[發(fā)明專利]一種礦井水深度處理系統(tǒng)及其處理礦井水的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011263677.6
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112551787A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉軍;楊龍;宮建瑞;孫少龍;李春泉;程池權(quán);劉健;王英惠
• 申請（專利權(quán)）人: 南京萬德斯環(huán)保科技股份有限公司
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C02F103/10
• 代理公司: 江蘇銀創(chuàng)律師事務(wù)所 32242
• 代理人: 李挺

本發(fā)明公開了一種礦井水深度處理系統(tǒng)極其處理方法，包括依次連接的調(diào)節(jié)池、V型濾池、超濾系統(tǒng)、一級反滲透系統(tǒng)、二級微濾軟化系統(tǒng)、二級反滲透系統(tǒng)、三級微濾軟化系統(tǒng)、離子交換軟化系統(tǒng)、DTRO系統(tǒng)和蒸發(fā)結(jié)晶分鹽系統(tǒng)。根據(jù)進水條件不同經(jīng)過了相應(yīng)的預(yù)處理工序，包括超濾系統(tǒng)、二級微濾軟化系統(tǒng)、三級微濾軟化系統(tǒng)與軟化器。一級、二級反滲透系統(tǒng)、DTRO系統(tǒng)和蒸發(fā)結(jié)晶分鹽系統(tǒng)產(chǎn)出的清液混合后作為產(chǎn)出水，排入產(chǎn)水池；最終由DTRO系統(tǒng)排出的濃水作為濃鹽水，進入蒸發(fā)結(jié)晶分鹽系統(tǒng)，獲得工業(yè)級無水硫酸鈉與氯化鈉結(jié)晶鹽。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法過程簡單，產(chǎn)出水可實現(xiàn)綜合利用，可有效分離硫酸鈉與氯化鈉結(jié)晶鹽，實現(xiàn)結(jié)晶鹽分鹽資源化利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種礦井水深度處理方法和系統(tǒng)，屬于環(huán)保水處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)的快速發(fā)展以及煤炭資源需求的不斷增加，煤炭產(chǎn)業(yè)取得了長足的發(fā)展，使得相關(guān)產(chǎn)業(yè)也得到了改善與進步。然而在煤炭開采時存在大量礦井水涌現(xiàn)，涌出的礦井水遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過煤礦自用水量。實際煤炭開采過程中，地下水與煤層、巖層接觸，以及人類活動的影響，易發(fā)生一系列的物理、化學(xué)合生化反應(yīng)，因而具有顯著的煤炭行業(yè)特征。主要體現(xiàn)在含有懸浮物的礦井水的懸浮物含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于地表水，感官性狀差；同時所含懸浮物的粒度小、比重輕、沉降速度慢、混凝效果差；礦井水中含有的總離子含量比一般地表水高得多，主要離子成分為硫酸根離子與氯離子，其中很大一部分是硫酸根離子；礦井水常伴有大量的亞鐵離子，二價錳離子，增加了處理的難度。若直接外排該類廢水不僅造成水資源浪費，同時容易造成環(huán)境污染，嚴(yán)重影響人類身心健康與環(huán)境友好型社會建設(shè)。

礦井水作為高含鹽廢水，具有COD、氨氮含量低，礦化度高，懸浮物、TDS含量高，且產(chǎn)水量大等特點。該類廢水應(yīng)進行深度處理后綜合利用，實現(xiàn)水資源循環(huán)利用，以及結(jié)晶鹽的資源化利用。膜分離技術(shù)作為一種節(jié)能環(huán)保型技術(shù)，可在分子級內(nèi)進行物質(zhì)分離，分離過程屬典型的物理分離，能耗極低，且自動化程度高，工藝簡單，操作方便。因此針對礦井水水質(zhì)條件，利用膜分離技術(shù)通過逐級處理，一方面可產(chǎn)出符合出水水質(zhì)要求的潔凈水，另一方面可實現(xiàn)礦井水內(nèi)鹽含量的富集，實現(xiàn)減量。產(chǎn)水潔凈水作為水資源循環(huán)利用。濃縮后的礦井水作為濃鹽水主要成分為硫酸鈉與氯化鈉混合鹽，且硫酸鈉含量占主體部分，通過進一步處理后可進行結(jié)晶鹽資源化處理。

目前，濃鹽水達(dá)標(biāo)排放的常規(guī)處理工藝為蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)，主要有單效蒸發(fā)、多效蒸發(fā)及MVR蒸發(fā)。礦井水經(jīng)膜分離技術(shù)處理產(chǎn)出的濃鹽水，其中無機鹽以雜鹽形式存在，若單獨采用上述蒸發(fā)結(jié)晶工藝產(chǎn)生的結(jié)晶鹽均為雜鹽，一般情況下該類結(jié)晶鹽可視為危險固體廢棄物，不利于結(jié)晶鹽資源化利用。如果處理不當(dāng)，該類結(jié)晶鹽在淋溶作用下會形成二次污染。從結(jié)晶技術(shù)角度出發(fā)，單組份鹽的結(jié)晶技術(shù)已經(jīng)比較成熟，然而單組份鹽的溶解度數(shù)據(jù)和速率常數(shù)并不適用于混合鹽的復(fù)雜系統(tǒng)，即使混鹽中其它鹽類的數(shù)量較少，也可能對結(jié)晶過程產(chǎn)生很大的影響，很難保證濃鹽水處理達(dá)到排放要求。因此針對目前處理技術(shù)存在的問題及不足，特此開發(fā)本申請專利所提出的高效、節(jié)能、操作性強的礦井水深度處理工藝，實現(xiàn)礦井水水資源的回收利用以及分鹽資源化處理。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提出一種礦井水深度處理方法和系統(tǒng)。采用主要工藝為“膜分離技術(shù)+蒸發(fā)結(jié)晶分鹽技術(shù)”。該處理過程具有可操作性強，工藝簡單，安全系數(shù)高，設(shè)備投資運行成本低，清潔無污染的特點。通過礦井水深度處理技術(shù)，去除水中硬度、膠體顆粒、硫酸根離子、氯離子等污染物，出水水質(zhì)滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB3838-2002》表1三類水質(zhì)（非湖、庫）和表2水質(zhì)指標(biāo)要求，同時TDS小于500mg/L，硫酸鹽小于250mg/L，實現(xiàn)水資源循環(huán)利用。同時，在蒸發(fā)結(jié)晶分鹽系統(tǒng)創(chuàng)新地提出了“蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)+冷凍結(jié)晶技術(shù)+單效蒸發(fā)技術(shù)”實現(xiàn)礦井水中硫酸鈉與氯化鈉的分鹽目的，不僅解決了混鹽危廢的問題，而且還可對結(jié)晶鹽進行資源化利用。該分鹽組合工藝能耗低、操作簡單、氯化鈉與硫酸鈉二元體系蒸發(fā)結(jié)晶分鹽過程無需精確控制，降低了操作成本。