CN209567911U

CN209567911U - 一种矿井水除氟脱氮耦合处理系统

Info

Publication number: CN209567911U
Application number: CN201920194252.0U
Authority: CN
Inventors: 潘文刚; 刘艳梅; 乔宇; 金鑫; 陈强; 孙树青; 张帅
Original assignee: Inner Mongolia Jingtai Environmental Science And Technology Co Ltd
Current assignee: Inner Mongolia Jingtai Environmental Science And Technology Co Ltd
Priority date: 2019-02-12
Filing date: 2019-02-12
Publication date: 2019-11-01
Anticipated expiration: 2029-02-12

Abstract

本实用新型公开了一种矿井水除氟脱氮耦合处理系统，包括原水池、高效沉淀池、砂滤装置、保安过滤器、第一离子交换器、第二离子交换器、树脂产水池、活性炭吸附装置、清水池、化学沉淀池、污泥处理单元、蒸发结晶系统、杂盐干化系统、再生液箱，原水池的出水口与高效沉淀池的进水口连通，高效沉淀池的出水口与砂滤装置的进水口连通，砂滤装置的出水口与保安过滤器的进水口连通，本实用新型能够实现矿井水的达标排放，能保护环境，安全可靠，运行稳定，运行费用较低，避免了矿井水中氟和硝酸根外排对环境造成的破坏，具有极大的社会效益，还实现了矿井水中盐的回收，降低了企业处理矿井水的运行费用。

Description

一种矿井水除氟脱氮耦合处理系统

技术领域：

本实用新型涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种矿井水除氟脱氮耦合处理系统。

背景技术：

矿井水通常是指煤炭开采过程中所有渗入井下采掘空间的水，在煤炭开采过程中，要排放大量的矿井水，矿井水本身的成分受地质年代、地质构造、煤系伴生矿物成分、环境条件等因素的影响，矿井水中污染物包括有机污染物、油类污染物、酸碱污染、氟化物以及可溶性盐类等(如氯化物、硝酸盐等)，如果直接排放，会污染矿区环境，影响人们的健康和自然生态的平衡，人体对氟元素的过多摄入会导致氟中毒，而硝酸盐在人体内会被还原为亚硝酸盐，一方面，亚硝酸盐会与血红蛋白反应生成高铁血红蛋白，影响氧的传输能力，特别对于婴儿，易导致高铁血红蛋白症(蓝婴病)；另一方面，亚硝酸盐过高，会与蛋白生成亚硝胺，属于强致癌物质，对健康危害极大，因此矿区应重视对此类矿井水的处理。

此外，我国大部分地区都面临水资源短缺，加之我国大部分丰富的煤炭资源就分布在水资源匮乏的地区，为保护环境、节约成本且满足煤矿企业用水需求，合理处理并利用煤矿井下水资源已迫在眉睫。

经过调研发现，目前煤矿企业对矿井水的处理仅为采用沉淀及过滤、生化处理等简单处理技术处理后排放，因矿井水中总氮(多数矿井水中总氮主要以硝酸根形式存在)浓度较低，若直接对矿井水进行生物除氮处理，其处理效果不佳；此外，采用传统化学沉淀法处理矿井水中的氟也不能有效将其去除，从而导致处理后的矿井水中氟和总氮的含量均无法达到低于1mg/L的排放标准的问题。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种工艺方法简单、易实现的矿井水除氟脱氮耦合处理系统。

本实用新型的目的由如下技术方案实施：一种矿井水除氟脱氮耦合处理系统，其包括原水池、高效沉淀池、砂滤装置、保安过滤器、第一离子交换器、第二离子交换器、树脂产水池、活性炭吸附装置、清水池、化学沉淀池、污泥处理单元、蒸发结晶系统、杂盐干化系统、再生液箱，

所述原水池的出水口与所述高效沉淀池的进水口连通，所述高效沉淀池的出水口与所述砂滤装置的进水口连通，所述砂滤装置的出水口与所述保安过滤器的进水口连通，所述保安过滤器的出水口与所述第一离子交换器的进水口连通，所述第一离子交换器的产水口与所述第二离子交换器的进水口连通，所述第二离子交换器的产水口与所述树脂产水池的进水口连通，所述树脂产水池的出水口与所述活性炭吸附装置的进水口连通，所述活性炭吸附装置的出水口与所述清水池的进水口连通；

所述再生液箱的出液口与所述第一离子交换器的再生液进液口连通，所述第一离子交换器的再生废液出液口与所述化学沉淀池的进水口连通，所述化学沉淀池的出水口与所述蒸发结晶系统的进水口连通；

所述再生液箱的出液口与所述第二离子交换器的再生液进液口连通，所述第二离子交换器的再生废液出液口与所述蒸发结晶系统的进水口连通；所述蒸发结晶系统的母液出口与所述杂盐干化系统的进液口连通；

所述高效沉淀池和所述化学沉淀池的出泥口均与所述污泥处理单元的入口连通。

进一步的，所述蒸发结晶系统的出料口与所述再生液箱的进料口连通。

本实用新型的优点：本实用新型提供了一种矿井水除氟脱氮耦合处理系统，将矿井水依次通过高效沉淀池、砂滤装置、保安过滤器以降低水的硬度及SS，接着将矿井水依次送入第一离子交换器和第二离子交换器中处理，经过两级树脂处理，能极大的降低矿井水中氟及硝酸根的含量，再将经树脂处理后的水送入活性炭吸附装置，对废水中的COD进行去除，最终使清水池中水的氟和总氮的含量均达到低于1mg/L，COD＜15mg/L，对第一离子交换器产生的再生废液进行化学沉淀，将化学沉淀池上清液以及第二离子交换器产生的再生废液依次送入蒸发结晶系统和杂盐干化系统进行蒸发结晶，分别得到氯化钠晶体和硝酸钠晶体，氯化钠晶体可回用于配制第一离子交换器以及第二离子交换器的再生液，该系统能够实现矿井水的达标排放，能保护环境；本实用新型安全可靠，运行稳定，运行费用较低，避免了矿井水中氟和硝酸根外排对环境造成的破坏，具有极大的社会效益，实现了矿井水中盐的回收，降低了企业处理矿井水的运行费用。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1对应的系统示意图。

图2为实施例1对应的工艺流程图。

其中：原水池1、高效沉淀池2、砂滤装置3、保安过滤器4、第一离子交换器5、第二离子交换器6、树脂产水池7、活性炭吸附装置8、清水池9、化学沉淀池10、污泥处理单元11、蒸发结晶系统12、杂盐干化系统13、再生液箱14。

具体实施方式：

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

如图1-2所示，一种矿井水除氟脱氮耦合处理系统，其包括原水池1、高效沉淀池2、砂滤装置3、保安过滤器4、第一离子交换器5、第二离子交换器6、树脂产水池7、活性炭吸附装置8、清水池9、化学沉淀池10、污泥处理单元11、蒸发结晶系统12、杂盐干化系统13、再生液箱14；

原水池1的出水口与高效沉淀池2的进水口连通，高效沉淀池2的出水口与砂滤装置3的进水口连通，砂滤装置3的出水口与保安过滤器4的进水口连通，保安过滤器4的出水口与第一离子交换器5的进水口连通，第一离子交换器5的产水口与第二离子交换器6的进水口连通，第二离子交换器6的产水口与树脂产水池7的进水口连通，树脂产水池7的出水口与活性炭吸附装置8的进水口连通，活性炭吸附装置8的出水口与清水池9的进水口连通；

再生液箱14的出液口与第一离子交换器5的再生液进液口连通，第一离子交换器5的再生废液出液口与化学沉淀池10的进水口连通，化学沉淀池10的出水口与蒸发结晶系统12的进水口连通，蒸发结晶系统12为单效蒸发器；

再生液箱14的出液口与第二离子交换器6的再生液进液口连通，第二离子交换器6的再生废液出液口与蒸发结晶系统12的进水口连通；蒸发结晶系统12的母液出口与杂盐干化系统13的进液口连通，杂盐干化系统13为单效蒸发器；

高效沉淀池2和化学沉淀池10的出泥口均与污泥处理单元11的入口连通。

蒸发结晶系统12的出料口与再生液箱14的进料口连通。

第一离子交换器5内采用科海思(北京)科技有限公司生产的Tulsion A-CH-32型号除氟树脂。

第二离子交换器6内采用科海思(北京)科技有限公司生产的Tulsion-A-62mp型号除硝酸根树脂。

实施例2：

利用实施例1的一种矿井水除氟脱氮耦合处理方法，其包括如下工序：工序一预处理；工序二保安过滤；工序三树脂除氟；工序四树脂除硝；工序五活性炭吸附；其中：

工序一预处理：将原水池1内pH＝9，TDS＝2000mg/L，F^-＝20mg/L，NO₃ ^-＝20mg/L，COD＝50mg/L的高盐废水送入高效沉淀池2中进行除硬处理，经沉淀后，得到Ca²⁺＝20mg/L、Mg²⁺＝1mg/L的去硬水和污泥，将去硬水送入第一砂滤装置3中进行过滤处理去除悬浮物，得到SS＝1mg/L的去悬浮物水；

工序二保安过滤：将工序一预处理中砂滤处理得到的去悬浮物水送入保安过滤器4中进行过滤处理，固体悬浮物杂质过滤精度5μm，得到过滤水；

工序三树脂除氟：将工序二保安过滤中得到过滤水送入第一离子交换器5，经过除氟树脂吸附处理除氟后，得到F^-＝1mg/L的除氟水；

工序四树脂除硝：将工序三树脂除氟得到的除氟水送入第二离子交换器6，经过除硝树脂吸附处理除硝酸根后，得到NO₃ ^-＝0.9mg/L的除硝水；

工序五活性炭吸附：将工序四树脂除硝得到的除硝水送入活性炭吸附装置8，经过活性炭吸附处理去除COD后，得到COD＝20mg/L，F^-＝1mg/L，总氮＝1mg/L的清水。

将工序三树脂除氟第一离子交换器5中产生的再生废液送入化学沉淀池10中，加入氯化钙进行化学沉淀除氟处理，得到F^-＝10mg/L的再生产水，将再生产水送入蒸发结晶系统12处理，得到氯化钠晶体。

将工序四树脂除硝中第二离子交换器6产生的再生废液送入蒸发结晶系统12处理，得到氯化钠晶体。

将蒸发结晶系统12内产生的氯化钠晶体在再生液箱14内回用，配制第一离子交换器5以及第二离子交换器6的再生液。

将蒸发结晶系统12内产生的母液送入杂盐干化系统13进行蒸发结晶，得到硝酸钠晶体。

实施例3：

工序一预处理：将原水池1内pH＝8，TDS＝1900mg/L，F^-＝18mg/L，NO₃ ^-＝18mg/L，COD＝45mg/L的高盐废水送入高效沉淀池2中进行除硬处理，经沉淀后，得到Ca²⁺＝18mg/L、Mg²⁺＝0.9mg/L的去硬水和污泥，将去硬水送入第一砂滤装置3中进行过滤处理去除悬浮物，得到SS＝0.9mg/L的去悬浮物水；

工序三树脂除氟：将工序二保安过滤中得到过滤水送入第一离子交换器5，经过除氟树脂吸附处理除氟后，得到F^-＝0.8mg/L的除氟水；

工序四树脂除硝：将工序三树脂除氟得到的除氟水送入第二离子交换器6，经过除硝树脂吸附处理除硝酸根后，得到NO₃ ^-＝0.7mg/L的除硝水；

工序五活性炭吸附：将工序四树脂除硝得到的除硝水送入活性炭吸附装置8，经过活性炭吸附处理去除COD后，得到COD＝18mg/L，F^-＝0.8mg/L，总氮＝0.8mg/L的清水。

将工序三树脂除氟第一离子交换器5中产生的再生废液送入化学沉淀池10中，加入氯化钙进行化学沉淀除氟处理，得到F^-＝9mg/L的再生产水，将再生产水送入蒸发结晶系统12处理，得到氯化钠晶体。

实施例4：

工序一预处理：将原水池1内pH＝7，TDS＝1700mg/L，F^-＝14mg/L，NO₃ ^-＝14mg/L，COD＝35mg/L的高盐废水送入高效沉淀池2中进行除硬处理，经沉淀后，得到Ca²⁺＝15mg/L、Mg²⁺＝0.7mg/L的去硬水和污泥，将去硬水送入第一砂滤装置3中进行过滤处理去除悬浮物，得到SS＝0.7mg/L的去悬浮物水；

工序三树脂除氟：将工序二保安过滤中得到过滤水送入第一离子交换器5，经过除氟树脂吸附处理除氟后，得到F^-＝0.6mg/L的除氟水；

工序四树脂除硝：将工序三树脂除氟得到的除氟水送入第二离子交换器6，经过除硝树脂吸附处理除硝酸根后，得到NO₃ ^-＝0.6mg/L的除硝水；

工序五活性炭吸附：将工序四树脂除硝得到的除硝水送入活性炭吸附装置8，经过活性炭吸附处理去除COD后，得到COD＝15mg/L，F^-＝0.6mg/L，总氮＝0.8mg/L的清水。

将工序三树脂除氟第一离子交换器5中产生的再生废液送入化学沉淀池10中，加入氯化钙进行化学沉淀除氟处理，得到F^-＝0.7mg/L的再生产水，将再生产水送入蒸发结晶系统12处理，得到氯化钠晶体。

Claims

1.一种矿井水除氟脱氮耦合处理系统，其特征在于，其包括原水池、高效沉淀池、砂滤装置、保安过滤器、第一离子交换器、第二离子交换器、树脂产水池、活性炭吸附装置、清水池、化学沉淀池、污泥处理单元、蒸发结晶系统、杂盐干化系统、再生液箱，

2.根据权利要求1所述的一种矿井水除氟脱氮耦合处理系统，其特征在于，所述蒸发结晶系统的出料口与所述再生液箱的进料口连通。