本發(fā)明屬于礦井水處理，涉及一種礦井水處理裝置系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、煤礦礦井水中污染物類型較為復(fù)雜，由于煤礦種類、開采工作與井下環(huán)境的差異，使得排出的礦井水也各不相同，礦井水的污染物種類、含量具有較大差別，增加了礦井水治理難度。若不對礦井水進(jìn)行處理直接排放會對環(huán)境、水資源、人類活動造成較大污染與危害。礦井水污染通常有酸堿污染、懸浮物污染、金屬離子污染、油類及有機物污染等，類型復(fù)雜，處理難度大。礦井水水量較大，如充分凈化后還可以作為井下生產(chǎn)用水，例如，防塵灑水、設(shè)備冷卻用水、乳化液配水、灌漿用水等進(jìn)行回用，實現(xiàn)礦井水的資源化。

2、目前，對礦井水的處理多采用簡單的沉淀、過濾、生化處理與膜處理等傳統(tǒng)處理工藝，處理過程存在基建投資大、運行費用高、占地面積大，處理效果不佳的缺點。此外，礦井水成分復(fù)雜，現(xiàn)有凈化系統(tǒng)的無法滿足所有礦井水的處理要求，且處理模式固定，也無法根據(jù)礦井水水質(zhì)特點進(jìn)行工藝調(diào)整，導(dǎo)致處理效果降低。

3、因此，亟需提供一種新的礦井水處理裝置系統(tǒng)，提高處理效果。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種礦井水處理裝置系統(tǒng)及方法，實現(xiàn)了礦井水凈化處理的自動精確控制，解決了礦井水處理效率低的問題。

2、為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種礦井水處理裝置系統(tǒng)，所述的礦井水處理裝置系統(tǒng)包括處理區(qū)與原水區(qū)，所述處理區(qū)包括參數(shù)設(shè)定單元、第一主控單元、第一信號采集單元與水處理單元，所述第一主控單元分別連接所述參數(shù)設(shè)定單元、第一信號采集單元與水處理單元，所述水處理單元還連接所述第一信號采集單元；所述原水區(qū)包括第二主控單元、第二信號采集單元與原水儲存單元，所述第二主控單元分別連接所述第二信號采集單元、原水儲存單元與參數(shù)設(shè)定單元，所述原水儲存單元還分別連接所述第二信號采集單元與水處理單元，所述原水儲存單元用于儲存采空區(qū)的礦井水，并將采空區(qū)礦井水輸送至水處理單元內(nèi)。

4、作為本發(fā)明一個優(yōu)選技術(shù)方案，所述參數(shù)設(shè)定單元包括第一接收模塊、分析提取模塊、數(shù)據(jù)庫模塊與第一通信模塊，所述分析提取模塊分別連接所述第一接收模塊、數(shù)據(jù)庫模塊與第一通信模塊。所述第一接收模塊通信連接所述第二主控單元，用于接收原水儲存單元中原水水質(zhì)數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)庫模塊內(nèi)儲存有對應(yīng)不同水處理運行狀態(tài)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)組，所述第一通信模塊連接所述第一主控單元，所述分析提取模塊用于對比分析原水水質(zhì)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫模塊內(nèi)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)組，以設(shè)定水處理單元的運行參數(shù)，并采用第一通信模塊將運行參數(shù)輸送至第一主控單元，所述第一主控單元用于控制水處理單元根據(jù)設(shè)定的運行參數(shù)運行。

5、本發(fā)明中參數(shù)設(shè)定單元的數(shù)據(jù)庫模塊內(nèi)儲存有多種礦井水處理工藝的運行參數(shù)的數(shù)據(jù)組，包括但不限于各處理工序的運行形式、運行時間、運行順序、出水水質(zhì)閾值與液位閾值等，以對應(yīng)具有不同礦井水量與污染濃度的礦井水的凈化處理。本發(fā)明在應(yīng)用過程中，基于實際礦井水的礦井水量與水質(zhì)情況，針對不同礦井水給出了最優(yōu)的凈化方案，選取相匹配的數(shù)據(jù)組，控制水處理單元運行，靈活性較強，且大大提高了處理效率。

6、作為本發(fā)明一個優(yōu)選技術(shù)方案，所述的水處理單元包括第一混凝裝置、第一加藥裝置與第一供水泵組，所述第一混凝裝置的加藥端連接所述第一加藥裝置，所述第一混凝裝置的出水端連接所述第一供水泵組，所述第一信號采集模塊包括第一液位傳感器、第一濁度傳感器與第一流量傳感器。所述第一液位傳感器設(shè)置于第一混凝裝置內(nèi)，用于獲取當(dāng)前液位信號并傳輸至第一主控單元；所述第一濁度傳感器設(shè)置于第一混凝裝置的出水端，用于獲取出水濁度信號并傳輸至第一主控單元；所述第一流量傳感器設(shè)置于第一混凝裝置的進(jìn)水端，用于獲取進(jìn)水流量并傳輸至第一主控單元。所述參數(shù)設(shè)定單元用于設(shè)定第一混凝裝置的停留時間、水位閾值與出水濁度閾值。所述第一主控單元用于根據(jù)第一混凝裝置內(nèi)礦井水的進(jìn)水流量、當(dāng)前液位信號與出水濁度信號，控制第一加藥裝置的加藥量，以及所述第一供水泵組的啟停和/或開度。

7、優(yōu)選地，所述水處理單元還包括第一緩沖池，所述第一混凝裝置的出水端設(shè)置有第一出水管網(wǎng)，所述第一供水泵組設(shè)置在所述第一出水管網(wǎng)上，所述第一出水管網(wǎng)分別通過第一進(jìn)水支管與第一出水支管連接所述第一緩沖池的進(jìn)水端與出水端。所述第一進(jìn)水支管上設(shè)置有第一進(jìn)水泵組，所述第一出水支管上設(shè)置有第一出水泵組；所述第一信號采集單元還包括第一水位傳感器，所述第一水位傳感器設(shè)置于所述第一緩沖池內(nèi)，用于獲取第一緩沖池內(nèi)的當(dāng)前水位信息，并傳輸至第一主控單元。所述第一主控單元根據(jù)第一混凝裝置的進(jìn)水流量與當(dāng)前液位信號，以及第一緩沖池的當(dāng)前水位信號，控制第一進(jìn)水泵組與第一出水泵組的啟停和/或開度。

8、本發(fā)明通過設(shè)置第一緩沖池，可以對未達(dá)到混凝出水水質(zhì)要求的廢水進(jìn)行暫存，還能在礦井水量變化導(dǎo)致處理量突增，進(jìn)而超出第一混合裝置容納量時，將礦井水輸入至第一緩沖池內(nèi)，保證水處理過程的正常、安全運行。

9、作為本發(fā)明一個優(yōu)選技術(shù)方案，所述的水處理單元還包括曝氣裝置、供氣裝置與第二供水泵組，所述曝氣裝置的進(jìn)氣端連接所述供氣裝置，所述曝氣裝置的出水端連接所述第二供水泵組，所述第一信號采集模塊包括第二液位傳感器、第二濁度傳感器與第二流量傳感器。所述第二液位傳感器設(shè)置于曝氣裝置內(nèi)，用于獲取當(dāng)前液位信號并傳輸至第一主控單元；所述第二濁度傳感器設(shè)置于曝氣裝置的出水端，用于獲取出水濁度信號并傳輸至第一主控單元；所述第二流量傳感器設(shè)置于曝氣裝置的進(jìn)水端，用于獲取進(jìn)水流量并傳輸至第一主控單元。所述參數(shù)設(shè)定單元用于設(shè)定曝氣裝置內(nèi)礦井水的停留時間、水位閾值與出水濁度閾值。所述第一主控單元用于根據(jù)進(jìn)水流量、當(dāng)前液位信號與出水濁度信號，控制供氣裝置的供氣量，以及第二供水泵組的啟停和/或開度。

10、所述曝氣裝置的出水端設(shè)置有第二出水管網(wǎng)，所述第二供水泵組設(shè)置在第二出水管網(wǎng)上。

11、優(yōu)選地，所述曝氣裝置的進(jìn)水端連接所述第一供水泵組。

12、作為本發(fā)明一個優(yōu)選技術(shù)方案，所述的水處理單元還包括氧化處理裝置、第二加藥裝置與第三供水泵組，所述氧化處理裝置的加藥端連接所述第二加藥裝置，所述氧化處理裝置的出水端連接所述第三供水泵組，所述第一信號采集模塊包括第三液位傳感器、第一離子濃度傳感器與第三流量傳感器。所述第三液位傳感器設(shè)置于氧化處理裝置內(nèi)，用于獲取當(dāng)前液位信號并傳輸至第一主控單元；所述第一離子濃度傳感器設(shè)置于氧化處理裝置的出水端，用于獲取出水離子濃度信號并傳輸至第一主控單元；所述第三流量傳感器設(shè)置于氧化處理裝置的進(jìn)水端，用于獲取進(jìn)水流量并傳輸至第一主控單元。所述參數(shù)設(shè)定單元用于設(shè)定氧化處理裝置內(nèi)礦井水的停留時間、水位閾值與出水離子濃度閾值。所述第一主控單元用于根據(jù)氧化處理裝置內(nèi)礦井水的進(jìn)水流量、當(dāng)前液位信號與出水離子濃度信號，控制第二加藥裝置的加藥量，以及所述第三供水泵組的啟停和/或開度。

13、優(yōu)選地，所述氧化處理裝置的進(jìn)水端連接所述第二供水泵組。

14、優(yōu)選地，所述水處理單元還包括第二緩沖池，所述氧化處理裝置的出水端設(shè)置有第三出水管網(wǎng)，所述第三供水泵組設(shè)置在所述第三出水管網(wǎng)上，所述第三出水管網(wǎng)分別通過第二進(jìn)水支管與第二出水支管連接所述第二緩沖池的進(jìn)水端與出水端。所述第二進(jìn)水支管上設(shè)置有第二進(jìn)水泵組，所述第二出水支管上設(shè)置有第二出水泵組；所述第一信號采集單元還包括第二水位傳感器，所述第二水位傳感器設(shè)置于所述第二緩沖池內(nèi)，用于獲取第二緩沖池內(nèi)的當(dāng)前水位信息并傳輸至第一主控單元。所述第一主控單元根據(jù)氧化處理裝置的進(jìn)水流量與當(dāng)前液位信號，以及所述第二緩沖池的當(dāng)前水位信號，控制第二進(jìn)水泵組與第二出水泵組的啟停和/或開度。

15、本發(fā)明通過設(shè)置第二緩沖池，可以對未達(dá)到氧化處理后出水水質(zhì)要求的廢水進(jìn)行暫存，還能在礦井水量變化導(dǎo)致處理量突增，進(jìn)而超出氧化處理裝置容納量時，將礦井水輸入第二緩沖池內(nèi)，保證水處理過程的正常、安全運行。

16、作為本發(fā)明一個優(yōu)選技術(shù)方案，所述的水處理單元還包括第二混凝裝置、第三加藥裝置與第四供水泵組，所述第二混凝裝置的加藥端連接所述第三加藥裝置，所述第二混凝裝置的出水端連接所述第四供水泵組，所述第一信號采集模塊包括第四液位傳感器、第三濁度傳感器與第四流量傳感器。所述第四液位傳感器設(shè)置于第二混凝裝置內(nèi)，用于獲取當(dāng)前液位信號并傳輸至第一主控單元；所述第三濁度傳感器設(shè)置于第二混凝裝置的出水端，用于獲取出水濁度信號并傳輸至第一主控單元；所述第四流量傳感器設(shè)置于第二混凝裝置的進(jìn)水端，用于獲取進(jìn)水流量并傳輸至第一主控單元。所述參數(shù)設(shè)定單元用于設(shè)定第二混凝裝置內(nèi)礦井水的停留時間、水位閾值與出水濁度閾值。所述第一主控單元用于根據(jù)第二混凝裝置內(nèi)礦井水的進(jìn)水流量、當(dāng)前液位信號與出水濁度信號，控制第三加藥裝置的加藥量，以及所述第四供水泵組的啟停和/或開度。

17、優(yōu)選地，所述水處理單元還包括第三緩沖池，所述第二混凝裝置的出水端設(shè)置有第四出水管網(wǎng)，所述第四供水泵組設(shè)置在所述第四出水管網(wǎng)上，所述第四出水管網(wǎng)分別通過第三進(jìn)水支管與第三出水支管連接所述第三緩沖池的進(jìn)水端與出水端。所述第三進(jìn)水支管上設(shè)置有第三進(jìn)水泵組，所述第三出水支管上設(shè)置有第三出水泵組；所述第一信號采集單元還包括第三水位傳感器，所述第三水位傳感器設(shè)置于所述第三緩沖池內(nèi)，用于獲取第三緩沖池內(nèi)的當(dāng)前水位信息，并傳輸至第一主控單元。所述第一主控單元根據(jù)第二混凝裝置的進(jìn)水流量與當(dāng)前液位信號，以及所述第三緩沖池的當(dāng)前水位信號，控制第三進(jìn)水泵組與第三出水泵組的啟停和/或開度。

18、優(yōu)選地，所述第二混凝裝置的進(jìn)水端連接所述第三供水泵組。

19、本發(fā)明通過設(shè)置第三緩沖池，可以對未達(dá)到二次混凝處理出水水質(zhì)要求的廢水進(jìn)行暫存，還能在礦井水量變化導(dǎo)致處理量突增，進(jìn)而超出第二混凝裝置容納量時，將礦井水輸入第三緩沖池內(nèi)，保證水處理過程的正常、安全運行。

20、作為本發(fā)明一個優(yōu)選技術(shù)方案，所述的水處理單元還包括反滲透裝置與第五供水泵組，所述反滲透裝置的出水端連接所述第五供水泵組，所述第一信號采集模塊包括第五液位傳感器、第二離子濃度傳感器與第五流量傳感器。所述第五液位傳感器設(shè)置于反滲透裝置內(nèi)，用于獲取當(dāng)前液位信號并傳輸至第一主控單元；所述第二離子濃度傳感器設(shè)置于反滲透裝置的出水端，用于獲取出水離子濃度信號并傳輸至第一主控單元；所述第五流量傳感器設(shè)置于反滲透裝置的進(jìn)水端，用于獲取進(jìn)水流量并傳輸至第一主控單元；所述參數(shù)設(shè)定單元用于設(shè)定反滲透裝置內(nèi)礦井水的停留時間、水位閾值與出水離子濃度閾值；所述第一主控單元用于根據(jù)反滲透裝置內(nèi)礦井水的進(jìn)水流量、當(dāng)前液位信號與出水濁度信號，控制所述第五供水泵組的啟停和/或開度。

21、優(yōu)選地，所述水處理單元還包括第四緩沖池，所述反滲透裝置的出水端設(shè)置有第五出水管網(wǎng)，所述第五供水泵組設(shè)置在所述第五出水管網(wǎng)上，所述第五出水管網(wǎng)分別通過第四進(jìn)水支管與第四出水支管連接所述第四緩沖池的進(jìn)水端與出水端。所述第四進(jìn)水支管上設(shè)置有第四進(jìn)水泵組，所述第四出水支管上設(shè)置有第四出水泵組；所述第一信號采集單元還包括第四水位傳感器，所述第四水位傳感器設(shè)置于所述第四緩沖池內(nèi)，用于獲取第四緩沖池內(nèi)的當(dāng)前水位信息，并傳輸至第一主控單元。所述第一主控單元根據(jù)反滲透裝置的進(jìn)水流量與當(dāng)前液位信號，以及所述第四緩沖池的當(dāng)前水位信號，控制第四進(jìn)水泵組與第四出水泵組的啟停和/或開度。

22、優(yōu)選地，所述反滲透裝置的進(jìn)水端連接所述第四供水泵組。

23、作為本發(fā)明一個優(yōu)選技術(shù)方案，所述的水處理單元還包括依次連接的活性炭過濾裝置、第六供水泵組、清水池與第七供水泵組，所述清水池還通過回流管道連接所述活性炭過濾裝置，所述回流管道上還設(shè)置有過濾驅(qū)動泵組。所述活性炭過濾裝置的加藥端還設(shè)置有第五加藥裝置。所述第一信號采集模塊包括第六液位傳感器、第六流量傳感器、第七液位傳感器、第七流量傳感器與第三離子濃度傳感器。所述第六液位傳感器設(shè)置于活性炭過濾裝置內(nèi)，用于獲取當(dāng)前液位信號并傳輸至第一主控單元；所述第六流量傳感器設(shè)置于活性炭過濾裝置的進(jìn)水端，用于獲取進(jìn)水流量并傳輸至第一主控單元；所述第七液位傳感器設(shè)置于清水池內(nèi)，用于獲取當(dāng)前液位信號，并傳輸至第一主控單元；所述第三離子濃度傳感器設(shè)置于清水池的出水端，用于獲取出水離子濃度信號并傳輸至第一主控單元；所述第七流量傳感器設(shè)置于清水池的進(jìn)水端，用于獲取進(jìn)水流量并傳輸至第一主控單元；所述參數(shù)設(shè)定單元用于分別設(shè)定活性炭過濾裝置與清水池的水位閾值，以及清水池的出水離子濃度閾值；所述第一主控單元用于根據(jù)清水池與活性炭過濾裝內(nèi)礦井水的進(jìn)水流量和當(dāng)前液位信號，以及清水池的出水離子濃度閾值，控制所述第五加藥裝置的加藥量、所述過濾驅(qū)動泵組的開度、所述第六供水泵組與第七供水泵組的啟停和/或開度。

24、所述活性炭過濾裝置的出水端設(shè)置有第六出水管網(wǎng)，所述第六供水泵組設(shè)置在第六出水管網(wǎng)上，所述清水池的出水端設(shè)置有第七出水管網(wǎng)，所述第七供水泵組設(shè)置在第七出水管網(wǎng)上。

25、優(yōu)選地，所述活性炭過濾裝置的進(jìn)水端連接所述第五供水泵組，所述清水池的進(jìn)水端連接所述第六供水泵組。

26、優(yōu)選地，所述活性炭過濾裝置與清水池之間還設(shè)置有臭氧消毒裝置，所述第一主控單元用于根據(jù)清水池的出水離子濃度，控制臭氧消毒裝置的啟停與添加量。

27、作為本發(fā)明一個優(yōu)選技術(shù)方案，所述第二主控單元包括第二接收模塊、分析計算模塊與第二通信模塊，所述分析計算模塊分別連接所述第二接收模塊與第二通信模塊，所述第二接收模塊連接所述第二信號采集單元，所述第二通信模塊連接所述參數(shù)設(shè)定單元；所述第二信號采集單元包括原水流量傳感器與原水濃度傳感器，所述原水流量傳感器用于獲取原水儲存單元的原水流量，并傳輸至第二接收模塊；所述原水濃度傳感器用于獲取原水離子濃度，并傳輸至第二接收模塊；所述分析計算模塊用于分析計算礦井水量與離子濃度，并進(jìn)行打包后通過第二通信模塊傳輸至所述參數(shù)設(shè)定單元。

28、第二方面，本發(fā)明提供了一種礦井水處理方法，所述的礦井水處理方法采用第一方面所述的礦井水處理裝置系統(tǒng)，所述的礦井水處理方法包括：

29、獲取原水區(qū)內(nèi)采空區(qū)的礦井水量與原水水質(zhì)情況；

30、基于礦井水量與原水水質(zhì)情況設(shè)定處理區(qū)的運行參數(shù)，并運行水處理單元；

31、采集水處理單元的當(dāng)前運行參數(shù)與水質(zhì)情況，對水處理單元的運行狀態(tài)進(jìn)行自動調(diào)整。

32、所述系統(tǒng)是指設(shè)備系統(tǒng)、裝置系統(tǒng)或生產(chǎn)裝置。

33、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

34、本發(fā)明提供的一種礦井水處理裝置系統(tǒng)及方法，基于不同礦井水的礦井水量與水質(zhì)情況，提供最優(yōu)凈化方案，大大提高了處理效果，且靈活性較強，實現(xiàn)了對礦井水處理工藝的自動精確控制，解決了處理效率低的問題。