[實用新型]一種結晶造粒軟化耦合膜法處理負硬礦井水的零排放系統

有效

• 申請號: 202022896656.X
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN214571316U
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 陸夢楠;尹超;趙焰;張玉魁;郭旭濤;孫斌;范鑫帝;徐志清;曲增杰
• 申請（專利權）人: 國能朗新明環保科技有限公司
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C01D3/04;C01D3/14;C01D5/00;C01D5/16;C02F101/10;C02F101/16;C02F103/10
• 代理公司: 陜西增瑞律師事務所 61219
• 代理人: 孫衛增

本實用新型提供一種結晶造粒軟化耦合膜法處理負硬礦井水的零排放系統，包括依次相連的濃縮預處理單元、循環流化誘導結晶軟化單元、樹脂軟化單元、二級濃縮單元、氨氮去除單元、COD去除單元和納濾分鹽單元。本實用新型通過將循環流化誘導結晶軟化裝置與反滲透裝置巧妙結合，先使用一級反滲透裝置使負硬礦井水濃縮減量，再利用循環流化誘導結晶軟化裝置去除鈣離子，然后去除礦井水中的氨氮和COD，經兩級納濾分鹽得到氯化鈉結晶和硫酸鈉結晶，并將得到的雜鹽回溶，本方法可有效降低運行成本，提高處理效率。

技術領域

本實用新型涉及水處理技術領域，具體涉及一種結晶造粒軟化耦合膜法處理負硬礦井水的零排放系統。

背景技術

高礦化度礦井水一般是指含鹽量大于1000mg/L的礦井水，水質多呈中性或偏堿性。隨著煤炭生產開發布局的優化，國家能源供應戰略西移，使得煤礦高礦化度礦井水的比例大幅度增加。據統計，我國礦井水中約30％為高礦化度礦井水，西北地區高礦化度礦井水的比例則超過50％，成為制約西北煤礦發展最為突出的問題。由于高礦化度礦井水的危害較大，缺乏受納水體，排放會造成地表水土流失、鹽堿化、植被枯萎等。近兩年，內蒙古自治區全力打好碧水保衛戰，堅決落實流域水質改善、城市環境保護、礦區環境治理與修復、生態建設、污染防治、春季植樹造林、草原防火、礦井水零排放和濃鹽水資源化利用等生態文明建設。2018年，神東集團礦區所在的烏蘭木倫流域原排水口封閉，廢水零排放，城鎮以上集中式飲用水水源地水質達到或優于Ⅲ類比例穩定在100％。然而，神東集團現有礦井水處理廠仍按照煤炭工業污染物排放標準設計運行，原有標準排放限值最大是現要求排放限值的100倍，面臨環境處罰的風險，旗下礦區礦井水零排放處理成為必由之路。

膜法零排放技術的實施對于前端除硬預處理的要求較高，礦井井下澄清處理后礦井水的硬度、懸浮物、SiO₂、Fe、HCO₃^-的濃度仍然很高，因此仍需加強軟化預處理。軟化效果直接影響膜材料的結垢及使用期限，合理的預處理工藝及規范的運行管理，是礦井水零排放技術穩定實施的關鍵。零排放系統中主要的軟化預處理以加藥除硬和離子交換兩種方案為主：(1)雙堿加藥軟化：石灰(或燒堿－碳酸鈉)軟化法已廣泛應用于廢水的軟化處理，該工藝具有穩定性和可靠性好的優點，兩級化學軟化處理后的總硬度降低到小于100mg/L，該工藝的缺點是需要消耗大量的化學品，在軟化過程中會產生大量的污泥，藥劑成本和污泥處理成本高，且對于HCO₃^-濃度很高的礦井水來說，還需要進行脫碳處理。在燃煤電廠脫硫廢水零排放系統中，對雙堿加藥軟化工藝進行了改進，在雙堿加藥反應器之間使用管式微濾或超濾膜利用碳酸鈣和氫氧化鎂沉淀臨界pH值和氧化還原電位分離鈣鎂離子，可提高了預處理效率，縮短藥劑軟化時間，一定程度上減少加藥量，但仍需使用大量堿性藥劑并伴隨堵膜風險。(2)離子交換軟化工藝穩定可靠，離子交換后出水的硬度可降低到10mg/L以內。但對于硬度過高的進水存在設備投資過多、再生廢水產量過大等問題。所以，在實際應用中，常考慮在化學軟化后采用離子交換軟化進一步降低廢水的硬度，以保證后續系統的穩定運行。少量的再生廢水可以返回到原來的化學軟化系統可確保該系統不產生新的污染物。相較于“零排放系統”應用較廣泛的燃煤電廠脫硫廢水，高礦化度礦井水具有鈣鎂離子離子濃度不凸顯、HCO₃^-濃度高、COD濃度低的特點，亟需開發適用于礦井水水質特點和大水量處理要求的軟化預處理技術，旨在降低藥劑費用和提高礦井水零排放系統運行的穩定性，節約運行費用并降低運維管理難度。

發明內容

本實用新型是為了解決現有的負硬礦井水處理方法運行費用高、穩定性差的問題，提供一種結晶造粒軟化耦合膜法處理負硬礦井水的零排放系統，包括依次相連的濃縮預處理單元、循環流化誘導結晶軟化單元、樹脂軟化單元、二級濃縮單元、氨氮去除單元、COD去除單元和納濾分鹽單元。本實用新型通過將循環流化誘導結晶軟化裝置與反滲透裝置巧妙結合，先使用一級反滲透裝置使負硬礦井水濃縮減量，再利用循環流化誘導結晶軟化裝置去除鈣離子，然后去除礦井水中的氨氮和COD，經兩級納濾分鹽得到氯化鈉結晶和硫酸鈉結晶，并將得到的雜鹽回溶，本方法可有效降低運行成本，提高處理效率。