CN111362453B - 一种高矿化度煤矿矿井水达标处理及资源化利用装置及其使用方法 - Google Patents

一种高矿化度煤矿矿井水达标处理及资源化利用装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高矿化度煤矿矿井水达标处理及资源化利用装置及其使用方法，包括：均质调节池、高密度澄清池、重力式滤池、钠床装置、超滤装置、反渗透装置、回用水箱、臭氧反应池、浓水高密度澄清池、多介质过滤器、浓水弱酸树脂床、浓水超滤装置、纳滤装置、纳滤产水反渗透、浓盐水箱、纳滤产水蒸发浓缩装置、十水碳酸钠冷冻结晶装置、氯化钠蒸发结晶装置、杂盐结晶装置、纳滤浓水箱、纳滤浓水蒸发浓缩装置、十水硫酸钠冷冻结晶装置、树脂再生废液储罐、硫酸钙沉降罐、硫酸钙脱水机等。其具有结构设计合理、减少矿井水脱盐处理的软化药剂消耗、提高系统可靠性、提升盐产品附加值，实现资源的最大化利用等优点。

Description

一种高矿化度煤矿矿井水达标处理及资源化利用装置及其使 用方法
技术领域
本发明涉及煤矿矿井水处理技术领域，尤其涉及一种高矿化度煤矿矿井水达标处理及资源化利用装置及其使用方法。
背景技术
煤矿生产中会产生大量的矿井水，我国的煤矿矿井水来源不同，根据矿井水含污染物的特性，一般可将其划分为：洁净矿井水、含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水、酸性矿井水、碱性矿井水等，其中高矿化度矿井水指水中含盐量>1000mg/L，我国煤矿中多以低有机物、高矿化度为主，矿化度含量多在1000-3000mg/L之间，少量达4000mg/L以上，水中的含盐量主要来源于Ca2+ 、Mg2+ 、Na+、SO4 2- 、Cl-、HCO3 -等离子，水质多偏碱性，带苦涩味，其硬度往往较高。因为含盐量较高，会对周边水环境造成不利影响，根据我国地表水环境要求，TDS<1000mg/L，Cl<250mg/L，SO4 2-<250mg/L，原则上要进行脱盐后才能排入周边环境。
目前，国内的脱盐技术多采用反渗透技术，通过化学沉淀的方法先去除水中的硬度和碱度，再经由反渗透多次浓缩分离，产水达标回用或排放，而浓缩得到的高盐水，一般会采用蒸发结晶技术进行制盐，制得的盐产品多以硫酸钠和氯化钠为主，这种工艺技术存在的缺陷主要表现如下：
1、软化药剂消耗量大，成本高，污泥生成量大，在软化过程中，考虑到药剂价格，通常会投加大量的石灰，这会导致生成大量的CaCO3和Mg(OH)2沉淀物。对于永久硬度，往往还还需要增加补充Na2CO3，而对于负硬度，则需要增加CaCl2或CaSO4提高水中的硬度或是采用加酸中和+脱气的方式去除，而两者都会带入SO4或Cl-离子，增加蒸发结晶的系统负荷，且前者还会增加污泥量。另外，软化药剂中有时也会采用烧碱，但烧碱价格昂贵会大大增加系统的运行费用，（石灰价格500-800元/吨，固体烧碱价格2500-3000元/吨 ），因此烧碱一般多作为石灰的补充或对污泥产量有一定限制要求的场合使用。
2、膜系统设计复杂，除了之前的反渗透浓缩和纳滤分盐外，对纳滤的浓水还需要进行进一步的膜浓缩，膜系统设计复杂，物料平衡不容易掌握；
3、对水质波动，尤其是SO4/Cl的比例波动比较敏感，而一旦SO4/Cl发生较大波动，会直接影响后续分盐、二次浓缩及蒸发结晶的处理效果。
4、系统复杂，投资高昂，但产出成品盐附加值过低，系统只能制备出硫酸钠和氯化钠产品，一般市场价只有100-300元/吨，价格太低，基本没有什么经济效益可言，而在某些特定地区，盐也存在销路问题，例如硫酸盐一般主要用于硫化碱、洗涤剂、印染、造纸等行业，但在内蒙及西北地区，该类型企业较少，而外省运送又管理严格、运费高昂，得不偿失。
本发明正是基于该研究背景下而提出一种高矿化度煤矿矿井水达标处理及资源化利用装置及其使用方法。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种高矿化度煤矿矿井水达标处理及资源化利用装置及其使用方法，其具有结构设计合理、减少矿进水脱盐处理的软化药剂消耗、减少污泥量、提升盐产品附加值，实现资源的最大化利用等优点。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案实现：
一种高矿化度煤矿矿井水达标处理及资源化利用装置，其特征在于：所述高矿化度煤矿矿井水达标处理及资源化利用装置包括：均质调节池、高密度澄清池、重力式滤池、钠床装置、超滤装置、反渗透装置、回用水箱、臭氧反应池、浓水高密度澄清池、多介质过滤器、浓水弱酸树脂床、浓水超滤装置、纳滤装置、纳滤产水反渗透、浓盐水箱、纳滤产水蒸发浓缩装置、十水碳酸钠冷冻结晶装置、氯化钠蒸发结晶装置、杂盐结晶装置、纳滤浓水箱、纳滤浓水蒸发浓缩装置、十水硫酸钠冷冻结晶装置、树脂床再生废液储罐、硫酸钙沉降罐、硫酸钙脱水机、管式膜过滤装置、盐水弱酸树脂床、盐水纳滤装置、盐水反渗透装置、氯化钠盐水罐；其中，所述均质调节池分别与待处理矿井水的进水管、高密度澄清池相连接；所述高密度澄清池与重力式滤池相连接；所述重力式滤池与钠床装置相连接；所述钠床装置与超滤装置、树脂床再生废液储罐相连接；所述超滤装置与反渗透装置相连接；所述反渗透装置还分别与回用水箱、臭氧反应池相连接；所述盐水反渗透装置还与回用水箱相连接；所述臭氧反应池与浓水高密度澄清池相连接；所述纳滤浓水蒸发浓缩装置、十水硫酸钠冷冻结晶装置还均与臭氧反应池、回用水箱相连接；所述浓水高密度澄清池与多介质过滤器相连接；所述多介质过滤器与浓水弱酸树脂床相连接；所述浓水弱酸树脂床分别与浓水超滤装置、树脂床再生废液储罐相连接，所述浓水超滤装置与纳滤装置相连接；所述纳滤装置还分别与纳滤产水反渗透装置、纳滤浓水箱相连接；所述纳滤产水反渗透装置还分别与浓盐水箱、回用水箱相连接；所述浓盐水箱与纳滤产水蒸发浓缩装置相连接；所述纳滤产水蒸发浓缩装置还分别与回用水箱、十水碳酸钠冷冻结晶装置相连接；所述十水碳酸钠冷冻结晶装置与氯化钠蒸发结晶装置相连接；所述氯化钠蒸发结晶装置与杂盐结晶装置相连接；所述纳滤浓水箱与纳滤浓水蒸发浓缩装置相连接；所述盐水纳滤装置还与纳滤浓水箱相连接；所述纳滤浓水蒸发浓缩装置与十水硫酸钠冷冻结晶装置相连接；所述十水硫酸钠冷冻结晶装置与硫酸钙沉降罐相连接；所述硫酸钙沉降罐还分别与硫酸钙脱水机、管式膜过滤装置相连接；所述管式膜过滤装置与盐水弱酸树脂床相连接；所述盐水弱酸树脂床还分别与盐水纳滤、树脂床再生废液储罐相连接； 所述盐水纳滤装置与盐水反渗透装置相连接；所述盐水反渗透装置与氯化钠盐水罐、回用水箱相连接；所述氯化钠盐水罐与钠床装置相连接。
作为上述方案的进一步优化，所述重力式滤池的进水端与高密度澄清池的出水端相连接，用于进行二次过滤进一步降低悬浮物，所述重力式滤池包括若干层滤料，所述滤料为不同粒径的石英砂和无烟煤。
作为上述方案的进一步优化，所述钠床装置包括钢制压力容器，所述钢制压力容器内装填有强酸钠型树脂；所述超滤装置的过滤精度为0.01-0.1μm。
作为上述方案的进一步优化，所述反渗透装置包括聚酰胺复合材料制成的苦咸水反渗透膜，回收率控制在80-85%，进水TDS以3000mg/L计，反渗透浓水TDS可达到15000-19000mg/L。
作为上述方案的进一步优化，所述硫酸钙脱水机为连续式真空转鼓式脱水机。
作为上述方案的进一步优化，在所述管式膜过滤装置之前会加入纯碱，用于去除上游硫酸钙沉降罐上清液中未被去除的Ca2+离子，使得出水Ca2+预计在10-20mg/L, SS<0.1mg/L。
本发明上述高矿化度煤矿矿井水达标处理及资源化利用装置的使用方法包括如下步骤：
第一阶段：预处理+软化+预浓缩阶段
1）矿井水先依次经均质调节池、高密度澄清池、重力式过滤池进行混凝沉淀，将pH值控制在8.0-8.5，再经过滤去除矿井水中的悬浮物杂质，再经钠床装置进行软化，将出水硬度可降低至0.03-0.2mmol/L以内，钠床装置内树脂运行一段时间后会失效，可用氯化钠进行再生，再生后高盐再生废液排至树脂再生废液储罐中；
2）经过钠床装置软化处理后的矿井水再经过超滤装置的高精密过滤去除剩余的残留悬浮物，然后送入反渗透装置内进行处理，经过反渗透装置处理后得到反渗透产水至回用水箱，反渗透浓水则送至臭氧反应池待下一阶段处理；
第二阶段：浓水处理+纳滤分盐阶段+纳滤产水浓缩+碳酸钠制盐+氯化钠制盐阶段
3）经过前述反渗透装置处理后，反渗透浓水再经臭氧反应池、浓水高密度澄清池、多介质过滤器进行处理，此时水量已经减少至总水量的15-20%，硬度被重新富集到1.0-1.5mmol/L，再经浓水弱酸树脂床去除被富集的硬度，工作原理同钠床装置，但再生则按照先酸再生，再碱转型的方式进行，再生后酸碱废液排至树脂再生废液储罐中；
4）浓水弱酸树脂床处理后的树脂床产水经浓水超滤装置过滤掉残留的胶体及悬浮物杂质，然后送入纳滤装置进行分盐处置，回收率控制在80-85%，因为自上游开始，均采用树脂软化，矿井水中其他离子并未发生变化，此时水中的离子主要包括Na+、SO4 2-、Cl-、HCO3 -，经纳滤装置分盐后，纳滤装置处理后的产水占进水的80-85%，纳滤产水进入纳滤产水反渗透装置中，纳滤产水主要离子成分以Na+、Cl-、HCO3 -为主，纳滤浓水进入纳滤浓水箱中，纳滤浓水主要离子成分为浓缩后的SO4 2-，而Cl-、HCO3 -的浓度与进水浓度相当；
5）进入纳滤产水反渗透装置处理后的反渗透产水送至回用水箱，反渗透浓水经过浓盐水箱缓冲后送入下一工段，经纳滤产水反渗透装置处理后盐浓度达到到60-80g/L，主要成分为NaHCO3和NaCl；再经过纳滤产水蒸发浓缩装置将盐分蒸发浓缩至200-250g/L，接近盐饱和状态，在蒸发浓缩过程中，NaHCO3分解成Na2CO3和CO2，CO2作为不凝气直接排出， 蒸发浓缩液再经十水碳酸钠冷冻结晶装置降温冷冻处理后析出Na2CO3·10H2O固体；
6）经前述十水碳酸钠冷冻结晶装置析出Na2CO3·10H2O后的冷冻母液再经氯化钠蒸发结晶装置处理后析出氯化钠成品盐；蒸发结晶剩余残留液再经过杂盐结晶装置得到杂盐；
第三阶段：纳滤浓水深度处理阶段
7）进入纳滤浓水箱中的纳滤浓水中含有较高浓度的硫酸钠，按照系统回收率推算，硫酸根浓度为原水硫酸根浓度的25-40倍，浓度最高可达40-55g/L，再通过纳滤浓水蒸发浓缩装置进行蒸发浓缩将纳滤浓水盐分浓缩到20-25%的饱和浓度，然后再经十水硫酸钠冷冻结晶装置进行冷冻处理，将浓缩液温度降低到0℃，由于氯化钠溶解度受温度影响较小而硫酸钠受温度影响较大，低温时溶解度大大降低，因此会有大量Na2SO4·10H2O析出，冷冻母液除一部分回流至臭氧反应池外，一部分与系统低盐分的反渗透产水流至回用水箱，通过调整该部分水量控制最终外排水的盐分及SO4 2-、Cl-浓度；
第四阶段：树脂床再生废液深度处理及循环利用部分
8）前述钠床装置单独收集的高盐再生废液以及树脂床再生废液储罐中的弱酸树脂床再生废液混合后，投入石灰或烧碱调整pH并去除Mg2+，再生废液中高浓度的Ca2+与经过十水硫酸钠冷冻结晶装置处理后得到的Na2SO4·10H2O反应生成CaSO4，由于CaSO4微溶于水，因此过饱和部分会析出，经硫酸钙沉降罐及硫酸钙脱水机处理固液分离后，得到CaSO4石膏副产品；沉降罐上清液再过管式膜过滤装置处理去除残留的硬度及悬浮物后的液体流至盐水弱酸树脂床中，进一步去除残留的硬度，同前述弱酸树脂床相同，其树脂床再生后酸碱废液排至树脂床再生废液储罐中；
9) 经过盐水弱酸树脂床树脂床产水再经盐水纳滤装置将残留硫酸盐和氯化钠分开，此时回收率控制在80-85%，经过盐水纳滤装置处理后得到的盐水纳滤浓水流至纳滤浓水箱，而经过盐水纳滤装置处理后得到的盐水纳滤产水中只有氯化钠，再经盐水反渗透装置二次提浓到6-8%流至氯化钠盐水罐中，氯化钠盐水罐与钠床装置相连将氯化钠盐水罐中的氯化钠又重新作为钠床装置的再生用盐，因此钠床不需要系统额外投加氯化钠，降低了整个的系统软化除硬成本，且无需额外引入新的盐分，同时树脂床再生废液储罐中收集的再生废液为除硫酸根提供了稳定的钙源。
采用本发明的高矿化度煤矿矿井水达标处理及资源化利用装置及其使用方法具有如下有益效果：
1）系统回收利用水中碱度，生产副产Na2CO3.10H2O和NaCl，同时水中的Ca和SO4以CaSO4（也称为石膏）排出系统外，Na2CO3.10H2O的市场价格远高于Na2SO4产品（Na2CO3.10H2O大约在1000-1500元/吨，而Na2SO4大约只有100-300元/吨，且受当地市场影响较大），可作为污水沉淀药剂或是缓冲剂使用，企业自身就可以消化，也可以售给附近污水处理单位；
2）不需要投加过量的石灰/烧碱/纯碱软化药剂，也不需要在传统化学软化工艺中软化后加酸回调，药剂成本减少75%以上，减少了因过量石灰投加额外加入的Ca导致的的过量钙污泥，同时废水Ca2+与SO4 2-结合析出CaSO4，比传统的CaCO3+Na2SO4的泥+盐产品模式更为经济，且CaSO4在有条件的地区可以作为CaSO4石膏售卖，或者用于水泥或是建材，也可作为土壤改良剂等等，用途更为广泛且处置更为简单；
3）采用钠床进行除硬处理，可以提高后续反渗透的回收率至80-85%，一般化学软化处理后回收率在70-75%，减少了反渗透浓水处置的规模；
4）采用纳滤分离浓缩了SO4 2-，并减少了纳滤产水的SO4 2-，最大限度的减少了SO4对Na2CO3.10H2O品质的影响，提高了Na2CO3.10H2O的品质；
5）树脂床再生废液处置后作为钠床的再生用药，钠床系统不额外增加盐分，避免了传统化学软化、PH反复调节带入的盐分的“二次污染”以及因此破坏原有盐分比例而对分盐系统造成的影响；
6）将树脂再生废液进行了二次利用，将弱酸树脂床再生废液与钠床再生废液一并作为去除SO4 2-的钙源。
7）纳滤分盐浓侧蒸发浓缩+冷冻后的冷冻母液，部分在系统内回流，部分与反渗透产水勾兑外排，避免传统工艺中有机物在系统内的循环累积的风险，同时还能改善反渗透产水含盐量及碱度偏低带来的输送管网的腐蚀问题；同时，通过控制母液回流量，可以适应一定的原水水质波动。
附图说明
附图1为本发明高矿化度煤矿矿井水达标处理及资源化利用装置的结构示意简图。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明高矿化度煤矿矿井水达标处理及资源化利用装置及其使用方法作以详细说明。
一种高矿化度煤矿矿井水达标处理及资源化利用装置，所述高矿化度煤矿矿井水达标处理及资源化利用装置包括：均质调节池1、高密度澄清池2、重力式滤池3、钠床装置4、超滤装置5、反渗透装置6、回用水箱7、臭氧反应池8、浓水高密度澄清池9、多介质过滤器10、浓水弱酸树脂床11、浓水超滤装置12、纳滤装置13、纳滤产水反渗透装置14、浓盐水箱15、纳滤产水蒸发浓缩装置16、十水碳酸钠冷冻结晶装置17、氯化钠蒸发结晶装置18、杂盐结晶装置19、纳滤浓水箱20、纳滤浓水蒸发浓缩装置21、十水硫酸钠冷冻结晶装置22、树脂床再生废液储罐23、硫酸钙沉降罐24、硫酸钙脱水机25、管式膜过滤装置26、盐水弱酸树脂床27、盐水纳滤装置28、盐水反渗透装置29、氯化钠盐水罐30；其中，所述均质调节池分别与待处理矿井水的进水管、高密度澄清池相连接；所述高密度澄清池与重力式滤池相连接；所述重力式滤池与钠床装置相连接；所述钠床装置与超滤装置、树脂床再生废液储罐相连接；所述超滤装置与反渗透装置相连接；所述反渗透装置还分别与回用水箱、臭氧反应池相连接；所述盐水反渗透装置还与回用水箱相连接；所述臭氧反应池与浓水高密度澄清池相连接；所述纳滤浓水蒸发浓缩装置、十水硫酸钠冷冻结晶装置还均与臭氧反应池、回用水箱相连接；所述浓水高密度澄清池与多介质过滤器相连接；所述多介质过滤器与浓水弱酸树脂床相连接；所述浓水弱酸树脂床分别与浓水超滤装置、树脂床再生废液储罐相连接，所述浓水超滤装置与纳滤装置相连接；所述纳滤装置还分别与纳滤产水反渗透装置、纳滤浓水箱相连接；所述纳滤产水反渗透装置还分别与浓盐水箱、回用水箱相连接；所述浓盐水箱与纳滤产水蒸发浓缩装置相连接；所述纳滤产水蒸发浓缩装置还分别与回用水箱、十水碳酸钠冷冻结晶装置相连接；所述十水碳酸钠冷冻结晶装置与氯化钠蒸发结晶装置相连接；所述氯化钠蒸发结晶装置与杂盐结晶装置相连接；所述纳滤浓水箱与纳滤浓水蒸发浓缩装置相连接；所述盐水纳滤装置还与纳滤浓水箱相连接；所述纳滤浓水蒸发浓缩装置与十水硫酸钠冷冻结晶装置相连接；所述十水硫酸钠冷冻结晶装置与硫酸钙沉降罐相连接；所述硫酸钙沉降罐还分别与硫酸钙脱水机、管式膜过滤装置相连接；所述管式膜过滤装置与盐水弱酸树脂床相连接；所述盐水弱酸树脂床还分别与盐水纳滤、树脂床再生废液储罐相连接； 所述盐水纳滤装置与盐水反渗透装置相连接；所述盐水反渗透装置与氯化钠盐水罐、回用水箱相连接；所述氯化钠盐水罐与钠床装置相连接。
所述重力式滤池的进水端与高密度澄清池的出水端相连接，用于进行二次过滤进一步降低悬浮物，所述重力式滤池包括若干层滤料，所述滤料为不同粒径的石英砂和无烟煤。
所述钠床装置包括钢制压力容器，所述钢制压力容器内装填有强酸钠型树脂；所述超滤装置的过滤精度为0.01-0.1μm。
所述反渗透装置包括聚酰胺复合材料制成的苦咸水反渗透膜，回收率控制在80-85%，进水TDS以3000mg/L计，反渗透浓水TDS可达到15000-19000mg/L。
所述硫酸钙脱水机为连续式真空转鼓式脱水机。
在所述管式膜过滤装置之前会加入纯碱，用于去除上游硫酸钙沉降罐上清液中未被去除的Ca2+离子，使得出水Ca2+预计在10-20mg/L, SS<0.1mg/L。
本发明上述一种高矿化度煤矿矿井水达标处理及资源化利用装置的使用方法包括如下步骤：
第一阶段：预处理+软化+预浓缩阶段
1）矿井水先依次经均质调节池1、高密度澄清池2、重力式过滤池3进行混凝沉淀，将pH值控制在8.0-8.5，再经过滤去除矿井水中的悬浮物杂质，再经钠床装置4进行软化，将出水硬度可降低至0.03-0.2mmol/L以内，钠床装置内树脂运行一段时间后会失效，可用氯化钠进行再生，再生后高盐再生废液排至树脂床再生废液储罐23中；
2）经过钠床装置4软化处理后的矿井水再经过超滤装置5的高精密过滤去除剩余的残留悬浮物，然后送入反渗透装置6内进行处理，经过反渗透装置处理后得到反渗透产水至回用水箱7，反渗透浓水则送至臭氧反应池8待下一阶段处理；
第二阶段：浓水处理+纳滤分盐阶段+纳滤产水浓缩+碳酸钠制盐+氯化钠制盐阶段
3）经过前述反渗透装置6处理后，反渗透浓水再经臭氧反应池8、浓水高密度澄清池9、多介质过滤器10进行处理，此时水量已经减少至总水量的15-20%，硬度被重新富集到1.0-1.5mmol/L，再经浓水弱酸树脂床11去除被富集的硬度，工作原理同钠床装置，但再生则按照先酸再生，再碱转型的方式进行，再生后酸碱废液排至树脂床再生废液储罐23中；
4）浓水弱酸树脂床11处理后的树脂床产水经浓水超滤装置12过滤掉残留的胶体及悬浮物杂质，然后送入纳滤装置13进行分盐处置，回收率控制在80-85%，因为自上游开始，均采用树脂软化，矿井水中其他离子并未发生变化，此时水中的离子主要包括Na+、SO4 2-、Cl-、HCO3 -，经纳滤装置13分盐后，纳滤装置处理后的产水占进水的80-85%，纳滤产水进入纳滤产水反渗透装置14中，纳滤产水主要离子成分以Na+、Cl-、HCO3 -为主，纳滤浓水进入纳滤浓水箱20中，纳滤浓水主要离子成分为浓缩后的SO4 2-，而Cl-、HCO3 -的浓度与进水浓度相当；
5）进入纳滤产水反渗透装置14处理后的反渗透产水送至回用水箱7，反渗透浓水经过浓盐水箱15缓冲后送入下一工段，经纳滤产水反渗透装置14处理后盐浓度达到到60-80g/L，主要成分为NaHCO3和NaCl；再经过纳滤产水蒸发浓缩装置16将盐分蒸发浓缩至200-250g/L，接近盐饱和状态，在蒸发浓缩过程中，NaHCO3分解成Na2CO3和CO2，CO2作为不凝气直接排出， 蒸发浓缩液再经十水碳酸钠冷冻结晶装置17降温冷冻处理后析出Na2CO3·10H2O固体；
6）经前述十水碳酸钠冷冻结晶装置17析出Na2CO3·10H2O后的冷冻母液再经氯化钠蒸发结晶装置18处理后析出氯化钠成品盐；蒸发结晶剩余残留液再经过杂盐结晶装置19得到杂盐；
第三阶段：纳滤浓水深度处理阶段
7）进入纳滤浓水箱20中的纳滤浓水中含有较高浓度的硫酸钠，按照系统回收率推算，硫酸根浓度为原水硫酸根浓度的25-40倍，浓度最高可达40-55g/L，再通过纳滤浓水蒸发浓缩装置21进行蒸发浓缩将纳滤浓水盐分浓缩到20-25%的饱和浓度，然后再经十水硫酸钠冷冻结晶装置22进行冷冻处理，将浓缩液温度降低到0℃，由于氯化钠溶解度受温度影响较小而硫酸钠受温度影响较大，低温时溶解度大大降低，因此会有大量Na2SO4·10H2O析出，冷冻母液除一部分回流至臭氧反应池8外，一部分与系统低盐分的反渗透产水流至回用水箱7，通过调整该部分水量控制最终外排水的盐分及SO4 2-、Cl-浓度；
第四阶段：树脂床再生废液深度处理及循环利用部分
8）前述钠床装置4单独收集的高盐再生废液以及树脂床再生废液储罐23中的弱酸树脂床再生废液混合后，投入石灰或烧碱调整pH并去除Mg2+，再生废液中高浓度的Ca2+与经过十水硫酸钠冷冻结晶装置22处理后得到的Na2SO4·10H2O反应生成CaSO4，由于CaSO4微溶于水，因此过饱和部分会析出，经硫酸钙沉降罐24及硫酸钙脱水机25处理固液分离后，得到CaSO4石膏副产品；沉降罐上清液再过管式膜过滤装置26处理去除残留的硬度及悬浮物后的液体流至盐水弱酸树脂床27中，进一步去除残留的硬度，同前述弱酸树脂床相同，其树脂床再生后酸碱废液排至树脂床再生废液储罐23中；
9）经过盐水弱酸树脂床27树脂床产水再经盐水纳滤装置28将残留硫酸盐和氯化钠分开，此时回收率控制在80-85%，经过盐水纳滤装置处理后得到的盐水纳滤浓水流至纳滤浓水箱20，而经过盐水纳滤装置28处理后得到的盐水纳滤产水中只有氯化钠，再经盐水反渗透装置29二次提浓到6-8%流至氯化钠盐水罐30中，氯化钠盐水罐30与钠床装置4相连将氯化钠盐水罐30中的氯化钠又重新作为钠床装置4的再生用盐，因此钠床不需要系统额外投加氯化钠，降低了整个的系统软化除硬成本，且无需额外引入新的盐分，同时树脂再生废液储罐23中收集的再生废液为除硫酸根提供了稳定的钙源。
本发明部分主要结构的作用及其组成如下：
高密度澄清池，是利用池内积聚的泥渣与原水中的杂质颗粒相互接触、吸附，以达到与清水较快分离的净水构筑物，可充分发挥混凝剂的作用和提高澄清效率。高密度澄清池由两部分组成，包括反应区和澄清区，所述澄清区包括上部的斜管区和下部的污泥浓缩区，其主要结构特点是反应区的导流套筒，以及澄清区内斜板和刮泥机的组合，由于其处理好于一般传统意义的斜板沉淀池和机械加速澄清池，目前国内工程项目的澄清设备多采用此类形式，该澄清可通过加药方式的不同，可以用于化学软化或一般的混凝沉淀处理。本发明主要是采用高密度澄清池这类形式，一般对于大型系统，主体多采用钢筋混凝土结构，对于小系统也可以采用碳钢制，设计进水悬浮物一般不大于1000mg/L。
重力式滤池主要是对高密度澄清池出水用于进行二次过滤进一步降低悬浮物，一般设计进水为澄清池出水，SS<20mg/L，出水SS一般可以做到1-5mg/L，防止后续树脂床被悬浮物堵塞，影响软化效果，重力滤池一般分为单层、双层甚至是三层滤料，通过不同粒径的滤料（一般为石英砂和无烟煤），以达到设想的过滤效果，一般滤速多在8-10m/h，为节约水耗，也多采用气水联合反洗的冲洗模式。
钠床装置是钠离子交换树脂床的简称，其主要结构特点是在一钢制压力容器中填装一定量的强酸钠型树脂。压力容器中设有特殊的布水装置，其中该布水装置对于离子交换器而言，一般分为上布水、下布水和中排布水，通常上排水多采用母支管方式，下排水一般为多孔板和水帽的方式，中排采用的是母支管和T型绕丝的方式进行布水。钠离子交换树脂床内的功能团吸附水中的Ca2+/Mg2+而达到出去水中硬度的目的，而待钠离子交换树脂吸附饱和后，可用高浓度的NaCl溶液进行再生恢复性能，多采用逆流再生方式（再生液流动方向与进水方向相反），一般单级钠床进水硬度在10mmol/L以内，如果超过进水硬度较高，则可考虑两级Na床设计，即在单级钠床出水再串联一级钠床再进行一次离子交换，理论上进水硬度可以放宽到20mmol/L以内，除极个别情况外，大多数矿井水的硬度都不会超过这个范围。出水硬度可在0.03-0.2mmol/L，本发明控制点选择在0.1-0.2mmol/L即可。
超滤装置的过滤精度为0.01-0.1μm，超滤装置进水方式有通常有内压式和外压式分别，多数为有机材料，以中空纤维式和管式最为常见，目前工程上常见得主要是外压式，PVDF材质的中空纤维结构，将多束中空纤维置于同一膜壳内再经浇筑封装后就成为一支膜元件，而多只膜元件并列在一套装置内，则构成一套超滤装置。超滤进水范围一般多为澄清池或传统过滤池出水，进水一般浊度在5-20NTU，SS<10mg/L，最大可在300NTU，SS 100mg/L，一般超滤膜元件数量的选择按照过水通量（单位膜面积所能通过的水量）进行设计，通常地表水和地下数的通量按照40-65L/m2·h设计，水质好时取高值，水质差时取低值。
反渗透装置主要用于盐分与水的分离，同时达到浓缩盐分的目的，反渗透根据操作压力的不同的，分为BWRO(苦咸水反渗透，最大承压41bar)和SWRO（海水反渗透，最大承压83bar，）以及HPRO（超高压反渗透，最大承压120bar），一般根据进水盐分和浓缩倍率来进行选择，如进水TDS<5000mg/L时，多采用BWRO等级，TDS>15000mg/L采用SWRO等级，TDS>70000mg/L选用HPRO等级，反渗透膜目前基本为聚酰胺复合材料，按照结构形式多为卷式或板式，本发明所采用的反渗透膜基本为卷式聚酰胺复合材质，本处反渗透采用BWRO膜元件，回收率控制在80-85%，进水TDS以3000mg/L计，浓水TDS可达到15000-19000mg/L左右。
臭氧发生器是臭氧的产生设备，这已经是市场上的成熟产品，一般以空气或是氧气作为原料，通过高压放电的方式产生臭氧，由于臭氧无法进行保存，通常采用随制随用。
弱酸树脂床的结构形式类似钠床，一般弱酸树脂选用的是D113大孔弱酸性丙稀酸阳离子交换树脂，弱酸树脂床的工交容量（单位体积树脂所能交换的硬度）比钠床要更高，一般在1.6-2.0mol/L，是一般钠床树脂的2倍以上。同时也耐受更高的进水TDS，最高可达50000mg/L，另外，与钠床最大不同的地方主要在于弱酸树脂再生药剂的选择上不是采用氯化钠而是采用HCl和NaOH，一般也是采用多台并联的方式，当然如果进水硬度较高，或是为了节约药剂的消耗，也可以采用两级串联的方式，此时第一级的工交容量会更高一些，出水水质也更稳定，但相应投资也会较高，这要在具体工程项目具体分析选择。
浓水超滤装置同前述超滤装置，但通量一般按低值取，一般为40-45L/m2·h。
树脂床再生废液储罐用于收纳树脂床（包括钠床和弱酸树脂床）再生废液，其结构与一般水箱无甚差别，所需要注意的是要其水罐进水口高度要低于树脂床再生液排口，或者树脂床再生废液经单独收集后汇总入一水箱，该水箱为立式圆筒结构，材质为碳钢衬胶或塑料材质即可，在一些场合也可以考虑地下钢筋混凝土水池，水池要考虑防腐措施。
硫酸钙沉降罐为一带锥底水罐，小规模可采用钢制结构，大规模可考虑混凝土结构，其内置有导流套筒，主要作用为澄清分离析出的硫酸钙沉淀，经沉淀分离后，硫酸钙固体从底部排泥口排出，固体浓度不低于2%，锥底为排泥口，通过排泥泵与污泥脱水机相连接。
固液分离装置主要是用于泥水分离，是一种机械脱水方式，也称为污泥脱水机，分离前主要为含2-3%固体浓度的液体，分离后固体浓度变为25-30%，剩余部分称之为脱水液，脱水液与前述硫酸钙澄清罐的上清液一并送入下一步管式膜过滤装置中进行更精密的固液分离。
管式膜过滤装置是一种特殊形式的内压式物料分离膜元件，由于其过流流道较宽（12.7-25.4mm，而常规超滤膜只有0.7-1.5mm），且采用了大流量错流循环的运行方式，因此能够耐受很高的悬浮物，一般可达2-3%，且过滤精度一般在0.05-0.1um，因此可以用来替代澄清池+过滤滤池，虽然投资高昂，但占地很小，流程短，因此在小规模系统中常有应用。
弱酸树脂床同前述部分，该处主要用于去除管式膜过滤出水残留的硬度，出水硬度可以控制在检测限以内，一般<0.05mmol/L，本发明控制在0.1mmol/L以内即可。
分盐纳滤主要用于浓缩分离水中的高价离子与一价离子，该处的主要用于将SO4 2-从HCO3 -与Cl-中分离浓缩出来，该处纳滤回收率80~85%， 纳滤浓水的SO4 2-浓度是纳滤进水浓度的5~6.5倍，盐水纳滤与前述分盐纳滤的结构及作用非常类似，在本发明中主要用于树脂床再生液中硫酸根与氯根的分离，分离后的纳滤产水几乎只有氯化钠成分，经过二次浓缩后可以作为钠床的再生盐水使用。该处纳滤进水SO4 8000-10000mg/L，纳滤回收率80-85%，预计硫酸根浓度可得到40-55g/L，盐水反渗透装置用于对盐水纳滤的淡水进行二次提浓，满足钠床用氯化钠盐水的浓度要求，本发明采用的是SWRO膜元件，设计值浓水TDS为60-80g/L。
纳滤产水反渗透装置用于将分盐纳滤产水（主要成分为NaHCO3与NaCl）进行进一步的浓缩，本发明中是将分盐纳滤产水的盐分进一步浓缩到TDS 为60-80g/L，此时采用的是海水反渗透SWRO，浓盐水水箱主要是为了接收纳滤产水反渗透的浓水，为进入纳滤产水蒸发浓缩装置提供缓冲，通过蒸发浓缩装置，最终将盐分浓缩至25%左右。纳滤浓水蒸发浓缩装置与之类似。
蒸发浓缩有多种形式，主要包括多效蒸发和MVR蒸发，本发明推荐采用的是MVR蒸发。本装置采用机械蒸汽再压缩技术（MVR），即将蒸发产生的二次蒸汽通过蒸汽压缩机进行升温升压，获取能量后的二次蒸汽返回至蒸发器作为蒸发器的热源再次利用，MVR蒸发设备紧凑，能量利用率高，且占地面积小、所需空间也小，是目前蒸发浓缩工艺中优选的技术之一。
十水碳酸钠冷冻结晶装置与十水硫酸钠冷冻结晶装置非常类似，控制温度在0℃左右（需要说明的是：5℃时，氯化钠与碳酸钠混合溶液中氯化钠溶解度35.3g/100g水，碳酸钠溶解度约为1.2g/100g水，而-5℃时，氯化钠与碳酸钠混合溶液中氯化钠溶解度35.5g/100g水，碳酸钠溶解度约为0.7g/100g水，因此通过降温会大量析出十水碳酸钠，实际控制在氯化钠浓度15-20%，结晶母液中的十水碳酸钠在1-1.5%之间，而为了维持在在冷冻过程中十水碳酸钠较大程度的不断析出，要始终维持在冷冻结晶器中较高的氯化钠浓度，实际是通过将氯化钠结晶器的过饱和母液循环至冷冻结晶器来实现。结晶器一般需要提供足够的时间供晶体形成并长大，一般控制时间为4-6小时，具体要根据物料特性而定。
十水硫酸钠冷冻结晶装置也是控制温度在0℃左右，且其溶解度特性与十水碳酸钠非常近似，通过降温会大量析出十水硫酸钠。与十水碳酸钠冷冻结晶不同的是，由于考虑了冷冻母液循环至前段，大部分的硫酸根又经过纳滤和蒸发浓缩重新富集，在进入十水硫酸钠冷冻结晶器之前，始终能将硫酸钠始终能维持在150-200g/L，处于一个较高的水平，此时只需将冷冻母液Na2SO4控制在3-4%即可保证十水硫酸钠不断的析出，最终达到一平衡状态。
氯化钠结晶装置是连续操作，所采用的温度与饱和蒸汽压相关，一般为降低蒸发温度，会采用抽真空的方法来降低蒸发结晶温度，形成低温闪蒸，本发明建议蒸发结晶温度控制在80-100℃左右，结晶器一般需要提供足够的时间供晶体形成并长大，一般控制时间为4-6小时，具体要根据物料特性而定。
以某煤矿的矿井水为例，反应前，矿井水水质如下表：
项目 mg/L mmol/L
NH<sub>4</sub><sup>+</sup> 0.05 0.0
Na<sup>+</sup> 862 37.5
K<sup>+</sup> 8.6 0.2
Ca<sup>2+</sup> 30 1.5
Mg<sup>2+</sup> 5 0.4
总阳离子 905.65 39.6
Cl 435 12.3
SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> 400 8.3
HCO<sub>3</sub><sup>-</sup> 1100 18.0
CO<sub>3</sub><sup>2-</sup> 15 0.5
F 8.5 0.4
NO<sub>3</sub><sup>-</sup> 4 0.1
总阴离子 1962.5 39.6
SiO<sub>2</sub> 12.5
TDS 2880.7
PH 8.5
COD 20
水量 20000m<sup>3</sup>/d
其水质特点是高TDS、高碱度、低COD，要求处理后水质满足地表水III类标准，TDS<1000mg/L，SO4 2-<250mg/L，Cl-<250mg/L；
传统的处理方法是化学软化后用膜进行浓缩，然后采用NF分盐工艺进行处理，NF产水浓缩后制备氯化钠，纳滤浓水采用冷冻法制备十水硫酸钠后再进行重结晶制备无水硫酸钠；
采用化学软化，由于本水质碱度远高于硬度，因此需先加硫酸脱气去除多余的碱度，需要消耗大量的硫酸，而去除硬度还需要投加石灰和烧碱，再考虑用树脂床去除残留的硬度，根据核算，药剂成本在1.5-2.0元/m3左右，且由于投加硫酸带入的硫酸根，水中的硫酸根会增加到1000mg/L以上，系统最终只能得到30-35t/d硫酸钠和8-10t/d氯化钠两种产品，
预计收益约：35t/d*300元/t+10t/dx150元/t=12000元/d。
而采用本发明工艺，根据核算，软化部分的药剂成本仅需0.3-0.6元/m3（主要包括树软化树脂消耗的酸碱以及处理再生废液用硫酸钠除硬后去除残留硬度所补充的部分石灰/烧碱及纯碱消耗），但系统能得到30-32t/d的十水碳酸钠以及9-11t/d氯化钠产品（需要说明的是：氯化钠产量相比传统工艺增加是因为CaCl2药剂带入，CaCl2的投加时为了匹配硫酸根与Ca2+的比例，确保硫酸钠冷冻结晶制的十水硫酸钠能全部被消耗掉，不然这部分多余的硫酸根会最终带入外排水导致外排水硫酸根上升，反之，在一些硬度较高的场合，还要额外补充Na2SO4,这是这个工艺中最核心的控制点，由于工业氯化钙的价格大约在400-800元/吨，因此这部分的量对成本影响很小），且十水碳酸钠能满足工业碳酸钠Ⅱ类一等品标准（GB210.1-2004），氯化钠能满足精制工业盐工业干盐二级标准（GB/T5462-2015工业盐）。
此时预计收益为：30t/d*1000元/t+10t/d*150元/t=31500元/d。
相比传统工艺，药剂成本节约70-75%，而产品盐收益增加了2.5倍以上，如果再算上副产CaSO4的收益，收益更为可观。因此本工艺尤其适用于碱度/硬度较高的矿井水的处理。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高矿化度煤矿矿井水达标处理及资源化利用装置，其特征在于：所述高矿化度煤矿矿井水达标处理及资源化利用装置包括：均质调节池(1)、高密度澄清池(2)、重力式滤池(3)、钠床装置(4)、超滤装置(5)、反渗透装置(6)、回用水箱(7)、臭氧反应池(8)、浓水高密度澄清池(9)、多介质过滤器(10)、浓水弱酸树脂床(11)、浓水超滤装置(12)、纳滤装置(13)、纳滤产水反渗透(14)、浓盐水箱(15)、纳滤产水蒸发浓缩装置(16)、十水碳酸钠冷冻结晶装置(17)、氯化钠蒸发结晶装置(18)、杂盐结晶装置(19)、纳滤浓水箱(20)、纳滤浓水蒸发浓缩装置(21)、十水硫酸钠冷冻结晶装置(22)、树脂床再生废液储罐(23)、硫酸钙沉降罐(24)、硫酸钙脱水机(25)、管式膜过滤装置(26)、盐水弱酸树脂床(27)、盐水纳滤装置(28)、盐水反渗透装置(29)、氯化钠盐水罐(30)；其中，所述均质调节池分别与待处理矿井水的进水管、高密度澄清池相连接；所述高密度澄清池与重力式滤池相连接；所述重力式滤池与钠床装置相连接；所述钠床装置与超滤装置、树脂床再生废液储罐相连接；所述超滤装置与反渗透装置相连接；所述反渗透装置还分别与回用水箱、臭氧反应池相连接；所述盐水反渗透装置还与回用水箱相连接；所述臭氧反应池与浓水高密度澄清池相连接；所述纳滤浓水蒸发浓缩装置、十水硫酸钠冷冻结晶装置还均与臭氧反应池、回用水箱相连接；所述浓水高密度澄清池与多介质过滤器相连接；所述多介质过滤器与浓水弱酸树脂床相连接；所述浓水弱酸树脂床分别与浓水超滤装置、树脂床再生废液储罐相连接，所述浓水超滤装置与纳滤装置相连接；所述纳滤装置还分别与纳滤产水反渗透装置、纳滤浓水箱相连接；所述纳滤产水反渗透装置还分别与浓盐水箱、回用水箱相连接；所述浓盐水箱与纳滤产水蒸发浓缩装置相连接；所述纳滤产水蒸发浓缩装置还分别与回用水箱、十水碳酸钠冷冻结晶装置相连接；所述十水碳酸钠冷冻结晶装置与氯化钠蒸发结晶装置相连接；所述氯化钠蒸发结晶装置与杂盐结晶装置相连接；所述纳滤浓水箱与纳滤浓水蒸发浓缩装置相连接；所述盐水纳滤装置还与纳滤浓水箱相连接；所述纳滤浓水蒸发浓缩装置与十水硫酸钠冷冻结晶装置相连接；所述十水硫酸钠冷冻结晶装置与硫酸钙沉降罐相连接；所述硫酸钙沉降罐还分别与硫酸钙脱水机、管式膜过滤装置相连接；所述管式膜过滤装置与盐水弱酸树脂床相连接；所述盐水弱酸树脂床还分别与盐水纳滤、树脂床再生废液储罐相连接；所述盐水纳滤装置与盐水反渗透装置相连接；所述盐水反渗透装置与氯化钠盐水罐、回用水箱相连接；所述氯化钠盐水罐与钠床装置相连接；
所述的一种高矿化度煤矿矿井水达标处理及资源化利用装置的使用方法包括如下步骤：
第一阶段：预处理+软化+预浓缩阶段
1)矿井水先依次经均质调节池(1)、高密度澄清池(2)、重力式过滤池(3)进行混凝沉淀，将pH值控制在8.0-8.5，再经过滤去除矿井水中的悬浮物杂质，再经钠床装置(4)进行软化，将出水硬度降低至0.03-0.2mmol/L以内，钠床装置内树脂运行一段时间后会失效，用氯化钠进行再生，再生后高盐再生废液排至树脂床再生废液储罐(23)中；
2)经过钠床装置(4)软化处理后的矿井水再经过超滤装置(5)的高精密过滤去除剩余的残留悬浮物，然后送入反渗透装置(6)内进行处理，经过反渗透装置处理后得到反渗透产水至回用水箱(7)，反渗透浓水则送至臭氧反应池(8)待下一阶段处理；
第二阶段：浓水处理+纳滤分盐+纳滤产水浓缩+碳酸钠制盐+氯化钠制盐阶段
3)经过前述反渗透装置(6)处理后，反渗透浓水再经臭氧反应池(8)、浓水高密度澄清池(9)、多介质过滤器(10)进行处理，此时水量已经减少至总水量的15-20％，硬度被重新富集到1.0-1.5mmol/L，再经浓水弱酸树脂床(11)去除被富集的硬度，工作原理同钠床装置，但再生则按照先酸再生，再碱转型的方式进行，再生后酸碱废液排至树脂床再生废液储罐(23)中；
4)浓水弱酸树脂床(11)处理后的树脂床产水经浓水超滤装置(12)过滤掉残留的胶体及悬浮物杂质，然后送入纳滤装置(13)进行分盐处置，回收率控制在80-85％，因为自上游开始，均采用树脂软化，矿井水中其他离子并未发生变化，此时水中的离子主要包括Na+、SO4 2-、Cl-、HCO3 -，经纳滤装置(13)分盐后，纳滤装置处理后的产水占进水的80-85％，纳滤产水进入纳滤产水反渗透装置(14)中，纳滤产水主要离子成分以Na+、Cl-、HCO3 -为主，纳滤浓水进入纳滤浓水箱(20)中，纳滤浓水主要离子成分为浓缩后的SO4 2-，而Cl-、HCO3 -的浓度与进水浓度相当；
5)进入纳滤产水反渗透装置(14)处理后的反渗透产水送至回用水箱(7)，反渗透浓水经过浓盐水箱(15)缓冲后送入下一工段，经纳滤产水反渗透装置(14)处理后盐浓度达到到60-80g/L，主要成分为NaHCO3和NaCl；再经过纳滤产水蒸发浓缩装置(16)将盐分蒸发浓缩至200-250g/L，接近盐饱和状态，在蒸发浓缩过程中，NaHCO3分解成Na2CO3和CO2，CO2作为不凝气直接排出，蒸发浓缩液再经十水碳酸钠冷冻结晶装置(17)降温冷冻处理后析出Na2CO3·10H2O固体；
6)经前述十水碳酸钠冷冻结晶装置(17)析出Na2CO3·10H2O后的冷冻母液再经氯化钠蒸发结晶装置(18)处理后析出氯化钠成品盐；蒸发结晶剩余残留液再经过杂盐结晶装置(19)得到杂盐；
第三阶段：纳滤浓水深度处理阶段
7)进入纳滤浓水箱(20)中的纳滤浓水中含有较高浓度的硫酸钠，按照系统回收率推算，硫酸根浓度为原水硫酸根浓度的25-40倍，浓度最高达40-55g/L，再通过纳滤浓水蒸发浓缩装置(21)进行蒸发浓缩将纳滤浓水盐分浓缩到20-25％的饱和浓度，然后再经十水硫酸钠冷冻结晶装置(22)进行冷冻处理，将浓缩液温度降低到0℃，由于氯化钠溶解度受温度影响较小而硫酸钠受温度影响较大，低温时溶解度大大降低，因此会有大量Na2SO4·10H2O析出，冷冻母液除一部分回流至臭氧反应池(8)外，一部分与系统低盐分的反渗透产水流至回用水箱(7)，通过调整该部分水量控制最终外排水的盐分及SO4 2-、Cl-浓度；第四阶段：树脂床再生废液深度处理及循环利用部分；
8)前述钠床装置(4)单独收集的高盐再生废液以及树脂床再生废液储罐(23)中的弱酸树脂床再生废液混合后，投入石灰或烧碱调整pH并去除Mg2+，再生废液中高浓度的Ca2+与经过十水硫酸钠冷冻结晶装置(22)处理后得到的Na2SO4·10H2O反应生成CaSO4，由于CaSO4微溶于水，因此过饱和部分会析出，经硫酸钙沉降罐(24)及硫酸钙脱水机(25)处理固液分离后，得到CaSO4石膏副产品；沉降罐上清液再过管式膜过滤装置(26)处理去除残留的硬度及悬浮物后的液体流至盐水弱酸树脂床(27)中，进一步去除残留的硬度，同前述弱酸树脂床相同，其树脂床再生后酸碱废液排至树脂床再生废液储罐(23)中；
9)经过盐水弱酸树脂床(27)树脂床产水再经盐水纳滤装置(28)将残留硫酸盐和氯化钠分开，此时回收率控制在80-85％，经过盐水纳滤装置处理后得到的盐水纳滤浓水流至纳滤浓水箱(20)，而经过盐水纳滤装置(28)处理后得到的盐水纳滤产水中只有氯化钠，再经盐水反渗透装置(29)二次提浓到6-8％流至氯化钠盐水罐(30)中，氯化钠盐水罐(30)与钠床装置(4)相连将氯化钠盐水罐(30)中的氯化钠又重新作为钠床装置(4)的再生用盐，因此钠床不需要系统额外投加氯化钠，降低了整个的系统软化除硬成本，且无需额外引入新的盐分，同时树脂床再生废液储罐(23)中收集的再生废液为除硫酸根提供了稳定的钙源。
2.根据权利要求1所述的一种高矿化度煤矿矿井水达标处理及资源化利用装置，其特征在于：所述重力式滤池的进水端与高密度澄清池的出水端相连接，用于进行二次过滤进一步降低悬浮物，所述重力式滤池包括若干层滤料，所述滤料为不同粒径的石英砂和无烟煤。
3.根据权利要求2所述的一种高矿化度煤矿矿井水达标处理及资源化利用装置，其特征在于：所述钠床装置包括钢制压力容器，所述钢制压力容器内装填有强酸钠型树脂；所述超滤装置的过滤精度为0.01-0.1μm。
4.根据权利要求3所述的一种高矿化度煤矿矿井水达标处理及资源化利用装置，其特征在于：所述反渗透装置包括聚酰胺复合材料制成的苦咸水反渗透膜，回收率控制在80-85％，进水TDS以3000mg/L计，反渗透浓水TDS达到15000-19000mg/L。
5.根据权利要求4所述的一种高矿化度煤矿矿井水达标处理及资源化利用装置，其特征在于：所述硫酸钙脱水机为连续式真空转鼓式脱水机。
6.根据权利要求5所述的一种高矿化度煤矿矿井水达标处理及资源化利用装置，其特征在于：在所述管式膜过滤装置之前会加入纯碱，用于去除上游硫酸钙沉降罐上清液中未被去除的Ca2+离子，使得出水Ca2+预计在10-20mg/L,SS<0.1mg/L。
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