[發明專利]一種采用粉煤灰基微濾膜負壓抽吸處理礦井水的方法

在審

• 申請號: 201810948301.5
• 申請日: 2018-08-20
• 公開（公告）號: CN109107396A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 范益群;鄒棟;邱鳴慧;陳獻富
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: B01D71/02
• 分類號: B01D71/02;B01D69/04;B01D67/00;B01D61/14;C02F1/44
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;袁正英

本發明涉及了一種采用粉煤灰基微濾膜負壓抽吸處理礦井水的方法，首先采用粉煤灰作為載體，氧化鋁作為膜層，制備了低成本雙層粉煤灰?氧化鋁雙層復合外膜，然后將制備的管式微濾膜一端口密封，將并聯后的陶瓷膜組件浸沒在礦井水中，采用抽吸泵進行抽吸；抽吸后的水可作為中水回用，濃縮液排入濃縮池中，再將另一批膜組件豎直浸沒在濃縮液中，繼續采用抽吸泵抽吸，在膜面形成一定厚度的濾餅后，采用軸承提拉至沉淀池上方，采用氣流進行沖洗，直至濾餅掉落在沉淀池。該方法為礦井水提供了一種低成本、簡單易行的方法，不僅可以處理渾濁的礦井水，回收中水和煤炭，還大幅度降低了陶瓷膜自身以及在運行過程中的成本，提高了陶瓷膜在礦井水中的市場競爭力。

技術領域

本發明涉及一種采用粉煤灰基微濾膜負壓抽吸處理礦井水的方法，屬于環境保護和水處理領域。

背景技術

煤礦礦井水是一種重要的水資源，每年大約排出20-30億噸礦井水，并且隨著打礦深度的增加而逐年增加，然而，礦井水的處理成本高，利用率很低，嚴重影響了采礦區居民的用水，使得礦區供水緊張，嚴重影響了煤礦產業的進一步發展。如何高效低成本的利用處理并且利用礦井廢水成為目前亟待解決的一個重要難題。根據不同地區煤礦的性質，根據礦井水中含有的主要物質可分為：含懸浮物礦井水、高礦化度礦井水、酸性礦井水、含放射性元素的礦井水等。

針對含懸浮物礦井水，目前采用較多的主要有絮凝-沉淀技術，磁分離技術以及傳統膜分離技術。絮凝沉淀技術主要采用無機絮凝劑和有機陰離子配制成水溶液加入廢水中，廢水中顆粒物聚集長大，失去原有的穩定性而沉降下來，但是該工藝出水水質差，出水量不穩定，從而限制了其發展。磁分離技術是近幾年來新興的一種分離技術，是在在絮凝沉淀技術的基礎上，利用元素或組分磁敏感性的差異，借助外磁場將物質進行磁場處理，從而達到強化分離過程的一種新興技術。磁分離設備雖然體積小，但是加上與之配套的混凝池的傳統構筑物，其總體占地面積大，井下施工困難，土建工期長，投資費用高。

膜分離技術成為目前處理礦井廢水的重要技術，一般而言，通過不銹鋼外殼設計陶瓷膜組件，采用錯流過濾分離礦井廢水是目前大多數研究者傾向的方法。然而，一方面高昂的陶瓷膜制備成本以及高昂的膜組件設計成本大幅度降低了陶瓷膜在礦井廢水中應用的市場份額。本專利旨在陶瓷膜制備成本、運行成本同時降低，大幅度提高陶瓷膜的競爭力，促進陶瓷膜在礦井水的處理、回用方面做出貢獻。

發明內容

本發明的目的是提出一種采用粉煤灰基微濾膜負壓抽吸處理礦井水的方法，選用低成本的陶瓷膜，采用低成本的負壓抽吸工藝，既降低了陶瓷膜的制備成本，又降低了陶瓷膜高昂的組件成本，大幅度提高了陶瓷膜處理礦井水的市場競爭力。在處理廢水過程中，既可以將過濾后的中水進行回用，又可以將產生的煤渣進行重復利用。

本發明的技術方案為：一種采用粉煤灰基微濾膜負壓抽吸處理礦井水的方法，其具體步驟如下：

A：將分級后的粉煤灰中加入粘結劑，經過混料、煉泥、造粒后，通過擠出成型，陶瓷生坯經熱處理后制得陶瓷載體；將氧化鋁粉體、分散劑和增稠劑在超聲作用下制得制膜液，將制膜液通過浸漿法涂覆在陶瓷載體上，經過干燥、燒結過程，得到粉煤灰-氧化鋁管式微濾膜；

B：將步驟A制得的粉煤灰-氧化鋁管式微濾膜一端端口采用密封處理，將一組端口密封后的粉煤灰-氧化鋁管式微濾膜組成的膜組件浸沒在礦井水中，在另一端采用抽吸泵進行抽吸，抽吸后的水作為中水回用；

C：將濃縮液排放到濃縮池中，繼續采用另一組粉煤灰-氧化鋁管式微濾膜組成的膜組件進行負壓抽吸，抽出來的水作為中水回用，在膜外表面形成一層煤炭濾餅層；

D：將濃縮池中的粉煤灰-氧化鋁管式微濾膜膜采用軸承吊起到落餅池上方經過氣壓沖洗，將煤炭層落到落餅池中。

優選步驟A中分級后的粉煤灰為過100-1000目篩的粉煤灰。優選所述的粘結劑為甘油、聚乙烯醇或甲基纖維素中的一種或者多種；其中粘結劑的添加質量占粉煤灰總質量的2％-10％。