[發(fā)明專利]一種地熱尾水處理工藝

無效

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• 申請日: 2012-12-10
• 公開（公告）號: CN103011454A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設計）人: 謝雄;鮑建國
• 申請（專利權）人: 中國地質(zhì)大學（武漢）
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F1/44
• 代理公司: 武漢華旭知識產(chǎn)權事務所 42214
• 代理人: 劉榮

技術領域

本發(fā)明涉及一種尾水的處理工藝，特別是一種地熱尾水的處理工藝。

背景技術

地熱水是取自地下深層斷裂帶，溫度較高的地熱資源，它不僅是一種水資源，更是一種清潔能源，其作為“熱能”可以替代造成空氣嚴重污染的傳統(tǒng)化石能源，如煤和石油。我國的地熱水資源十分豐富，去合理地開發(fā)利用地熱水資源以增加能源供應與優(yōu)化能源結(jié)構，這對我國構建資源節(jié)約型與環(huán)境友好型社會具有重大實際意義。

地熱水形成于地下巖層，并附有熱源，其水質(zhì)雖依地域分布、地質(zhì)構造及開采深度等有所不同，但地熱水的成因決定了其水質(zhì)都具有多種無機鹽組分及較高的礦化度。地熱水中含有鉀、鈉、鈣、鎂、硅、氯化物、氟化物、硫酸鹽、碳酸鹽，及過量的鐵、錳離子等多種成份。現(xiàn)有的地質(zhì)調(diào)查也表明，目前開采的相當一部分地熱水中的一些微量元素與重金屬元素也有不同程度的超標，如砷、硼、鎘、汞等，而且某些地熱水中還存在微量放射性元素，如氡，這又可能存在著總放射性超標的問題。

目前大部分地區(qū)對開采的地熱水進行熱能利用之后余下了尾水，由于地熱尾水中含有一些較為復雜的有害成份與污染物，比較困難對地熱尾水進行集成處理加以利用，而不得不將地熱尾水不經(jīng)處理就廢棄排放，由于地熱尾水中存在的一些污染物與有害成份，這不僅對地表水、地下水、土壤及農(nóng)作物構成了危害，也對人類的健康安全產(chǎn)生了較大的潛在威脅。

對地熱尾水進行深度開發(fā)以作為一種補充性水資源，使其處理后滿足工農(nóng)業(yè)用水要求，乃至使其達到滿足人體健康安全要求的生活飲用水衛(wèi)生標準，這可能是以后的一種實際需求與發(fā)展趨勢。在對地熱尾水的處理過程中，往往會遇到鐵錳含量超標、氟氯離子濃度過高、硼的去除、放射性元素氡的脫除等幾個關鍵難點問題。本發(fā)明就是針對這種實際狀況，提出了一種對地熱尾水進行開發(fā)利用的新工藝方法，以作為一種解決實際問題的可行途徑來實現(xiàn)對地熱尾水的開發(fā)與利用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提出了一種對地熱尾水進行開發(fā)處理的集成工藝，該工藝方法能較系統(tǒng)較徹底地解決地熱尾水中鐵錳含量超標、硼含量過高，具有重金屬元素、微量元素與放射性元素等復雜成份等問題，可作為對地熱尾水實現(xiàn)開發(fā)利用的一種系統(tǒng)性解決方案。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種地熱尾水處理工藝，包括以下步驟：

（1）將地熱水在熱能梯級利用之后的尾水溫度控制在45℃以下；

（2）對地熱尾水采用曝氣塔曝氣：將步驟（1）中排放的地熱尾水通入到曝氣塔，曝氣塔內(nèi)裝有空心球或瓷環(huán)填料,通過曝氣塔能迅速驅(qū)散溶解在地熱尾水中的CO₂、H₂S、Rn（氡）雜質(zhì)氣體，并使低價鐵錳離子氧化成沉淀物；

（3）將曝氣后的地熱尾水流經(jīng)錳砂過濾器過濾：錳砂過濾器中裝有的錳砂能對低價鐵錳離子產(chǎn)生催化氧化作用，從而形成膠體沉淀物后利用濾料的機械過濾原理去除鐵錳；

（4）利用雙膜法工藝對過濾后的地熱尾水進行膜集成處理：雙膜法包括超濾和反滲透，其中超濾為反滲透的前置保安過程，反滲透為對地熱尾水的深度處理過程。在雙膜法工藝過程中，反滲透膜因其過濾特性可實現(xiàn)對重金屬離子、氟離子和氯離子于完全程度的去除。反滲透處理后，得到反滲透產(chǎn)水，并將富含雜質(zhì)離子和微量元素的反滲透濃水作為回灌水送至地熱回灌井用作回灌；

（5）將反滲透產(chǎn)水經(jīng)過硼選擇性樹脂吸附處理：將反滲透產(chǎn)水通入到硼樹脂柱中，硼樹脂柱中包含有硼選擇性樹脂，反滲透產(chǎn)水中的硼與硼選擇性樹脂中的鄰二羥基官能團絡合形成?1:1?的配合物，再進一步絡合形成?1:2?的配合物，實現(xiàn)了用樹脂對硼的吸附分離，得到除硼后的出水；

（6）將除硼后的出水經(jīng)過活性炭過濾器過濾后輸送至用點：活性炭對硼和氡元素以及小分子有機物均有吸附作用。

作為上述方案的優(yōu)選，所述熱能梯級利用包含有三個梯級，第一梯級是將開采出來的85℃~100℃的地熱水，經(jīng)過換熱器提取熱能供管網(wǎng)系統(tǒng)供熱，之后進入二級換熱器；第二梯級是將經(jīng)過一級換熱后的50℃~55℃的地熱水進行再次換熱，提取熱能供地面輻射式采暖系統(tǒng)供熱；第三梯級是將由第二梯級系統(tǒng)排出的35℃~40℃的地熱水，進入熱泵機組對地熱水進行溫度的提升，地熱水的溫度提升至55℃~60℃，再將地熱水供應給用戶采暖；熱泵機組排出的15℃~25℃的地熱水為排放的地熱尾水。

所述曝氣塔采用機械通風接觸式曝氣塔。