CN108862768A - 一种矿井水资源化处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿井水资源化处理方法，涉及废水处理领域，目的在于解决采用反渗透法单独对高矿化度矿井水进行处理时，存在能耗高、易堵塞的问题。本发明科学调控离子平衡，使工艺性能更加稳定，有效延缓了反渗透膜污染；通过对SiO₂的去除，从根本上解决了膜流道结垢堵塞问题；在高级氧化工艺段在去除有机物、破除胶体的同时实现了消毒灭活过程，并避免了氯离子的引入。本发明中，废水回用率99%以上，能实现废水零排放，提高固废和副产物资源化利用价值，Na₂SO₄纯度达到99%以上，易于综合利用。进一步，本发明灵活性强，能实现废水梯度净化、分质利用，最大程度地降低废水资源化利用成本，具有较高的应用价值。

Description

一种矿井水资源化处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及水处理领域，具体为一种矿井水资源化处理方法。更具体地，其提供一 种用于高矿化度矿井水资源化处理的方法，及用于该方法的装置，其能适用于高硫酸盐、高 永久性硬度水的矿井水，实现梯度净化、分质利用，最大程度地降低废水资源化利用成本。

背景技术

[0002] 煤矿矿井水依据其中有害物质不同，可以分为含悬浮物矿井水、酸性矿井水、含特 殊有害元素矿井水及高矿化度矿井水。其中，高矿化度矿井水是指含有大量的无机盐的矿 井水。而我国煤矿中约有40 %的矿井水中含有大于1000mg/L的溶解性盐类，部分矿井能达 到2000mg/L以上，当其作为居民生活用水、井下消防用水、锅炉补给水、农业灌溉用水时，远 远超过了国家所规定的标准，因此，该类废水的关键环节在于盐的去除。

[0003] 目前，在对高矿化度矿井水进行处理时，通常先对废水进行混凝、沉淀和过滤的预 处理，再进行深度处理。常用的深度处理方法包括电渗析法、离子交换法、蒸馏法、反渗透 法。

[0004] 其中，电渗析法是指，在外加直流电场力的作用下，利用离子交换膜对溶液中离子 的选择透过性，使溶质和溶剂分离的一种物理化学过程。电渗透法对钙、镁、氯化物等溶解 性无机盐类的去除率达75% — 93%，能满足矿井水淡化需求。但电渗析法对硅的去除基本 无作用，对3042_去除率很难超过65%。因此，电渗透发不适用于硫酸盐型矿井水，对于含硅 的废水应加强预处理。

[0005] 离子交换法是用离子交换剂上的离子和水中离子进行交换，而去除水中其它离子 的方法，通过离子交换可以制取软化水、脱盐水和纯水。采用离子交换法脱盐时，流程中既 要有阳离子交换器，又要有阴离子交换器。离子交换法去除离子种类多，生产过程稳定，可 浓缩回收有用物质，设备简单，操作控制容易，在处理中、低含盐量水有优势。但当进水总含 盐量较高时，采用离子交换法的成本较高，并且离子交换树脂工艺还会产生大量废酸废碱 液，导致环境污染。

[0006] 蒸馏法是海水淡化工业中成熟的技术。而从热源价格方面考虑，用蒸馏法处理含 盐量在3000mg/L以下矿井水成本较高，并且难以分离各种盐分。所以，蒸馏法很少单独应用 于高矿化度矿井水脱盐，往往需要配合其它浓缩工艺。

[0007] 反渗透法是借助于半透膜，在压力作用下，进行物质分离的方法，其能有效地去除 水中的无机盐、低分子有机物、病毒和细菌。目前，反渗透膜与组件的生产已相当成熟，膜的 脱盐率高于99.3 %，透水通量增加，抗污染和抗氧化能力不断提高。近几年来，反渗透技术 越来越来受到广泛应用，其技术成熟、成本低的特点已逐渐取代电渗析法。然而，单独采用 反渗透工艺不仅能耗高，易堵塞，而且不能得到纯的盐分。

[0008] 为此，迫切需要一种新的方法和装置，用以解决上述问题。

发明内容

[0009] 本发明的发明目的在于:针对采用反渗透法单独对高矿化度矿井水进行处理时， 存在能耗高、易堵塞的问题，提供一种矿井水资源化处理方法。本发明科学调控离子平衡， 使工艺性能更加稳定，有效延缓了反渗透膜污染;通过对SiO2的去除，从根本上解决了膜流 道结垢堵塞问题;在高级氧化工艺段在去除有机物、破除胶体的同时实现了消毒灭活过程， 并避免了氯离子的引入。本发明中，废水回用率99%以上，能实现废水零排放，提高固废和 副产物资源化利用价值，Na2SO4纯度达到99%以上，易于综合利用。进一步，本发明灵活性 强，能实现废水梯度净化、分质利用，最大程度地降低废水资源化利用成本，具有较高的应 用价值。

[0010] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0011] —种矿井水资源化处理方法，包括如下步骤：

[0012] (1) 一次过滤处理

[0013] 将矿井水送入一级保安系统，通过一级保安系统的超滤膜进行一次过滤处理，以 降低废水中的SS;

[0014] (2)预浓缩处理

[0015] 将经步骤（1)中一级保安系统处理后的废水进入预浓缩系统进行反渗透处理，反 渗透处理的工作压力为2.0〜3.5Mpa，在预浓缩系统分别得到产水、浓水，将产水进行收集， 将浓水送入化学处理系统进行处理；

[0016] (3)化学处理

[0017] 将步骤（2)处理后的浓水送入化学处理系统，分别进行高级氧化、化学除硬处理 后，再进入二级保安系统；

[0018] ⑷二级保安处理

[0019] 经化学处理后的浓液直接进入二级保安系统，通过二级安保系统的超滤膜进行二 次过滤，去除其中的悬浮物，得到二级浓水;将二级浓水进行浓缩，去除其中的污泥，并将所 得滤液送入分盐系统处理；

[0020] (5)分盐处理

[0021] 将二级保安处理后所得滤液送入分盐系统中，通过分盐系统的荷电纳滤膜进行分 盐处理，分别得到分盐产水、分盐浓水，将分盐浓水送入深度浓缩系统进行处理，将分盐产 水进行收集；

[0022] ⑹深度浓缩处理

[0023] 将分盐浓水送入深度浓缩系统进行处理，深度浓缩系统采用高压反渗透膜，对高 压反渗透膜一侧的液体施加压力，从而在高压反渗透膜的低压侧得到三级产水，并将三级 产水进行收集;在高压反渗透膜的高压侧得到三级浓缩液；

[0024] ⑺二级成盐处理

[0025] 将步骤6所得三级浓缩液送入二级成盐单元，搅拌，并降温至0〜2°C，使硫酸钠析 出，收集析出的硫酸钠即可。

[0026] 所述步骤1中，超滤膜的孔径为0.05um〜lnm，工作压力0· 1〜0.5Mpa〇

[0027] 所述步骤1中，将矿井水进行澄清预处理后，再送入一级保安系统。

[0028] 所述步骤3中，高级氧化处理过程如下:在紫外光照射下，向步骤(2)处理后的浓水 中投加臭氧，通过紫外光提升臭氧的活化性能，并使臭氧与污染物直接反应，及臭氧与浓水 中其他离子所产生的· OH同污染物进行间接反应，实现高级氧化处理。

[0029] 所述步骤3中，在紫外光照射下，向步骤(2)处理后的浓水中投加臭氧，并将浓水的 pH值调节至5〜10,臭氧的添加量为2〜30mg/L。

[0030] 所述步骤3中，化学除硬处理过程如下：向浓水中添加氢氧化钠、碳酸钠，以去除浓 水中的钙盐、镁盐。

[0031] 所述步骤3中，碳酸钠的添加量为1.0〜5g/L;氢氧化钠的添加量以浓水的pH值计， 浓水的pH值为9.5〜13。

[0032] 所述步骤4中，超滤膜的孔径为0.05um〜lnm，工作压力0· 1〜0.8Mpa〇

[0033] 所述步骤3中，将脱除的污泥进行干燥处理后，进行填埋处理;污泥脱水产生的滤 液返回一级保安系统进行处理。

[0034] 所述步骤5中，调节滤液pH值至6〜7，分盐系统的操作压力为0.5〜3.8Mpa。

[0035] 所述步骤5中，将分盐产水收集，其主要成分为氯化钠，并对其中的氯化钠进行分 离、收集，得氯化钠产品。

[0036] 所述步骤5中，将分盐产水收集，经二级浓缩系统的反渗透膜浓缩，并将浓缩所得 浓缩液送入一级成盐单元进行蒸发结晶，分离得到氯化钠产品。

[0037] 所述步骤6中，调节分盐浓水的pH值至6〜7,深度浓缩系统的操作压力为6.5〜 7.OMpa〇

[0038] 所述步骤7中，硫酸钠析出后所得母液返回至步骤3中，进行化学处理。

[0039] 所述步骤7中，二级成盐单元的析晶温度为0〜2°C，搅拌速度为100RPM〜3000RPM。

[0040] 综上所述，本发明提供一种矿井水资源化处理工艺，尤其适用于高硫酸盐、高永久 性硬度水的矿井水。本发明中，废水经深度处理后能够达到《城市污水再生利用工业用水水 质》(GB/T19923-2005)乃至更高要求，既可用于工矿企业生产，也能满足《农田灌溉水质标 准》(GB 5084-2005)，实现废水99%以上的综合利用。特殊的硫酸钠分离工艺可满足《工业 无水硫酸钠》(GB/T 6009-2014)中I类一等品要求。处理过程中产生的污泥为一般工业固体 废弃物，经脱水后送至填埋场进行填埋处置。

[0041] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

[0042] (1)具有废水回收利用率高，资源化程度高和盐纯度高的特点，高级氧化工艺段在 去除有机物、破除胶体的同时实现了消毒灭活过程，避免了氯离子的引入；

[0043] (2)可实现废水零排放，废水回用率99%以上，提高固废和副产物资源化利用价 值，Na2SO4纯度达到99 %以上，易于综合利用；

[0044] (3)处理后出水水质达到《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T19923-2005)以 及《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)要求，可用于工业生产、农业灌溉、水产养殖以及城 市绿化等;经处理后水回收利用率可达99 %以上，得到的Na2SO4纯度彡99 %，满足《工业无水 硫酸钠》(GB/T6009-2014)中I类一等品纯度的要求；

[0045] ⑷通过科学调控离子平衡，使工艺性能更加稳定，有效延缓了膜污染；

[0046] ⑸通过对SiO2的去除，从根本上解决了膜流道结垢堵塞问题；

[0047] ⑹工艺流程简单，耐冲击负荷强，安全可靠，运行管理方便；

[0048] (7)本发明灵活性强，能实现废水梯度净化、分质利用，最大程度地降低废水资源 化利用成本，具有较高的应用价值。

附图说明

[0049] 本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

[0050] 图1为实施例1的工艺流程图。

[0051] 图2为硫酸钠、氯化钠的溶解温度曲线图。

具体实施方式

[0052] 本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥 的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

[0053] 本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的 替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子 而已。

[0054] 实施例1

[0055] 本实施例进行矿井水资源化处理的步骤如下。

[0056] (1) 一次过滤处理

[0057] 经澄清预处理后的矿井水送入一级保安系统，通过一级保安系统的超滤膜进行过 滤处理。本发明中，一级保安系统主要用于截留去除水中的悬浮物、胶体、微粒、细菌和病毒 等大分子物质，减少后续工艺单元处理负荷。本方法中的一级保安系统采用超滤膜，超滤是 介于微滤与纳滤之间，且三者之间无明显的分界线，超滤膜的孔径在〇.〇5um〜Inm之间，操 作压力为0.1〜〇.5Mpa，悬浮物去除率大于99%。一次过滤处理作为预浓缩系统的保安过 滤，降低废水中的SS。

[0058] (2)预浓缩处理

[0059] 经一级保安系统处理后的废水进入预浓缩系统进行反渗透处理。其中，预浓缩系 统采用反渗透，反渗透表面微孔的直径一般在0.5〜IOnm之间，是以压力差为推动力，从溶 液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的液体施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂 会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即产水;高压侧得 到浓缩的溶液，即浓缩液。本方法中，预浓缩系统操作压力为2.0〜3.5Mpa，产水率为82 %〜 85%，从而减少后端分盐系统水力负荷，其中产水主要污染物浓度为溶解性总固体25〜 40mg/L，电导率45〜60yS/cm，硫酸盐10〜15mg/L，氯化物2〜3mg/L，钠8〜12mg/L，达到资源 化利用要求。

[0060] 经一级保安系统处理后的废水进入预浓缩系统，减少后端分盐系统水力负荷，浓 水进入化学处理系统进一步处理，产水收集。由于原水含有有机胶体、Si〇2、Ca2+、Mg2+等污染 物，经过浓缩后的废水中污染物的浓度进一步提高，直接进行分盐系统可能导致堵塞和结 垢，加入化学药剂进行处理，同时能除去废水中HCOA避免后期碳酸盐的生成。

[0061] (3)化学处理

[0062] 本工艺中，化学处理系统分为两部分:AOPs (高级氧化)和ROHs (化学除硬）。

[0063] AOPs (高级氧化）：预浓缩系统的浓缩液在紫外光的照射下，投加臭氧，在该条件 下，主要由臭氧同污染物直接反应及臭氧与溶液中其他离子所产生的· OH同污染物的间接 反应两种方式共同完成，另外采用无极紫外灯作为紫外光源，在紫外光的照射下，臭氧的活 化性能得到大大提高。

[0064] 为研究AOPs (高级氧化)对浓水的处理效率，并用COD的去除率为评价指标，开展了 PH值对氧化效率的影响、不同浓度臭氧对浓缩液的处理效率实验。

[0065] A.不同pH值对氧化效率的影响

[0066] 用10 % H2S〇4将体系的pH值分别调整为4.23、5.16、6.14,用10% NaOH将体系的pH值 分别调整为8.07、9.12。处理水量0.20m3/h，臭氧投加浓度为6mg/L，进行O3氧化反应，实验氧 化结果如下表1所示。

[0067] 表1

[0069] 从上表1可见，pH值对O3氧化效率影响明显，随溶液pH值升高，C㈤的O3氧化去除率 增加，当PH值大于8，C0D的O3氧化去除率降低。当pH约为8时，O3氧化Ih即可去除水中约 83.62% 的 C0D。

[0070] B、不同浓度O3对COD的处理效果

[0071] 用10%Na0H将体系的pH值调整到8左右，处理水量0.20m3/h;03投加量分别为2mg/ 1、611^/1、1〇11^/1;不同〇3投加量氧化去除(1)0的结果见下表2。

[0072] 表2

[0074] 由上表2可见，随着O3投加量的升高，COD的去除率增大，当O3投加量为2mg/L时，反 应60min后COD去除了54 · 39 %。而6mg/L的O3氧化60min后可将COD去除84 · 07 %。而10mg/L的 O3氧化60min后可将COD去除83.90 %。

[0075] ROHs (化学除硬）：预浓缩系统的浓缩液中含有大量Ca2+、Mg2+，为防止分盐系统堵 塞和结垢，需通过投加化学药剂NaOH和Na2CO3，Ca2+、Mg2+主要以Mg (OH) 2和CaCO3的形式去除， 使浓缩液的总硬度（以CaCO3计)小于50mg/L。另外，通过投加NaOH和Na2CO3调控离子平衡，使 工艺性能更加稳定，有效延缓了膜污染。

[0076] 为研究ROHs (化学除硬)对浓缩液的处理效率，并用总硬度（以Ca⑶3计）的去除率 为评价指标，开展了 PH值对除硬效率的影响、不同Na2CO3投加量对浓缩液的处理效率实验。

[0077] A、不同Na2CO3投加量对除硬的处理效果

[0078] 用10 %NaOH将体系的pH值调整到11.5左右，处理水量0.20m3/h; Na2CO3投加量分别 为2.0g/L、2.2g/L、2.4g/L、2.6g/L;不同Na2CO3投加量去除总硬度（以Ca⑶3计）的结果见下 表3 〇

[0079] 表3

[0081] 由上表3可见，随着Na2CO3投加量的升高，总硬度（以Ca⑶3计）的去除率增大，当 Na2CO3投加量大于2.4g/L时，反应后总硬度似CaCO3计)小于50mg/L，去除率大于98%。

[0082] B、不同pH对除硬的处理效果

[0083] 用 10 % NaOH 将体系的 pH 值调整到 10.5、11、11.5、12,处理水量 0 · 20m3/h，Na2CO3 投 加量为2.4g/L，不同pH去除总硬度（以CaCO3计）的结果见下表4。

[0084] 表4

[0086] 由上表4可见，随着pH升高，总硬度似CaCO3计）的去除率增大，当pH大于11.5时， 反应后总硬度（以CaCO3计)小于50mg/L，去除率大于98 %。

[0087] ⑷二级保安处理

[0088] 经化学处理后的浓液直接进入二级保安系统，二级保安系统采用超滤膜，经化学 处理后的浓缩液无需进行沉淀，可直接进入二级保安系统。超滤膜的孔径在0.05um〜Inm之 间，操作压力为〇. 1〜〇.5Mpa，主要用于截留去除水中的Mg (OH) 2和CaCO3组成的悬浮物，减少 后续工艺单元处理负荷。通过二级安保系统的超滤膜进行二次过滤，有效去除其中的悬浮 物。

[0089] 经二级保安系统后废水中总硬度（以Ca⑶3计）小于50mg/L，悬浮物小于5mg/L;浓 液主要成分为Mg (OH) 2和CaCO3，经脱水处理后可得含水率小于60%的污泥，外运至填埋场进 行处置，污泥脱水滤液回至一级保安过滤系统。

[0090] (5)分盐处理

[0091] 分盐系统主要用于将步骤4所得废水中的SO42-与废水中的一价阴离子分离，以便 得到纯净的Na2SO4,可达到资源化利用要求。分盐系统采用荷电纳滤膜，纳滤是一种介于反 渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程，纳滤膜的孔径范围在几个纳米左右。荷电纳滤膜 对无机盐有一定的脱除率，它允许溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子(一价离子)透 过，而截留大分子量溶质及二价或二价以上离子(尤其是阴离子），截留率可达98%以上。

[0092] 将二级保安处理后所得滤液送入分盐系统中，通过分盐系统的荷电纳滤膜进行分 盐处理，分别得到分盐产水、分盐浓水，将分盐浓水送入深度浓缩系统进行处理。

[0093] 本发明中，分盐系统的操作压力为0.5〜2Mpa，pH值为6〜7,产水率为83%〜86%， 其分盐产水中主要成分为NaCl，分盐产水可进行资源化利用。当资源化利用对水中的Cr要 求较高时，需要采用一次成盐系统进行NaCl分离；浓缩液（即分盐浓水）中主要成分为 Na2SO4，还含有少量的Cl' Ca2+、Mg2+等。

[0094] ⑹一次成盐处理

[0095] 本方法中的一次成盐处理属于备用处理系统，当资源化利用对水中的Cr要求较 高时，用于净化分盐系统的产水，分离NaCl。分盐产水先经二级浓缩进行处理，二级浓缩采 用反渗透膜浓缩，二级浓缩产水主要污染物浓度为溶解性总固体25〜40mg/L，电导率45〜 60yS/cm，硫酸盐10〜15mg/L，氯化物2〜3mg/L，钠8〜12mg/L，达到资源化利用要求。浓缩液 TDS含量达到10%，主要成分为NaCl，浓缩液进入一级成盐单元。一级成盐单元采用蒸发结 晶的方式，分离所得NaCl，冷凝水达到资源化利用要求。

[0096] ⑺深度浓缩处理

[0097] 本方法中的深度浓缩系统主要用于处理分盐系统的浓缩液，降低二级成盐单元的 水力负荷。深度浓缩系统采用高压反渗透膜，对膜一侧的液体施加压力，当压力超过它的渗 透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即产 水，对所得产水进行收集;高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。

[0098] 本方法中，深度浓缩单元操作压力为6.5〜7. OMpa，pH值为6〜7，产水率为50 %〜 55%，其中产水主要污染物浓度为溶解性总固体350〜40011^/1，电导率500〜55(^3/〇11，硫 酸盐150〜200mg/L，氯化物3〜5mg/L，钠100〜110mg/L，总硬度（以CaC〇3计）1〜3mg/L，达到 资源化利用要求。浓缩液溶解性总固体达到145000mg/L以上，其中主要成分为Na2S04。

[0099] ⑻二级成盐处理

[0100] 本方法中的二级成盐单元用于分离、回收、提纯深度浓缩液中的Na2S〇4，使其达到 资源化利用要求。分盐系统浓水经深度浓缩系统进一步浓缩后，浓液中TDS含量达到15%后 进入二级成盐单元，深度浓缩系统产水进入清水池。深度浓缩浓水经过二级成盐单元进行 成盐，分离所得Na2SO4纯度达99.5 %以上；由于浓缩后的母液中Ca2+，Mg2+进一步升高，母液 回流至化学处理系统。

[0101] 本方法中的二级成盐单元采用冷冻分离的方式，其理论基础是在低温环境下，一 般是〇〜30°C，硫酸钠和氯化钠的溶解度随温度的变化显著不同而实现两种盐分离。

[0102] 图2给出了硫酸钠、氯化钠的溶解度曲线图。从图2中可以看出，在30°C时，硫酸钠 的溶解度为48g，氯化钠的溶解度为36.3g，当温度降低到(TC时，硫酸钠的溶解度为4.9g，而 氯化钠的溶解度为35.7g。因此，在对体系进行降温的过程中，慢慢的会有硫酸钠晶体产生， 并随着溶液温度的不断降低，晶体颗粒逐渐长大，最终从溶液中沉降分离出来。

[0103] 为研究温度和搅拌速度对浓缩液中Na2S〇4分离的影响，并用Na2S〇4的产量和纯度 作为评价指标，开展了不同温度和不同搅拌速度对Na2SO4分离效率的实验。

[0104] A.不同温度对Na2S〇4分离效率的影响

[0105] 将14 %Na2SO4和0.5 % NaCl组成的溶液体系温度分别控制在-2 °C、0 °C、2 °C、4 °C，水 量为50L，搅拌速度300RPM，实验结果如下表5所示。

[0106] 表5

[0108] 由上表5可知，体系温度的变化对Na2SO4分离效率影响明显，温度越低，结晶盐产量 和纯度均增加，2 °C较4 °C增加明显，2 °C以下变化不大。

[0109] B.不同搅拌速度对Na2S〇4分离效率的影响

[0110] 将14%Na2S〇4和0.5%NaCl组成的溶液体系温度控制在2°C，水量为50L，搅拌速度 分别为1〇〇1«^、3001«^、5001«^、7001«^，实验结果如下表6所示。

[0112]由上表6可知，搅拌速度的变化对结晶盐产量影响不明显，但对结晶盐的纯度影响 较显著，搅拌速度越低，结晶盐纯度较低，从100RPM到300RPM增加明显，300RPM以上变化不 大。

[0113] ⑼矿井水处理结果

[0114] 经澄清后的矿井水进入一级保安系统，处理进水量30m3/h，控制操作压力0.2〜 0.25Mpa，预浓缩系统控制操作压力2.15〜2.251^»，控制产水率为85%;化学处理系统处理 进水量6m3/h，用10%Na0H将体系的pH值调整为8左右，臭氧投加量6mg/L，反应时间60min; 用10%Na0H将体系的pH值调整为11.5左右，Na2CO3投加量为2.4g/L，二级保安系统控制操作 压力0 · 51〜0 · 59Mpa，分盐系统控制操作压力2 · 7〜3 · OMpa，用10%H2S〇4将体系的pH值控制 在6〜7,控制产水率为85 %;深度浓缩系统处理进水量lm3/h，控制操作压力6.5〜6.8Mpa， 控制产水率为50 % ;二级成盐单元处理水量0.5m3/h，控制体系温度为0〜2°C，搅拌速度 300RPM，以溶解性总固体、总硬度（以CaCO3计）、SS、COD、钠、氯化物、硫酸盐、硫酸钠产量及 纯度作为评价指标，效果见下表7所示。

[0115] 表7

[0116]

[0117] 同时，经测定，无水硫酸钠产量为39.81kg/h，硫酸钠纯度为99.6%。

[0118] 本实施例中，废水经深度处理后能够达到《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/ T19923-2005)，既可用于工矿企业生产，也能满足《农田灌溉水质标准；KGB 5084-2005)，实 现废水99%以上的综合利用。分离所得硫酸钠满足《工业无水硫酸钠》(GB/T 6009-2014)中 I类一等品要求。

[0119] 上述实验结果进一步表明，采用本发明处理矿井水是可行的，并且具有较好的效 果。本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特 征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1. 一种矿井水资源化处理方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 一次过滤处理 将澄清预处理后的矿井水送入一级保安系统，通过一级保安系统的超滤膜进行一次过 滤处理，以降低废水中的SS; (2) 预浓缩处理 将经步骤（1)中一级保安系统处理后的废水进入预浓缩系统进行反渗透处理，反渗透 处理的工作压力为2.0〜3.5Mpa，在预浓缩系统分别得到产水、浓水，将产水进行收集，将浓 水送入化学处理系统进行处理； (3) 化学处理 将步骤（2)处理后的浓水送入化学处理系统，分别进行高级氧化、化学除硬处理后，再 进入二级保安系统； (4) 二级保安处理 经化学处理后的浓液直接进入二级保安系统，通过二级安保系统的超滤膜进行二次过 滤，去除其中的悬浮物，得到二级浓水;将二级浓水进行浓缩，去除其中的污泥，并将所得滤 液送入分盐系统处理； (5) 分盐处理 将二级保安处理后所得滤液送入分盐系统中，通过分盐系统的荷电纳滤膜进行分盐处 理，分别得到分盐产水、分盐浓水，将分盐浓水送入深度浓缩系统进行处理，将分盐产水进 行收集； (6) 深度浓缩处理 将分盐浓水送入深度浓缩系统进行处理，深度浓缩系统采用高压反渗透膜，对高压反 渗透膜一侧的液体施加压力，从而在高压反渗透膜的低压侧得到三级产水，并将三级产水 进行收集;在高压反渗透膜的高压侧得到三级浓缩液； (7) 二级成盐处理 将步骤6所得三级浓缩液送入二级成盐单元，搅拌，并降温至O〜2°C，使硫酸钠析出，收 集析出的硫酸钠即可。

2. 根据权利要求1所述矿井水资源化处理方法，其特征在于，所述步骤1中，超滤膜的 孔径为〇.〇5觀~1]1111，工作压力0.1~0.5]\^)已。

3. 根据权利要求1所述矿井水资源化处理方法，其特征在于，所述步骤3中，高级氧化处 理过程如下：在紫外光照射下，向步骤(2)处理后的浓水中投加臭氧，通过紫外光提升臭氧 的活化性能，并使臭氧与污染物直接反应，及臭氧与浓水中其他离子所产生的·〇Η同污染物 进行间接反应，实现高级氧化处理。

4. 根据权利要求3所述矿井水资源化处理方法，其特征在于，所述步骤3中，在紫外光照 射下，向步骤(2)处理后的浓水中投加臭氧，并将浓水的pH值调节至5〜10,臭氧的添加量为2 ~30mg/L〇

5. 根据权利要求1〜4任一项所述矿井水资源化处理方法，其特征在于，所述步骤3中，化 学除硬处理过程如下：向浓水中添加氢氧化钠、碳酸钠，以去除浓水中的钙盐、镁盐。

6. 根据权利要求5所述矿井水资源化处理方法，其特征在于，所述步骤3中，碳酸钠的添 加量为1. 〇〜5g/L;氢氧化钠的添加量以浓水的pH值计，浓水的pH值为9.5〜13。

7. 根据权利要求1所述矿井水资源化处理方法，其特征在于，所述步骤4中，超滤膜的 孔径为0.05 um〜I nm，工作压力0.1〜0.8 Mpa0

8. 根据权利要求1所述矿井水资源化处理方法，其特征在于，所述步骤5中，调节滤液pH 值至6〜7，分盐系统的操作压力为0 · 5〜3 · 8Mpa。

9. 根据权利要求1〜8任一项所述矿井水资源化处理方法，其特征在于，所述步骤5中，将 分盐产水收集，经二级浓缩系统的反渗透膜浓缩，并将浓缩所得浓缩液送入一级成盐单元 进行蒸发结晶，分离得到氯化钠产品。

10. 根据权利要求1所述矿井水资源化处理方法，其特征在于，所述步骤6中，调节分盐 浓水的pH值至6〜7，深度浓缩系统的操作压力为6.5〜7. OMpa。