[發明專利]高懸浮物高礦化度礦井水資源化綜合處理技術

無效

• 申請號: 201110436193.1
• 申請日: 2011-12-23
• 公開（公告）號: CN102491564A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 武強;王志強
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學(北京)
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F1/78;C02F1/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種煤礦礦井水資源化的處理技術，尤其是一種高懸浮物高礦化度煤礦礦井水的資源化綜合處理技術。

背景技術

眾所周知，在煤炭開采的過程中，會產生大量的礦井水。礦井水是指在采煤過程中所有滲入井下采掘空間的水，包括地面滲透水和巖體裂隙水。根據《煤炭工業“十五”及遠景發展規劃》采1噸煤排放1.78噸礦井水統計，2010年將排放礦井水33.8億噸，2020年將排放礦井水39.1億噸。由于礦井水在含水層賦存區由于賦存介質的長期溶濾、溶解作用，礦井水與煤巖層接觸發生一系列物理、化學和生化反應而形成高礦化度、高硬度的水質特征，使礦化度甚至高達5000mg/L及總硬度達2000?mg/L以上，并且礦井水在流經采煤工作面和巷道時，由于帶入大量煤粉和巖粉等懸浮顆粒而具有高懸浮物的特性。

高懸浮物高礦化度礦井水具有以含煤粉為主的高懸浮物特征和Ca²⁺、Mg²⁺離子含量較高的高礦化度特征，長期以來作為生產廢水未經處理直接外排，對礦區周邊村莊、河流及潛水層水質造成了不同程度的影響，灌溉農田會對土壤和農作物產生嚴重危害。

同時，煤炭工業對水資源的需求量也非常巨大：一是煤炭在開采過程中由于防塵、冷卻、沖洗等方面的自用量，按噸煤耗水0.6噸左右，則2010年消耗水資源11.4億噸，2020年消耗水資源13.2億噸；二是隨著煤炭產業的調整，選煤、焦化、矸石電廠、煤化工廠等大耗水用水的增加，對水資源的需求量增大；三是隨著煤炭工業戰略西移，礦區淡水問題更加突出，加劇了產業鏈增長而水資源供應量不足的矛盾。

因我國水資源匱乏，上述的高懸浮物礦井水常被用作生產用水和生活飲用水水源而加以處理利用。

現有技術的煤礦礦井水處理與資源化，按不同的礦井水水型采用不同的處理工藝和方法。礦井水在流經采煤工作面和巷道時，由于帶入大量煤粉和巖粉等懸浮顆粒而具有高懸浮物的特性，此外，由于礦工生產生活活動的影響，還使礦井水含有較多的細菌。含懸浮物礦井水分布較廣，目前一般經井下水倉初沉后排至地面，采用常規水處理工藝，常規處理工藝流程如圖1所示。中國礦業大學（北京）的何緒文等2006年提出了一種名稱為“礦井水井下處理系統”、專利（申請）號為“200610114466”的發明專利申請，該發明是針對目前礦井水處理設備都集中在地面上，占地面積大，水的處理和回用輸送距離長的現狀，開發的一種礦井水井下處理系統。該系統布置在井下，包括沉淀系統、過濾系統、阻垢系統、供水系統，所述礦井水首先經過沉淀系統沉淀，再經過濾系統過濾，后經阻垢系統阻垢后，得到可以回用的清水。所述沉淀系統包括沉淀池，沉淀池包括平流區和斜板區，礦井水依次過平流區和斜板區進行沉淀。所述過濾系統包括初級過濾器、精過濾器，精過濾器為雙濾料精過濾器，其內部設有果殼濾料和陶粒濾料兩種濾料。阻垢系統的阻垢儀為電子型或永磁型的阻垢裝置。還包括反沖洗裝置，用于對過濾系統進行清洗。

現有技術對高懸浮物礦井水處理與資源化有較好的效果，但也存在著基建投資大、運行費用和制水成本較高、出水水質不穩定等缺點。

對于含鹽高、硬度高的高礦化度礦井水，現有技術大都采用電滲析（ED）或反滲透（RO）技術進行處理，脫鹽率與水回收率可達50％～80%以上，出水水質可達到飲用水標準。對高礦化度礦井水采用反滲透技術進行處理，無論出水水質、電耗、脫鹽效率、占地面積、自動化程度都是其它工藝所無法比的，是煤礦苦咸水淡化的首選工藝。但高礦化度礦井水采用反滲透技術一般預處理工藝規模比較復雜，并且反滲透膜容易堵塞污染，影響出水水質和水處理系統的運行。

由于現有技術按不同的礦井水水型采用不同的處理工藝和方法，煤礦礦井水處理與資源化效果不理想。長期以來，人們需要一種高懸浮物高礦化度煤礦礦井水的資源化綜合處理技術。

發明內容

本發明目的之一在于，提供一種高懸浮物高礦化度煤礦礦井水的資源化綜合處理技術。

本發明進一步的目的在于，提供一種根據不同礦化度的水質采用不同的反滲透膜自動反沖洗技術和反沖洗化學藥劑配方，克服高礦化度礦井水反滲透系統的運行效果，提高出水水質和水處理系統的穩定運行。

為了實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：一種高懸浮物高礦化度煤礦礦井水的資源化綜合處理技術，在礦井原水中投加混凝劑，以使水中懸浮膠體微粒顆粒通過壓縮雙電層脫穩的常規處理之后，采用微濾膜第一級過濾、超濾膜第二級過濾、反滲透膜第三級過濾三膜逐級過濾技術。

礦井原水經微濾膜第一級過濾后，出水水質可供煤礦井下生產需要。