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

一种矿井水资源化处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108862768A
CN108862768A CN201810723437.6A CN201810723437A CN108862768A CN 108862768 A CN108862768 A CN 108862768A CN 201810723437 A CN201810723437 A CN 201810723437A CN 108862768 A CN108862768 A CN 108862768A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
salt
level
processing
reclamation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810723437.6A
Other languages
English (en)
Inventor
谌戡
董立群
李聪
何小芬
林剑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SICHUAN COREMER MATERIALS ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
SICHUAN COREMER MATERIALS ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SICHUAN COREMER MATERIALS ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical SICHUAN COREMER MATERIALS ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201810723437.6A priority Critical patent/CN108862768A/zh
Publication of CN108862768A publication Critical patent/CN108862768A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00Multistage treatment of water, waste water, or sewage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • C02F1/32Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultra-violet light
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/441Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/444Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by ultrafiltration or microfiltration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/469Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
    • C02F1/4693Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis electrodialysis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/725Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/78Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/06Contaminated groundwater or leachate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/05Conductivity or salinity
    • C02F2209/055Hardness
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2301/00General aspects of water treatment
    • C02F2301/08Multistage treatments, e.g. repetition of the same process step under different conditions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F5/00Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents

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
Figure CN108862768AD00081
[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
Figure CN108862768AD00091
[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
Figure CN108862768AD00092
[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
Figure CN108862768AD00101
[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
Figure CN108862768AD00111
[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。
Figure CN108862768AD00112
[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]
Figure CN108862768AD00121
[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。
CN201810723437.6A 2018-07-04 2018-07-04 一种矿井水资源化处理方法 Pending CN108862768A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810723437.6A CN108862768A (zh) 2018-07-04 2018-07-04 一种矿井水资源化处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810723437.6A CN108862768A (zh) 2018-07-04 2018-07-04 一种矿井水资源化处理方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108862768A true CN108862768A (zh) 2018-11-23

Family

ID=64298541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810723437.6A Pending CN108862768A (zh) 2018-07-04 2018-07-04 一种矿井水资源化处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108862768A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109928410A (zh) * 2019-04-04 2019-06-25 山东肥城精制盐厂有限公司 一种药用盐精制工艺
CN112225373A (zh) * 2020-09-24 2021-01-15 深圳德蓝生态环境有限公司 一种矿井水处理方法及系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101360020B1 (ko) * 2013-03-15 2014-02-12 재단법인 한국계면공학연구소 막여과 공정의 전처리 방법 및 이를 이용한 막여과 공정의 전처리 시스템
CN104692574A (zh) * 2014-12-22 2015-06-10 内蒙古久科康瑞环保科技有限公司 一种高含盐废水的处理方法
CN105254106A (zh) * 2015-11-11 2016-01-20 中国华电工程(集团)有限公司 一种高盐废水零排放且盐分离的处理方法及装置
CN105502782A (zh) * 2015-12-07 2016-04-20 湖南湘牛环保实业有限公司 一种煤化工焦化废水水资源和盐回收工艺
CN106430773A (zh) * 2016-09-23 2017-02-22 内蒙古久科康瑞环保科技有限公司 一种针对不同离子浓度的高含盐工业废水的处理方法
CN107720782A (zh) * 2017-10-20 2018-02-23 侯新春 一种从高盐废水分盐制取硫酸钾的工艺及所用系统
CN207130086U (zh) * 2017-06-07 2018-03-23 神华集团有限责任公司 一种含盐废水处理装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101360020B1 (ko) * 2013-03-15 2014-02-12 재단법인 한국계면공학연구소 막여과 공정의 전처리 방법 및 이를 이용한 막여과 공정의 전처리 시스템
CN104692574A (zh) * 2014-12-22 2015-06-10 内蒙古久科康瑞环保科技有限公司 一种高含盐废水的处理方法
CN105254106A (zh) * 2015-11-11 2016-01-20 中国华电工程(集团)有限公司 一种高盐废水零排放且盐分离的处理方法及装置
CN105502782A (zh) * 2015-12-07 2016-04-20 湖南湘牛环保实业有限公司 一种煤化工焦化废水水资源和盐回收工艺
CN106430773A (zh) * 2016-09-23 2017-02-22 内蒙古久科康瑞环保科技有限公司 一种针对不同离子浓度的高含盐工业废水的处理方法
CN207130086U (zh) * 2017-06-07 2018-03-23 神华集团有限责任公司 一种含盐废水处理装置
CN107720782A (zh) * 2017-10-20 2018-02-23 侯新春 一种从高盐废水分盐制取硫酸钾的工艺及所用系统

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
余经海: "《工业水处理技术》", 30 November 1998, 化学工业出版社 *
全国勘察设计注册工程师环保专业管理委员会等: "《注册环保工程师专业考试复习教材.固体废物处置工程技术与实践 第4版》", 31 March 2017, 中国环境出版社 *
冯永训等: "《油田采出水处理设计手册》", 30 September 2005 *
张利民等: "《饮用水水质全过程保障技术研》", 31 December 2008 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109928410A (zh) * 2019-04-04 2019-06-25 山东肥城精制盐厂有限公司 一种药用盐精制工艺
CN109928410B (zh) * 2019-04-04 2021-08-31 山东肥城精制盐厂有限公司 一种药用盐精制工艺
CN112225373A (zh) * 2020-09-24 2021-01-15 深圳德蓝生态环境有限公司 一种矿井水处理方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6764850B2 (ja) ブライン廃水の処理のための方法およびシステム
CN107459200B (zh) 一种高含盐废水盐分资源化回收工艺
JP5873771B2 (ja) 有機性廃水の処理方法及び処理装置
CN106430794A (zh) 一种脱硫废水资源化处理方法及处理系统
CN108264180B (zh) 一种高含盐废水的零排放处理方法及系统
CN104787951A (zh) 一种高含盐废水的处理系统
CN108117206B (zh) 含盐废水零排放处理工艺方法
CN102849879A (zh) 一种反渗透浓水的回用处理工艺
CN105110538B (zh) 一种脱硫废水零排放工艺
CN108117207B (zh) 一种含盐废水零排放处理工艺方法
CN108862768A (zh) 一种矿井水资源化处理方法
CN105439341A (zh) 一种含盐废水处理系统及处理方法
CN105198141B (zh) 一种高温高盐废水的零排放方法
CN203878018U (zh) 一种脱硫废水循环利用及零排放系统
CN105481160B (zh) 一种浓盐水零排放制取工业盐的方法及装置
CN105236627B (zh) 一种造纸尾水中水回用零排放处理方法
CN110316897A (zh) 一种电厂全厂废水零排放及资源化利用的系统和方法
CN102815810B (zh) 脱盐系统和方法
CN104016510B (zh) 一种火电厂反渗透浓水与城市污水交互处理的利用方法
CN204474480U (zh) 一种高含盐废水的处理系统
CN105293803A (zh) 一种高浓度废水的处理方法
CN111003875A (zh) 一种火电厂湿法脱硫废水深度处理组合工艺
CN110683691A (zh) 一种高含盐、高有机物废水处理系统及方法
CN206156914U (zh) 从盐水中生产有用化学品的系统
Pervov et al. Application of reverse osmosis and nanofiltration techniques at municipal drinking water facilities

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 621000 Mianshan Road, Anzhou District, Mianyang City, Sichuan Province (Kechuang Park)

Applicant after: Sichuan Jiuyuan Environmental Technology Co., Ltd.

Address before: 621000 Mianshan Road, Anzhou District, Mianyang City, Sichuan Province (Kechuang Park)

Applicant before: Sichuan Coremer Materials Environmental Protection Technology Co., Ltd.

CB02 Change of applicant information