CN103601266A - 矿用水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种矿用水处理装置。该矿用水处理装置，包括：用于降低水压以使满足反渗透处理的进水要求的一级减压阀、用于二次降低水压以使满足纳滤处理的进水要求的二级减压阀、反渗透部件及纳滤部件；所述一级减压阀的出水口与所述反渗透部件的进水口和所述二级减压阀的进水口相连；所述二级减压阀的出水口与所述纳滤部件的进水口相连；所述反渗透部件的产品水口与所述纳滤部件的产品水口相连。本发明可根据水质情况按照所需比例进行混合，使混合后的出水水质满足应用要求，且整个装置体积小巧，对水质适应能力强。

Description

矿用水处理装置

技术领域

本发明实施例涉及水处理技术，尤其涉及一种矿用水处理装置。

背景技术

我国煤矿区主要分布在华东、华北、东北、西北等缺水地区，如何高效利用现有的水资源是煤矿可持续发展的重要课题。目前在水的软化、脱盐处理过程中以反渗透、纳滤为代表的膜法处理技术有着广泛的应用前景。

在煤矿的水处理过程中，尤其是煤矿井下工作面等场合的水处理，对一价离子的去除率要求不高，主要是对二价及以上离子的去除率及设备体积要求较高。现有技术采用反渗透膜法处理技术或者纳滤膜法处理技术，其中，反渗透膜法处理技术要求较高的操作压力，设备体积较大；而纳滤膜法处理技术对一价离子或低分子去除率较低，导致处理后的水质达不到使用要求。

发明内容

本发明提供一种矿用水处理装置，可根据水质情况按照所需比例进行混合，使混合后的出水水质满足应用要求，且整个装置体积小巧，对水质适应能力强。

本发明提供一种矿用水处理装置，包括：

用于降低水压以使满足反渗透处理的进水要求的一级减压阀、用于二次降低水压以使满足纳滤处理的进水要求的二级减压阀、反渗透部件及纳滤部件；

所述一级减压阀的出水口与所述反渗透部件的进水口和所述二级减压阀的进水口相连；

所述二级减压阀的出水口与所述纳滤部件的进水口相连；

所述反渗透部件的产品水口与所述纳滤部件的产品水口相连。

本发明矿用水处理装置，通过一级减压阀及二级减压阀将管网中高压水降为分别满足反渗透与纳滤部件的进水要求的水，且该矿用水处理装置中反渗透与纳滤部件并联运行，可根据水质情况按照所需比例进行混合，使混合后的出水水质满足应用要求，且整个装置体积小巧，对水质适应能力强。

附图说明

图1为本发明矿用水处理装置实施例一的结构图；

图2为本发明矿用水处理装置实施例二的结构图；

图3为本发明矿用水处理装置实施例三的结构图。

具体实施方式

图1为本发明矿用水处理装置实施例一的结构图，如图1所示，本实施例的矿用水处理装置包括：用于降低水压以使满足反渗透处理的进水要求的一级减压阀1、用于二次降低水压以使满足纳滤处理的进水要求的二级减压阀2、反渗透部件3及纳滤部件4；一级减压阀1的出水口与反渗透部件3的进水口和二级减压阀2的进水口相连；二级减压阀2的出水口与纳滤部件4的进水口相连；反渗透部件3的产品水口与纳滤部件4的产品水口相连。

本实施例中，反渗透部件3指其反渗透膜组件对各价离子及分子去除率在95%以上，截留分子量通常不超过100道尔顿的水处理系统，其中，反渗透部件3具有进水口、产品水口及浓水口；纳滤部件4指其纳滤膜组件对二价及以上离子去除率在95%以上，而对一价离子或低分子量分子去除率较低，通常不超过80%，截留分子量通常为100道尔顿-1000道尔顿的水处理系统，其中，纳滤部件4具有进水口、产品水口及浓水口。

本实施例中，通过利用煤矿井下供水管网中的水本身是高压的特点，将供水管网中的高压水经过一级减压阀1，且一级减压阀1的出水口的压力满足反渗透部件工作的进水压力要求。其中，一级减压阀1的出水口与反渗透部件3的进水口相连，从而使满足反渗透部件工作的进水压力要求的水进入反渗透部件3进行水处理，由于反渗透部件对各价离子的去除率较高，因此，反渗透部件的产品水口中流出的产品水水质很好。

同时，经过一级减压阀1的水分成两路，其中一路进入上述的反渗透部件3进行水处理，另一部分水通过纳滤部件4进行水处理，由于反渗透水处理操作压力要求较高，通常在1.5MPa以上，而纳滤水处理操作压力要求较低，一般在0.5MPa以上，其中，一级减压阀1是根据供水管网中水本身的压力及反渗透部件工作的进水压力要求选择合适的减压阀。因此，经过一级减压阀1的水的压力较高，不能满足纳滤水处理的进水要求，从而将该支路中较高压力水继续经过二级减压阀2，即一级减压阀1的出水口与二级减压阀2的进水口相连，从而二级减压阀2的出水口的压力满足纳滤部件工作的进水压力要求。其中，二级减压阀2的出水口与纳滤部件4的进水口相连，从而使满足纳滤部件4工作的进水压力要求的水进入纳滤部件4进行水处理。其中，二级减压阀2是根据经过一级减压阀1后水的压力及纳滤部件4工作的进水压力要求选择合适的减压阀。由于纳滤部件4对二价及以上离子去除率较高，但是对一价离子或低分子量分子去除率较低，因此，纳滤部件4的产品水口中流出的产品水中会包含较多的一价离子或低分子量分子。

本实施例中，反渗透部件3的产品水口与纳滤部件4的产品水口相连，将反渗透水处理装置与纳滤水处理装置并联使用，根据水质情况按照所需比例对反渗透部件的产品水与纳滤部件的产品水进行混合，如当出水用于配置乳化液时或水质要求很高时，可以采用反渗透产品水与纳滤产品水2:1的比例混合，使混合后的出水水质满足井下乳化液配置用水水质要求；当对水质要求不高时可以采用反渗透产品水与纳滤产品水1:2的比例混合等，同时将反渗透部件及纳滤部件的浓水分别排放。

本实施例，通过一级减压阀及二级减压阀将管网中高压水降为分别满足反渗透与纳滤部件的进水要求的水，且该矿用水处理装置中反渗透与纳滤部件并联运行，可根据水质情况按照所需比例进行混合，使混合后的出水水质满足应用要求，且整个装置体积小巧，对水质适应能力强。

图2为本发明矿用水处理装置实施例二的结构图，本实施例中矿用水处理装置在上述实施例一中所示结构的基础上，对图1所示装置实施例的技术方案进行详细说明。

如图2所示，本发明矿用水处理装置中反渗透部件3的具体结构可以包括：用于调节反渗透膜组件的进水流量的反渗透流量调节阀5、反渗透膜组件6及用于调节反渗透膜组件浓水排放流量的反渗透浓水排放阀7。

本实施例中，反渗透膜组件的结构可以根据实际的水质水量按照相应的工艺计算方法确定的，一个结构确定的反渗透膜组件都具备一个适合的工作要求范围，如进水量、浓水排放量、进水压力等。对应的，可以设定反渗透流量调节阀5及反渗透浓水排放阀7的最大及最小流量。其中，一级减压阀1的出水口与反渗透流量调节阀5的进水口相连，反渗透流量调节阀5的出水口与反渗透膜组件6的进水口相连，反渗透膜组件6的浓水口与反渗透浓水排放阀7的进水口相连。通过调节反渗透膜组件6的反渗透流量调节阀5及反渗透浓水排放阀7的大小，即可在一定范围内调节反渗透膜组件的产品水量。

进一步地，纳滤部件4的具体结构可以包括：用于调节纳滤膜组件的进水流量的纳滤流量调节阀8、纳滤膜组件9及用于调节纳滤膜组件浓水排放流量的纳滤浓水排放阀10。

本实施例中，纳滤膜组件的结构可以根据实际的水质水量按照相应的工艺计算方法确定的，一个结构确定的纳滤膜组件都具备一个适合的工作要求范围，如进水量、浓水排放量、进水压力等。对应的可以设定纳滤流量调节阀8及纳滤浓水排放阀10的最大及最小流量。其中，二级减压阀2的出水口与纳滤流量调节阀8的进水口相连；纳滤流量调节阀8的出水口与纳滤膜组件9的进水口相连；纳滤膜组件9的浓水口与纳滤浓水排放阀10的进水口相连。通过调节纳滤膜组件9的纳滤流量调节阀8及纳滤浓水排放阀10的大小，即可在一定范围内调节纳滤膜组件的产品水量。

根据上述实施例一所述，本发明矿用水处理装置中通过将反渗透与纳滤水处理装置并列使用，即反渗透膜组件6的产品水出口与纳滤膜组件9的产品水出口相连，由于反渗透膜组件6及纳滤膜组件9结构的确定是根据水质水量确定的，同时可根据水质情况经过相应简单的计算得出所需反渗透产品水与纳滤产品水的比例，对应的，通过分别在一定范围内调节反渗透膜组件的反渗透流量调节阀5及反渗透浓水排放阀7的大小与纳滤膜组件的纳滤流量调节阀8及纳滤浓水排放阀10的大小，从而按照所需比例调节了反渗透膜组件的产品水量及纳滤膜组件的产品水量并进行混合，例如当出水用于配置乳化液时，对水质要求很高时采用反渗透产品水与纳滤产品水2：1的比例混合，则可以分别调节反渗透流量调节阀5流量、反渗透浓水排放阀7和纳滤流量调节阀8、纳滤浓水排放阀10，使反渗透组件的产水量为纳滤组件产水量的2倍；当对水质要求不高时，采用反渗透产品水与纳滤产品水1：2的比例混合，则可以分别调节反渗透流量调节阀5、反渗透浓水排放阀7和纳滤流量调节阀8、纳滤浓水排放阀10，使纳滤组件的产水量为反渗透组件产水量的2倍，或者通过其它类似的方式亦可实现，本发明在此不作特别限制，使混合后出水水质满足相应用水水质要求。

进一步地，该矿用水处理装置，还可包括：用于保护所述反渗透膜组件的一级安全阀及用于保护所述纳滤膜组件的二级安全阀。

为了避免当一级减压阀1或者二级减压阀2出现故障，而进入反渗透部件3或纳滤部件4的水压力很高会破坏相应的反渗透膜组件6或者纳滤膜组件9，因此，本实施例中，该矿业水处理装置还包括一级安全阀11和二级安全阀12，其中，一级安全阀11设置在一级减压阀1与反渗透流量调节阀5之间的管路上，二级安全阀12设置在二级减压阀2与纳滤流量调节阀8之间的管路上。该一级安全阀11及二级安全阀12具备固定的起跳压力及回坐压力，即当经过一级安全阀11或二级安全阀12的水压力超过某一值，则一级安全阀11或二级安全阀12断开，将管路中的水排出该管路，直至水压变小至一级安全阀11或二级安全阀12的回坐压力值，该一级安全阀11或二级安全阀12闭合，管路中的水才可流入对应的反渗透部件3或纳滤部件4中，从而实现了对反渗透部件3及纳滤部件4的保护。

进一步地，该矿用水处理装置还可包括：用于关断所述矿用水处理装置的关断阀13，关断阀13的出水口与一级减压阀1的进水口相连，从而控制该矿业水处理装置的打开与关断。

进一步地，该矿用水处理装置还可包括：用于过滤管网水中杂质的管道过滤器14，该管道过滤器14的进水口与关断阀13的出水口相连，管道过滤器14的出水口与一级减压阀1的进水口相连，从而可将管道水中的杂质，如铁锈或者煤渣等杂质滤掉，对反渗透部件3及纳滤部件4起到了一定的保护作用。

下面结合一实施例详细介绍本发明实施例的矿用水处理装置，图3为本发明矿用水处理装置实施例三的结构图。

如图3所示，例如煤矿供水管网浊度小于5NTU的矿井水经过关断阀13、管路过滤器14、一级减压阀1将管网的矿井水压力由4.5MPa减压至1.6MPa，一部分经过反渗透流量调节阀5进入反渗透膜组件6；另一部分通过二级减压阀2进一步减压至0.8MPa，再经过纳滤流量调节阀8进入纳滤膜组件9；进一步地，一级安全阀11设置在一级减压阀1与反渗透流量调节阀5之间的管路上，二级安全阀12设置在二级减压阀2与纳滤流量调节阀8之间的管路上，为了保护反渗透膜组件6及纳滤膜组件9。该一级安全阀11起跳压力为1.8MPa，二级安全阀12起跳压力为1.0MPa。系统出水水质如表1所示，该矿用水处理装置的进水水质情况、出水应用情况已知，根据相应的工艺计算方法得到本实施例中反渗透膜组件5采用一级一段，共三只三芯装压力容器串联，九只陶氏BW30-400反渗透膜元件的配置方式，该反渗透膜组件6产水为4t/h；纳滤膜组件9采用一级一段，共两只三芯装压力容器串联、六只陶氏NF90-400纳滤膜元件的配置方式，纳滤膜组件产水4t/h。

进一步地，反渗透膜组件6及纳滤膜组件9的进水口处和浓水口处可设置压力表或者压力传感器，用于测量该些处的压力；反渗透产品水口、纳滤产品水口、反渗透浓水排放阀7及纳滤浓水排放阀10出口处可设置流量表或者流量传感器，用于测量该些处的流量大小。

表1、系统出水水质（单位：mg/L）

当出水用于配置乳化液时，对氯离子和硫酸根离子的要求分别是小于等于200mg/L及400mg/L，该矿用水处理装置可以采用反渗透产品水与纳滤产品水1:1的比例混合；当水质要求更高时，可以采用反渗透产品水与纳滤产品水2:1的比例混合；当水质要求不高时，可以采用反渗透产品水与纳滤产品水1:2的比例混合；当进水水质变化时，同样可以通过改变混合比例满足应用要求。

进一步地，上述所述的矿用水处理装置可以安装在一个带保护外壳的滑撬上，便于移动，且前面设有显示压力和流量的面板，左右两边设有可开启的门，便于设备维护。

本实施例，通过一级减压阀及二级减压阀将管网中高压水降为分别满足反渗透与纳滤部件的进水要求的水，且该矿用水处理装置中将包含反渗透流量调节阀、反渗透膜组件及反渗透浓水排放阀的反渗透部件与包含纳滤流量调节阀、纳滤膜组件及纳滤浓水排放阀的纳滤部件并联运行，实现了可根据水质情况按照所需比例进行混合，使混合后的出水水质满足应用要求，且整个装置体积小巧，对水质适应能力强。进一步地，通过设置一级安全阀、二级安全阀及管道过滤器，整个装置安全可靠。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种矿用水处理装置，其特征在于，包括：

用于降低水压以使满足反渗透处理的进水要求的一级减压阀、用于二次降低水压以使满足纳滤处理的进水要求的二级减压阀、反渗透部件及纳滤部件；

所述一级减压阀的出水口与所述反渗透部件的进水口和所述二级减压阀的进水口相连；

所述二级减压阀的出水口与所述纳滤部件的进水口相连；

所述反渗透部件的产品水口与所述纳滤部件的产品水口相连。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反渗透部件包括：

用于调节反渗透膜组件的进水流量的反渗透流量调节阀、反渗透膜组件及用于调节反渗透膜组件浓水排放流量的反渗透浓水排放阀；

所述一级减压阀的出水口与所述反渗透流量调节阀的进水口相连；

所述反渗透流量调节阀的出水口与所述反渗透膜组件的进水口相连；

所述反渗透膜组件的浓水口与所述反渗透浓水排放阀的进水口相连；

所述纳滤部件包括：

用于调节纳滤膜组件的进水流量的纳滤流量调节阀、纳滤膜组件及用于调节纳滤膜组件浓水排放流量的纳滤浓水排放阀；

所述二级减压阀的出水口与所述纳滤流量调节阀的进水口相连；

所述纳滤流量调节阀的出水口与所述纳滤膜组件的进水口相连；

所述纳滤膜组件的浓水口与所述纳滤浓水排放阀的进水口相连。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：

用于保护所述反渗透膜组件的一级安全阀及用于保护所述纳滤膜组件的二级安全阀；

所述一级安全阀设置在所述一级减压阀与所述反渗透流量调节阀之间的管路上；

所述二级安全阀设置在所述二级减压阀与所述纳滤流量调节阀之间的管路上。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括：

用于关断所述矿用水处理装置的关断阀；

所述关断阀的出水口与所述一级减压阀的进水口相连。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括：

用于过滤管网水中杂质的管道过滤器；

所述管道过滤器的进水口与所述关断阀的出水口相连；

所述管道过滤器的出水口与所述一级减压阀的进水口相连。

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