CN117985902A - 矿井水的处理装置和处理方法 - Google Patents
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Abstract
本申请属于水处理技术领域，提供了一种矿井水的处理装置和处理方法，处理装置包括旋流装置、第一流化结晶装置、沉淀过滤装置、脱碳装置、纳滤组件、反渗透装置和第二流化结晶装置。本申请采用旋流装置、第一流化结晶装置、沉淀过滤装置和脱碳装置进行配合，能够有效对矿井水除硬，不仅占地面积小，脱碳装置产生的二氧化碳回用降低药剂用量。此外，通过纳滤组件、反渗透装置和第二流化结晶装置的配合，实现了矿井水的资源化，避免蒸发结晶技术能耗大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，特别是涉及一种矿井水的处理装置和处理方法。
背景技术
矿井水是指在煤矿开采过程中，所有充入井下采掘空间的水，是煤矿开采过程中所污染的地下水。煤矿矿井水多为高矿化度矿井水，溶解性总固体（TDS）质量浓度大于等于1000mg/L，简单处理后无法利用。同时由于缺乏受纳水体，矿井水排放会造成地表水土流失、盐碱化、植被枯萎等，限制了矿井水的排放。
传统技术中，矿井水零排放工艺主要以预处理+膜浓缩/膜分离+蒸发结晶工艺为主，但预处理存在加药量大运行成本高等问题，而且大部分零排放采用的蒸发结晶工艺更是消耗大量的蒸汽和电，因此如何降低预处理药剂费用以及无蒸发实现零排放是目前迫切需要解决的问题。
发明内容
基于此，本申请一实施例提供了一种零排放、无蒸发和药剂费用低的矿井水的处理装置和处理方法。
第一方面，本申请提供了一种矿井水的处理装置，所述矿井水的处理装置包括：
旋流装置，用于向矿井水中加入沉淀剂并进行旋流处理，去除固体悬浮物；
第一流化结晶装置，用于向所述旋流装置的出水加入晶种、碱性物质和二氧化碳，分别排出含有碳酸钙晶体的污泥以及一级处理矿井水；
沉淀过滤装置，用于对所述一级处理矿井水进行沉淀处理和过滤处理，分别排出一级浓水和一级产水；
脱碳装置：用于调节所述一级浓水的pH至酸性，并对所述一级浓水进行吹脱，分别排出二氧化碳和二级浓水，所述二氧化碳通过第一管路通入所述流化结晶装置内；
纳滤组件，包括一级纳滤装置和二级纳滤装置，所述一级纳滤装置用于对所述二级浓水进行纳滤，分别排出三级浓水和二级产水；所述二级纳滤装置用于对所述二级产水进行纳滤，分别排出四级浓水和三级产水；
反渗透装置，用于对所述三级产水进行反渗透处理，分别排出回用水和化盐水；以及，
第二流化结晶装置，用于向所述三级浓水加入氯化钙形成石膏。
在一些实施方式中，所述沉淀过滤装置包括沿矿井水处理方向依次设置的流化床固液分离器、气浮器、超滤器、离子树脂过滤器和第一反渗透器，所述一级浓水和所述一级产水由所述第一反渗透器排出。
在一些实施方式中，所述一级纳滤装置和所述二级纳滤装置之间还设置有活性炭吸附装置，所述活性炭吸附装置用于去除所述二级产水中的有机污染物。
在一些实施方式中，所述二级纳滤装置产生的所述四级浓水通过第二管路通入所述脱碳装置内。
在一些实施方式中，所述第二流化结晶装置的产水通过第三管路通入所述第一流化结晶装置内。
在一些实施方式中，所述反渗透装置包括沿所述三级产水处理方向依次设置的第二反渗透器和第三反渗透器。
在一些实施方式中，所述第二反渗透器产生的浓水为化盐水。
在一些实施方式中，所述第三反渗透器的产水为回用水，所述第一反渗透器排出的一级产水通过第四管路接入所述第三反渗透器内进行反渗透处理。
在一些实施方式中，所述矿井水的处理装置还包括脱水装置；所述脱水装置包括污泥压滤机和石膏脱水器。
所述污泥压滤机用于对所述第一流化结晶装置产生的污泥以及所述第二流化结晶装置产生的污泥进行脱水处理。
所述石膏脱水器用于对所述第二流化结晶装置产生的石膏进行脱水处理。
在一些实施方式中，所述矿井水的处理装置还包括氧化装置，所述氧化装置设置于所述沉淀过滤装置的出水侧，所述氧化装置用于氧化去除所述一级浓水的有机污染物。
第二方面，本申请提供了一种矿井水的处理方法，所述矿井水的处理方法包括：
向矿井水中加入沉淀剂并进行旋流处理，去除固体悬浮物；然后向矿井水中加入晶种、碱性物质和二氧化碳，进行第一流化结晶处理，形成含有碳酸钙晶体的污泥以及一级处理矿井水；
对所述一级处理矿井水进行沉淀处理和过滤处理，去除固体悬浮物和胶体，得到一级浓水和一级产水；
对所述一级浓水进行脱碳处理，包括：调节所述一级浓水的pH至酸性，并对所述一级浓水进行吹脱，产生二氧化碳和二级浓水，所述二氧化碳输送至所述第一流化结晶处理中；
对所述二级浓水进行一级纳滤处理，产生三级浓水和二级产水，向所述三级浓水中加入氯化钙并进行第二流化结晶处理，形成石膏；
对所述二级产水进行二级纳滤处理，产生四级浓水和三级产水；
对所述三级产水进行反渗透处理，得到回用水和化盐水。
在一些实施方式中，所述四级浓水与所述一级浓水混合进行所述脱碳处理。
在一些实施方式中，所述二级纳滤处理之前，还对所述二级产水进行活性炭去除有机污染物处理。
在一些实施方式中，所述第二流化结晶处理的产水混合至所述旋流处理的出水中进行第一流化结晶处理。
在一些实施方式中，所述反渗透处理包括第二反渗透处理和第三反渗透处理，所述第二反渗透处理的浓水为化盐水，所述第三反渗透处理的产水为回用水。
在一些实施方式中，所述沉淀处理和过滤处理包括依次进行地流化床固液分离、气浮、超滤、离子树脂过滤和第一反渗透处理。
在一些实施方式中，所述第一反渗透处理产生所述一级浓水和所述一级产水，所述一级产水与所述第二反渗透处理的产水混合进行所述第三反渗透处理。
与传统技术相比，本申请至少具有如下有益效果：
本申请采用旋流装置、第一流化结晶装置和沉淀过滤装置的组合对矿井水进行预处理，不仅能够有效降低水质硬度，而且相比于传统技术中高效沉淀池明显降低成本，另外第一流化结晶装置采用脱碳装置产生的二氧化碳进行除硬，降低了药剂用量，且形成可循环利用的固体碳酸钙晶体。此外，本申请中采用脱碳装置、一级纳滤装置、二级纳滤装置、反渗透装置和第二流化结晶装置的组合实现了对矿井水浓水的处理，实现了水的多级回用，包括产生的浓水作为氯碱工业的化盐水使用，且污泥回用处理作为石膏，避免了传统工艺中采用蒸发结晶工艺的高能耗问题。
附图说明
图1为本申请一个实施方式中提供的矿井水的处理装置的示意图。
其中，10-旋流装置；20-第一流化结晶装置；30-沉淀过滤装置；31-流化床固液分离器；32-气浮器；33-超滤器；34-离子树脂过滤器；35-第一反渗透器；40-氧化装置；50-脱碳装置；60-纳滤组件；61-一级纳滤装置；62-活性炭吸附装置；63-二级纳滤装置；70-反渗透装置；71-第二反渗透器；72-第三反渗透器；80-第二流化结晶装置；90-脱水装置；91-污泥压滤机；92-石膏脱水器。
具体实施方式
下面结合实施方式和实施例，对本申请作进一步详细的说明这些实施方式和实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围，提供这些实施方式和实施例的目的是使对本申请公开内容理解更加透彻全面。还应理解，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式和实施例，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下作各种改动或修改，得到的等价形式同样落于本申请的保护范围。此外，在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为充分地理解，应理解，本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
本申请中，“可选地”、“可选的”、“可选”，指可有可无，也即指选自“有”或“无”两种并列方案中的任一种。如果一个技术方案中出现多处“可选”，如无特别说明，且无矛盾之处或相互制约关系，则每项“可选”各自独立。
本申请中，“第一方面”、“第二方面”等中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，不能理解为指示或暗示相对重要性或数量，也不能理解为隐含指明所指示的技术特征的重要性或数量。而且“第一”、“第二”等仅起到非穷举式的列举描述目的，应当理解并不构成对数量的封闭式限定。
本申请中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
本申请中，涉及到数值区间（也即数值范围），如无特别说明，该数值区间内可选的数值的分布视为连续，且包括该数值区间的两个数值端点（即最小值及最大值），以及这两个数值端点之间的每一个数值。如无特别说明，当数值区间仅仅指向该数值区间内的整数时，包括该数值范围的两个端点整数，以及两个端点之间的每一个整数，相当于直接列举了每一个整数。当提供多个数值范围描述特征或特性时，可以合并这些数值范围。换言之，除非另有指明，否则本申请中所公开之数值范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。该数值区间中的“数值”可以为任意的定量值，比如数字、百分比、比例等。“数值区间”允许广义地包括百分比区间，比例区间，比值区间等定量区间。
在本申请提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。除非和本申请的发明目的和/或技术方案相冲突，否则，本申请涉及的引用文献以全部内容、全部目的被引用。本申请中涉及引用文献时，相关技术特征、术语、名词、短语等在引用文献中的定义也一并被引用。本申请中涉及引用文献时，被引用的相关技术特征的举例、优选方式也可作为参考纳入本申请中，但以能够实施本申请为限。应当理解，当引用内容与本申请中的描述相冲突时，以本申请为准或者适应性地根据本申请的描述进行修正。
在传统技术中，矿井水预处理段除硬工艺多采用高效沉淀池，投加药剂多为碳酸钠+液碱/石灰形式，高效沉淀池土建工作量大因此导致零排放工程造价高。另外矿井水零排放末端工艺多采用蒸发结晶出氯化钠/硫酸钠结晶盐，常见的工艺为MVR和多效蒸发结晶，而上述两种工艺均需消耗大量的蒸汽和电从而导致矿井水零排放运行费用偏高。而本申请通过旋流装置、第一流化结晶装置和沉淀过滤装置有效降低矿井水硬度，并且能够后续处理过程中脱碳装置产生的二氧化碳作为药剂，不仅降低了土建成本而且减少了药剂碳酸钠的用量，降低预处理的运行成本。而且本申请在对矿井水浓水处理的过程中采用脱碳装置、一级纳滤装置、二级纳滤装置、反渗透装置和第二流化结晶装置，处理后的水质分别满足回用水要求和氯碱工业的化盐水要求，而且污泥进行处理得到石膏，实现了无蒸发零排放处理矿井水。
需要说明的是，本申请中浓水指的是经过处理后浓缩污染物的输出水，产水指的是污染物部分去除的输出水。以反渗透为例，矿井水经处理后，其反渗透处理后产生的浓缩液（污染物富集）指的是浓水，排出的清洁水（相对浓缩液的污染物浓度低）指的是产水。
本申请第一方面提供了一种矿井水的处理装置，如图1所示，所述矿井水的处理装置包括：
旋流装置10，用于向矿井水中加入沉淀剂并进行旋流处理，去除固体悬浮物；
第一流化结晶装置20，用于向所述旋流装置10的出水加入晶种、碱性物质和二氧化碳，分别排出含有碳酸钙晶体的污泥以及一级处理矿井水；
沉淀过滤装置30，用于对所述一级处理矿井水进行沉淀处理和过滤处理，分别排出一级浓水和一级产水；
脱碳装置50：用于调节所述一级浓水的pH至酸性，并对所述一级浓水进行吹脱，分别排出二氧化碳和二级浓水，所述二氧化碳通过第一管路通入所述流化结晶装置内；
纳滤组件60，包括一级纳滤装置61和二级纳滤装置62，所述一级纳滤装置61用于对所述二级浓水进行纳滤，分别排出三级浓水和二级产水；所述二级纳滤装置62用于对所述二级产水进行纳滤，分别排出四级浓水和三级产水；
反渗透装置70，用于对所述三级产水进行反渗透处理，分别排出回用水和化盐水；
第二流化结晶装置80，用于向所述三级浓水加入氯化钙形成石膏。
本申请采用旋流装置10、第一流化结晶装置20和沉淀过滤装置30的组合对矿井水进行预处理，不仅能够有效降低水质硬度，而且相比于传统技术中高效沉淀池明显降低成本，另外第一流化结晶装置20采用脱碳装置50产生的二氧化碳进行除硬，降低了药剂用量，且形成可循环利用的固体碳酸钙晶体。此外，本申请中采用脱碳装置50、一级纳滤装置61、二级纳滤装置62、反渗透装置70和第二流化结晶装置80的组合实现了对矿井水浓水的处理，实现了水的多级回用，包括产生的浓水作为氯碱工业的化盐水使用，且污泥回用处理作为石膏，避免了传统工艺中采用蒸发结晶工艺的高能耗问题。
本申请中矿井水先进入旋流装置10，旋流装置10是一种将物理、化学反应有机融合在一起，且集成了直流混凝、临界絮凝、离心分离、污泥致密技术，短时间内（25min~30min）在同一罐体中完成废水快速多级净化。其对固体悬浮物的去除率高达99%，对于矿井水煤泥夹带有机污染物的去除率能够达到40%~70%。与第一流化结晶装置20相配合，能够有效保证第一流化结晶装置20除硬的结晶效果。
可选地，所述旋流装置10中沉淀剂包括聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）；进一步可选地，PAC在矿井水中的投加量为20mg/L~40mg/L；PAM投加量为0.5mg/L~1.5mg/L。
本申请中第一流化结晶装置20通过投加晶种、液碱和二氧化碳等，使矿井水中钙离子生成碳酸钙晶体，并且生成的碳酸钙晶体直接附着在晶种表面生长，最终形成平均直径为1mm~3mm的碳酸钙晶体，有效降低矿井水中的硬度。其中，与高效沉淀池反应中钙离子生产碳酸钙沉淀相比，本申请形成的碳酸钙晶体可以循环利用。此外，第一流化结晶装置20的上升流速可达到60m/h~100m/h，因此单套结晶造粒装置处理量大，可以替代高效沉淀池，从而节约了大量的土建成本，且能够回收了后续脱碳装置50产生的二氧化碳从而可以降低除硬的药剂费用，处理后水中的钙离子能够达到20mg/L以下。
可选地，碱性物质包括碱液和碳酸钠中的至少一种。
可选地，所述第一流化结晶装置20中还加入活性炭。所述活性炭加入后能够去除部分矿井水中的有机污染物。
可选地，所述第一流化结晶装置20中的pH≥10，优选为11.5。
本申请中脱碳装置50中通过将一级浓水进行酸化，从而在曝气吹脱的过程中去除二氧化碳，降低碱度。
可选地，所述脱碳装置50中的pH≤5，优选为4.2。进一步可选地，酸化过程中采用的酸化剂包括硫酸。
本申请中一级纳滤处理的浓水经过第二流化结晶装置80处理，通过加入氯化钙能够去除浓水中的硫酸根，形成的污泥主要组成为石膏。进一步地，对污泥进行脱水处理，石膏含水率≤55%。
在一些实施例中，所述沉淀过滤装置30包括沿矿井水处理方向依次设置的流化床固液分离器31、气浮器32、超滤器33、离子树脂过滤器34和第一反渗透器35，所述一级浓水和所述一级产水由所述第一反渗透器35排出。
本申请中流化床固液分离装置可以改变絮体颗粒随机成长模式，增大絮体颗粒粒径，从而形成致密性絮凝体。进一步地，通过对流化床的混凝化学条件和流体动力学条件进行控制，通过颗粒循环系统保证设备内造粒区流化床运行稳定性，保证工艺系统能持续、高效、稳定运行。其分离污泥含水率可达80%~85%（以无机悬浮颗粒为主的体系）或90%~95%（以有机成分和无机悬浮物共存体系）。
可选地，流化床固液分离装置的出水浊度≤3NTU；流速为60m/h~100m/h。
可选地，流化床固液分离装置中加入有沉淀剂。
本申请中气浮器32，通过投加混凝剂和絮凝剂，将溶解性油污以及难以沉降的轻质细小颗粒进行混凝去除，避免会对后续超滤和纳滤膜等造成污堵。可选地，气浮器32产生的浮渣可分离，并进行污泥处理。
本申请中超滤器33用于去除矿井水中剩余的固体悬浮物和胶体，超滤器33的出水浊度≤1NTU。
本申请中离子树脂过滤器34能够可以去除矿井水中残余的硬度，避免后续膜装置发生结垢的问题。可选地，可以对离子树脂过滤器34进行冲洗再生，再生液可以回流至第一流化结晶装置20内。
本申请中第一反渗透器35排出的浓水中盐分可以达到40000mg/L~60000mg/L。
在一些实施例中，所述一级纳滤装置61和所述二级纳滤装置62之间还设置有活性炭吸附装置62，所述活性炭吸附装置62用于去除所述二级产水中的有机污染物。
本申请通过设置活性炭吸附装置62进一步去除有机污染物和硫酸根，满足后续化盐水和回用水要求。
在一些实施例中，所述二级纳滤装置62产生的所述四级浓水通过第二管路通入所述脱碳装置50内。
在一些实施例中，所述第二流化结晶装置80的产水通过第三管路通入所述第一流化结晶装置20内。
在一些实施例中，所述反渗透装置70包括沿所述三级产水处理方向依次设置的第二反渗透器71和第三反渗透器72。可选地，所述第二反渗透器71采用碟管式反渗透膜（DTRO）。
在一些实施例中，所述第二反渗透器71产生的浓水为化盐水。
本申请中第二反渗透器71对四级浓水进一步浓缩，使输出的化盐水盐分在80000mg/L~100000mg/L，从而减少输水量方，便管道输送至氯碱厂。本申请通过第三反渗透器72对产水进一步处理，有效满足回用要求。
在一些实施例中，所述第三反渗透器72的产水为回用水，所述第一反渗透器35排出的一级产水通过第四管路接入所述第三反渗透器72内进行反渗透处理。
在一些实施例中，所述矿井水的处理装置还包括脱水装置90；所述脱水装置90包括污泥压滤机91和石膏脱水器92。
所述污泥压滤机91用于对所述第一流化结晶装置20产生的污泥以及所述第二流化结晶装置80产生的污泥进行脱水处理。
所述石膏脱水器92用于对所述第二流化结晶装置80产生的石膏进行脱水处理。
在一些实施例中，所述矿井水的处理装置还包括氧化装置40，所述氧化装置40设置于所述沉淀过滤装置30的出水侧，所述氧化装置40用于氧化去除所述一级浓水的有机污染物。
在一些实施例中，所述氧化处理采用臭氧氧化处理。臭氧在水中通过产生活性极强的羟基自由基，进而分解去除矿井水中的有机物，有机污染物去除率可以达到20%~40%。
本申请第二方面提供了一种矿井水的处理方法，所述矿井水的处理方法包括：
S1、向矿井水中加入沉淀剂并进行旋流处理，去除固体悬浮物；然后向矿井水中加入晶种、碱性物质和二氧化碳，进行第一流化结晶处理，形成含有碳酸钙晶体的污泥以及一级处理矿井水。
S2、对所述一级处理矿井水进行沉淀处理和过滤处理，去除固体悬浮物和胶体，得到一级浓水和一级产水。
S3、对所述一级浓水进行脱碳处理，包括：调节所述一级浓水的pH至酸性，并对所述一级浓水进行吹脱，产生二氧化碳和二级浓水，所述二氧化碳输送至所述第一流化结晶处理中。
S4、对所述二级浓水进行一级纳滤处理，产生三级浓水和二级产水，向所述三级浓水中加入氯化钙并进行第二流化结晶处理，形成石膏。
S5、对所述二级产水进行二级纳滤处理，产生四级浓水和三级产水。
S6、对所述三级产水进行反渗透处理，得到回用水和化盐水。
在一些实施例中，所述四级浓水与所述一级浓水混合进行所述脱碳处理。
在一些实施例中，所述二级纳滤处理之前，还对所述二级产水进行活性炭去除有机污染物处理。
在一些实施例中，所述第二流化结晶处理的产水混合至所述旋流处理的出水中进行第一流化结晶处理。
在一些实施例中，所述反渗透处理包括第二反渗透处理和第三反渗透处理，所述第二反渗透处理的浓水为化盐水，所述第三反渗透处理的产水为回用水。
在一些实施例中，所述沉淀处理和过滤处理包括依次进行地流化床固液分离、气浮、超滤、离子树脂过滤和第一反渗透处理。
在一些实施例中，所述第一反渗透处理产生所述一级浓水和所述一级产水，所述一级产水与所述第二反渗透处理的产水混合进行所述第三反渗透处理。
下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，优先参考本申请中给出的指引，还可以按照本领域的实验手册或常规条件，还可以按照制造厂商所建议的条件，或者参考本领域已知的实验方法。其中，实施例和对比例中水质的测试方法满足《水和废水监测分析方法》（第四版）。
矿井水的固体悬浮物（SS）500 mg/L，总硬度为1200mg/L，油含量为5mg/L，COD为20mg/L，氯离子含量为200mg/L，硫酸根含量为4000mg/L，二氧化硅含量为5mg/L。
实施例1
矿井水进入旋流装置10，旋流装置10中加入沉淀剂并进行旋流处理，去除固体悬浮物，沉淀剂包括PAC和PAM，PAM在矿井水中的投加量为30mg/L；PAM投加量为1mg/L。
所述旋流装置10的出水进入第一流化结晶装置20，向所述旋流装置10的出水加入晶种、碳酸钠和二氧化碳，碳酸钠的加入量为750mg/L，二氧化碳的通入量为250mg/L，晶种的加入量为50mg/L，分别排出含有碳酸钙晶体的污泥以及一级处理矿井水。
所述一级矿井水依次进入流化床固液分离器31、气浮器32、超滤器33、离子树脂过滤器34和第一反渗透器35，进行沉淀处理和过滤处理，由第一反渗透器35分别排出一级浓水和一级产水。
所述一级浓水先进入氧化装置40进行臭氧氧化处理，再进入脱碳装置50，调节所述一级浓水的pH至酸性，并对所述一级浓水进行吹脱，分别排出二氧化碳和二级浓水，所述二氧化碳通过第一管路通入所述流化结晶装置内。
所述二级浓水进入一级纳滤装置61用进行纳滤，分别排出三级浓水和二级产水；所述二级产水先进入活性炭吸附装置62去除有机污染物后，再进入二级纳滤装置62进行纳滤，分别排出四级浓水和三级产水，所述四级浓水通过第二管路回流至所述脱碳装置50内。
所述三级产水依次进入第二反渗透器71和第三反渗透器72，其中，所述第二反渗透器71产生的浓水为化盐水，化盐水的TDS为60000mg/L~80000mg/L，TOC≤10mg/L，硫酸根≤50mg/L，所述第一反渗透器35排出的一级产水通过第四管路也接入所述第三反渗透器72内进行反渗透处理，所述第三反渗透器72的产水为回用水，回用水的TDS≤200mg/L，COD≤20mg/L，氯离子≤50mg/L。
所述三级浓水进入第二流化结晶装置80并加入氯化钙形成石膏，第二流化结晶装置80内的产水（即上清液）通过第三管路回流至第一流化结晶装置20内进行处理。
所述第一流化结晶装置20产生的污泥以及第二流化结晶装置80产生的污泥进入污泥压滤机91内进行脱水处理；第二流化结晶装置80产生的石膏进入石膏脱水装置90内进行脱水处理。
通过以上实施例，本申请采用旋流装置10、第一流化结晶装置20和沉淀过滤装置30的组合对矿井水进行预处理，不仅能够有效降低水质硬度，而且相比于传统技术中高效沉淀池明显降低成本，另外第一流化结晶装置20采用脱碳装置50产生的二氧化碳进行除硬，降低了药剂用量，且形成可循环利用的固体碳酸钙晶体。此外，本申请中采用脱碳装置50、一级纳滤装置61、二级纳滤装置62、反渗透装置70和第二流化结晶装置80的组合实现了对矿井水浓水的处理，实现了水的多级回用，包括产生的浓水作为氯碱工业的化盐水使用，且污泥回用处理作为石膏，避免了传统工艺中采用蒸发结晶工艺的高能耗问题。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种矿井水的处理装置，其特征在于，所述矿井水的处理装置包括：
旋流装置，用于向矿井水中加入沉淀剂并进行旋流处理，去除固体悬浮物；
第一流化结晶装置，用于向所述旋流装置的出水加入晶种、碱性物质和二氧化碳，分别排出含有碳酸钙晶体的污泥以及一级处理矿井水；
沉淀过滤装置，用于对所述一级处理矿井水进行沉淀处理和过滤处理，分别排出一级浓水和一级产水；
脱碳装置，用于调节所述一级浓水的pH至酸性，并对所述一级浓水进行吹脱，分别排出二氧化碳和二级浓水，所述二氧化碳通过第一管路通入所述流化结晶装置内；
纳滤组件，包括一级纳滤装置和二级纳滤装置，所述一级纳滤装置用于对所述二级浓水进行纳滤，分别排出三级浓水和二级产水；所述二级纳滤装置用于对所述二级产水进行纳滤，分别排出四级浓水和三级产水；
反渗透装置，用于对所述三级产水进行反渗透处理，分别排出回用水和化盐水；以及，
第二流化结晶装置，用于向所述三级浓水加入氯化钙形成石膏。
2.如权利要求1所述的矿井水的处理装置，其特征在于，所述沉淀过滤装置包括沿矿井水处理方向依次设置的流化床固液分离器、气浮器、超滤器、离子树脂过滤器和第一反渗透器，所述一级浓水和所述一级产水由所述第一反渗透器排出。
3.如权利要求1所述的矿井水的处理装置，其特征在于，所述一级纳滤装置中所述二级产水的出水端还设置有活性炭吸附装置，所述活性炭吸附装置用于去除所述二级产水中的有机污染物。
4.如权利要求1所述的矿井水的处理装置，其特征在于，所述二级纳滤装置产生的所述四级浓水通过第二管路通入所述脱碳装置内；和/或，
所述第二流化结晶装置的产水通过第三管路通入所述第一流化结晶装置内。
5.如权利要求2所述的矿井水的处理装置，其特征在于，所述反渗透装置包括沿所述三级产水处理方向依次设置的第二反渗透器和第三反渗透器；
所述第二反渗透器产生的浓水为化盐水；
所述第三反渗透器的产水为回用水，所述第一反渗透器排出的一级产水通过第四管路接入所述第三反渗透器内进行反渗透处理。
6.如权利要求1-5任一项所述的矿井水的处理装置，其特征在于，所述矿井水的处理装置还包括脱水装置；所述脱水装置包括污泥压滤机和石膏脱水器；
所述污泥压滤机用于对所述第一流化结晶装置产生的污泥以及所述第二流化结晶装置产生的污泥进行脱水处理；
所述石膏脱水器用于对所述第二流化结晶装置产生的石膏进行脱水处理；和/或，
所述矿井水的处理装置还包括氧化装置，所述氧化装置设置于所述沉淀过滤装置的出水侧，所述氧化装置用于氧化去除所述一级浓水的有机污染物。
7.一种矿井水的处理方法，其特征在于，所述矿井水的处理方法包括：
向矿井水中加入沉淀剂并进行旋流处理，去除固体悬浮物；然后向矿井水中加入晶种、碱性物质和二氧化碳，进行第一流化结晶处理，形成含有碳酸钙晶体的污泥以及一级处理矿井水；
对所述一级处理矿井水进行沉淀处理和过滤处理，去除固体悬浮物和胶体，得到一级浓水和一级产水；
对所述一级浓水进行脱碳处理，包括：调节所述一级浓水的pH至酸性，并对所述一级浓水进行吹脱，产生二氧化碳和二级浓水，所述二氧化碳输送至所述第一流化结晶处理中；
对所述二级浓水进行一级纳滤处理，产生三级浓水和二级产水，向所述三级浓水中加入氯化钙并进行第二流化结晶处理，形成石膏；
对所述二级产水进行二级纳滤处理，产生四级浓水和三级产水；
对所述三级产水进行反渗透处理，得到回用水和化盐水。
8.如权利要求7所述的矿井水的处理方法，其特征在于，所述四级浓水与所述一级浓水混合进行所述脱碳处理；和/或，
所述二级纳滤处理之前，还对所述二级产水进行活性炭去除有机污染物处理；和/或，
所述第二流化结晶处理的产水混合至所述旋流处理的出水中进行第一流化结晶处理。
9.如权利要求7所述的矿井水的处理方法，其特征在于，所述反渗透处理包括第二反渗透处理和第三反渗透处理，所述第二反渗透处理的浓水为化盐水，所述第三反渗透处理的产水为回用水。
10.如权利要求9所述的矿井水的处理方法，其特征在于，所述沉淀处理和过滤处理包括依次进行地流化床固液分离、气浮、超滤、离子树脂过滤和第一反渗透处理；和/或，
所述第一反渗透处理产生所述一级浓水和所述一级产水，所述一级产水与所述第二反渗透处理的产水混合进行所述第三反渗透处理。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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