝剂后以第一速度搅拌第一时间段以得到经混凝的高硬度矿井水。

4.根据权利要求2的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：对所述经混凝的高硬度矿井水以第二速度进行搅拌以发展絮凝体，其中，所述第二速度小于所述第一速度。

5.根据权利要求1的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：向导入的矿井水中加入第一碱性物质和第二碱性物质。

6.根据权利要求1的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：所述第一碱性物质是Ca(OH)₂溶液或Na₂CO₃溶液。

7.根据权利要求4的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：所述第一碱性物质是Ca(OH)₂溶液，所述第二碱性物质是Na₂CO₃溶液。

8.根据权利要求1的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：向所述高硬度矿井水中导入过量的第一碱性物质和/或第二碱性物质。

9.根据权利要求8的高硬度矿井水预处理方法，其特征在于：导入过量第一碱性物质和/或第二碱性物质后的矿井水的PH值大于10。

10.一种高硬度矿井水预处理系统，其特征在于：包括：

第一反应区，配置为接收导入的高硬度矿井水；

混凝剂添加单元，与第一反应区相可操作地连接，所述混凝剂添加单元被配置为向第一反应区内的高硬度矿井水导入混凝剂后形成带有低密度矾花的经混凝的矿井水；

第二反应区，与所述第一反应区相连通，用于接收来自第一反应区的经混凝的矿井水；

碱性物质添加单元，与所述第二反应区可操作地连接，被配置为向所述第二反应区添加至少第一碱性物质以使得所述至少第一碱性物质与经混凝的矿井水中的至少一种金属离子反应得到沉淀物；

絮凝剂添加单元，与所述第二反应区可操作地连接，所述絮凝剂添加单元被配置为向所述第二反应区导入絮凝剂以使得所述经混凝的矿井水中的矾花以及沉淀物发展为絮凝体；

第一搅拌单元，与所述第二反应区相关联，被配置为对所述第一混合液进行搅拌以形成第二混凝液，所述第二混凝液包括絮凝体，所述絮凝体由所述絮凝矾花发展而成；

第三反应区，与所述第二反应区相连通，用于接收来自第二反应区的第二混凝液；

第二搅拌单元，与所述第三反应区相关联，被配置为对第二混凝液进行搅拌以使得絮凝体继续扩大形成含有扩大的絮凝体的经降硬絮凝的矿井水；

分离区，与所述第三反应区相关联，用于接收经降硬絮凝的矿井水；

分离单元，与所述分离区相关联，用于将所述经降硬絮凝的矿井水中的絮凝体与液体进行分离。

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