CN212102431U - 一种应用于煤矿井下排水/浓盐水的组合式处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种应用于煤矿井下排水/浓盐水的组合式处理系统，包括有原水调节池、高效沉淀池、V型滤池、超滤装置、反渗透装置、接触澄清池、高效反渗透装置、催化氧化装置、MVR蒸发浓缩装置、Na₂SO₄双效蒸发结晶装置、超滤纳滤装置、NaCl双效蒸发结晶装置、板式换热器、自清洗过滤器、保安过滤器、多介质过滤器、钠离子交换器、弱酸阳离子交换器、脱碳塔、集泥池、污泥浓缩池和板框压滤机。工作时，依次采用脱盐、二次浓缩和分盐的处理工艺，先将矿井水进行脱盐处理，脱盐后浓水再进行浓缩，浓缩后的超浓水通过蒸发、分质结晶产生氯化钠和硫酸钠结晶产品盐，进而实现矿井水的全部资源化利用，满足零排放要求。

Description

一种应用于煤矿井下排水/浓盐水的组合式处理系统

技术领域

本实用新型属于煤矿井下排水水处理工艺领域，具体涉及一种应用于煤矿井下排水/浓盐水的组合式处理系统。

背景技术

当前，蒙陕地区大多数煤矿井下排水矿化度较高，这些矿区又基本属于缺水地区，需要将矿井水处理后作为水资源回用于本矿或周边企业生产用水。本地区已建成的高矿化度矿井水处理现状为：经过脱盐处理后回用，回收率一般不超过50％～75％，产生的大量浓水直接排放，对环境造成了不良影响。随着国家对环境保护的重视，目前按照环保部门要求，本地区矿井水均需要达到零排放(包括水和盐)。如何实现矿井水的全部资源化利用，矿井水均达到零排放(包括水和盐)要求，采用煤矿井下排水/浓盐水组合式处理工艺是一种行之有效的办法。

在煤矿井下排水/浓盐水处理中，经常会出现以下几个问题。

1、煤矿井下排水/浓盐水处理经过脱盐处理后回用，回收率一般不超过50％～75％，产生的大量浓水直接排放，对环境造成了不良影响。

2、煤矿井下排水/浓盐水处理经过脱盐处理，产生的浓盐水进行杂盐干化，产生的杂盐堆放在厂区里，从而产生大量固体微废。

3、多数煤炭深加工企业位于我国北方温带半干旱大陆性气候区，自然条件脆弱，干旱少雨，水资源严重缺乏。随着环境的影响和矿区的开发，该地区地表水水源水量逐年下降，部分甚至出现断流、枯竭的现象。与此同时，各矿井及煤化工企业的陆续运行投产，需要大量的生产用水，同时生产用水量持续大幅增长，使得各企业的工业用水需求和供水能力之间的矛盾日益凸显。

4、当地工业用水不但水价较高，同时也占用了大量生活用水，造成了资源和经济上的浪费，而且也不符合创建节约型社会和可持续发展的要求。

5、煤矿井下排水/浓盐水涌水量将进一步增大。当前各矿井下排水经处理后，除了满足矿井自用水外，仍有大量的富裕水量。不及时寻找外派渠道，将严重影响矿井的正常生产。

因此，本实用新型提出应用于煤矿井下排水/浓盐水组合式处理系统。采用脱盐、二次浓缩、分盐的处理工艺(先将矿井水进行脱盐处理，脱盐后浓水再进行浓缩，浓缩后的超浓水通过蒸发、分质结晶产生氯化钠和硫酸钠结晶产品盐)，实现矿井水的全部资源化利用，满足零排放要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种应用于煤矿井下排水/浓盐水的组合式处理系统。此种组合式处理系统采用脱盐、二次浓缩、分盐的处理工艺(先将矿井水进行脱盐处理，脱盐后浓水再进行浓缩，浓缩后的超浓水通过蒸发、分质结晶产生氯化钠和硫酸钠结晶产品盐)，实现矿井水的全部资源化利用，满足零排放要求。

本实用新型采用如下技术方案来实现的：

一种应用于煤矿井下排水/浓盐水的组合式处理系统，包括原水调节池、高效沉淀池、V型滤池、超滤装置、反渗透装置、接触澄清池、高效反渗透装置、催化氧化装置、MVR蒸发浓缩装置、Na₂SO₄双效蒸发结晶装置、超滤纳滤装置和NaCl双效蒸发结晶装置；其中，

井下排水接入原水调节池，原水调节池出水连接高效沉淀池，高效沉淀池出水口连接V型滤池的进水口，V型滤池出水口连接脱盐段超滤装置，超滤装置连接反渗透装置；反渗透装置产的浓水用于送入接触澄清池，接触澄清池出水连接高效反渗透装置，高效反渗透装置产的超浓水用于接蒸发结晶段的催化氧化装置，催化氧化装置连接MVR蒸发浓缩装置进行再次浓缩，MVR蒸发浓缩装置连接Na₂SO₄双效蒸发结晶装置，Na₂SO₄双效蒸发结晶装置连接超滤纳滤装置，超滤纳滤装置连接NaCl双效蒸发结晶装置。

本实用新型进一步的改进在于，在脱盐段超滤装置前段分别连接有板式换热器和自清洗过滤器。

本实用新型进一步的改进在于，在超滤装置出水后段和反渗透装置进水前段连接有保安过滤器。

本实用新型进一步的改进在于，在二次浓缩段接触澄清池与高效反渗透装置之间分别连接有多介质过滤器、钠离子交换器、弱酸阳离子交换器和脱碳塔。

本实用新型进一步的改进在于，高效沉淀池的出泥管接入集泥池，集泥池的出泥管连接有污泥浓缩池。

本实用新型进一步的改进在于，污泥浓缩池通过污泥泵连接有板框压滤机，板框压滤机用于将污泥压成泥饼外运。

本实用新型至少具有如下有益的技术效果：

本实用新型能够达到环保部门要求，实现本地区矿井水的零排放(包括水和盐)要求。处理过的清水(产品水)回用于厂区生产用水，保证各企业的工业用水，符合创建节约型社会和可持续发展的要求。具体来说，浓盐水浓缩采用了高效反渗透装置，该装置将水中硬度去除，在碱性环境下运行，将80％的水回用，剩余20％高浓盐水进行下一个环节处理。高浓盐水要求进行浓盐水进一步浓缩，最终浓盐水进行盐和水的资源化利用。

催化氧化装置+MVR蒸发浓缩装置+硫酸钠双效蒸发结晶装置+超滤纳滤装置+氯化钠双效蒸发结晶装置+杂盐干化。该工艺对前段二次浓缩处理环节产生的超浓盐水进行再次蒸发浓缩，产生硫酸钠结晶盐、并对硫酸钠结晶母液进行膜分离，产生氯化钠结晶盐。对水中的盐利用率≥95％，杂盐≤5％。

进一步，在脱盐段超滤装置前段分别加入板式换热器和自清洗过滤器，保证超滤进水水温在一定范围内，提高超滤装置的运行效率。

进一步，在超滤装置出水后段反渗透装置进水前段加入保安过滤器，可拦截前端来水的异常杂质。

进一步，在二次浓缩段接触澄清池与高效反渗透装置之间分别加入多介质过滤器用于去除进入系统的残余悬浮固体。钠离子交换器用于去除水中钙离子、镁离子。弱酸阳离子交换器是高效反渗透的第二级硬度去除单元，经两级除硬后，硬度去除率为99％。脱碳塔经过预处理和除硬处理的出水进入脱碳塔去除剩余的碱度，进一步降低结垢风险。

附图说明

图1为本实用新型系统的平面图。

图中：

1-原水调节池、2-高效沉淀池、3-V型滤池、4-超滤装置、5-反渗透装置、6-接触澄清池、7-高效反渗透装置、8-催化氧化装置、9-MVR蒸发浓缩装置、10-Na₂SO₄双效蒸发结晶装置、11-超滤纳滤装置、12-NaCl双效蒸发结晶装置、13-板式换热器、14-自清洗过滤器、15-保安过滤器、16-多介质过滤器、17-钠离子交换器、18-弱酸阳离子交换器、19-脱碳塔、20-集泥池、21-污泥浓缩池、22-板框压滤机。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做出进一步的说明。

参照图1，本实用新型提供的一种应用于煤矿井下排水/浓盐水的组合式处理系统，包括原水调节池1、高效沉淀池2、V型滤池3、超滤装置4、反渗透装置5、接触澄清池6、高效反渗透装置7、催化氧化装置8、MVR蒸发浓缩装置9、Na₂SO₄双效蒸发结晶装置10、超滤纳滤装置11、NaCl双效蒸发结晶装置12、板式换热器13、自清洗过滤器14、保安过滤器15、多介质过滤器16、钠离子交换器17、弱酸阳离子交换器18、脱碳塔19、集泥池20、污泥浓缩池21和板框压滤机22。

具体来说，井下排水接入原水调节池1，原水调节池1出水接入高效沉淀池2，高效沉淀池2出水接V型滤池3的进水口，V型滤池3出水接脱盐段超滤装置4，超滤装置4接反渗透装置5；反渗透装置5产的浓水送入接触澄清池6，接触澄清池6出水接高效反渗透装置7，高效反渗透装置7产的超浓水接蒸发结晶段的催化氧化装置8，催化氧化装置8接MVR蒸发浓缩装置9进行再次浓缩，MVR蒸发浓缩装置9接Na₂SO₄双效蒸发结晶装置10，Na₂SO₄双效蒸发结晶装置10接超滤纳滤装置11，超滤纳滤装置11接NaCl双效蒸发结晶装置12。在脱盐段超滤装置4前段分别加入板式换热器13、自清洗过滤器14，在超滤装置4出水后段反渗透装置5进水前段加入保安过滤器15；在二次浓缩段接触澄清池6与高效反渗透装置7之间分别加入多介质过滤器16、钠离子交换器17、弱酸阳离子交换器18、脱碳塔19。高效沉淀池2的出泥管接入集泥池20，集泥池20的出泥管接入污泥浓缩池21，污泥浓缩池21通过污泥泵接到板框压滤机22，板框压滤机22将污泥压成泥饼外运。

本实用新型是一种应用于煤矿井下排水/浓盐水组合式处理系统，此种组合式处理系统分为脱盐处理工艺+二次浓缩处理工艺+蒸发结晶分盐处理工艺三部分。

脱盐处理工艺为：高效沉淀池+V型滤池+超滤+反渗透；该工艺对原水进行脱盐处理，产生的清水(产品水)回用于厂区生产用水，产生的浓盐水进入后续二次浓缩工艺环节。

二次浓缩处理工艺为：澄清脱水+高效反渗透。该工艺对前段脱盐处理环节产生的浓盐水进行二次浓缩，产生的清水(产品水)回用于厂区生产用水，产生的超浓盐水进入后续的蒸发结晶分盐工艺环节。

蒸发结晶分盐处理工艺为：催化氧化+MVR蒸发浓缩+硫酸钠双效蒸发结晶+超滤纳滤+氯化钠双效蒸发结晶+杂盐干化。该工艺对前段二次浓缩处理环节产生的超浓盐水进行再次蒸发浓缩，产生硫酸钠结晶盐、并对硫酸钠结晶母液进行膜分离，产生氯化钠结晶盐。

针对矿井水水质特点，浓盐水浓缩采用了高效反渗透工艺，该工艺将水中硬度去除，在碱性环境下运行，将80％的水回用，剩余20％高浓盐水进行下一个环节处理。根据当地自然环境现状及环保政策要求，高浓盐水要求进行浓盐水进一步浓缩，最终浓盐水进行盐和水的资源化利用。对水中的盐利用率≥95％，杂盐≤5％。

本实用新型提供的一种应用于煤矿井下排水/浓盐水组合式处理系统，采用脱盐、二次浓缩、分盐的处理工艺(先将矿井水进行脱盐处理，脱盐后浓水再进行浓缩，浓缩后的超浓水通过蒸发、分质结晶产生氯化钠和硫酸钠结晶产品盐)，实现矿井水的全部资源化利用，满足零排放要求。

Claims (6)

1.一种应用于煤矿井下排水/浓盐水的组合式处理系统，其特征在于，包括原水调节池(1)、高效沉淀池(2)、V型滤池(3)、超滤装置(4)、反渗透装置(5)、接触澄清池(6)、高效反渗透装置(7)、催化氧化装置(8)、MVR蒸发浓缩装置(9)、Na₂SO₄双效蒸发结晶装置(10)、超滤纳滤装置(11)和NaCl双效蒸发结晶装置(12)；其中，

井下排水接入原水调节池(1)，原水调节池(1)出水连接高效沉淀池(2)，高效沉淀池(2)出水口连接V型滤池(3)的进水口，V型滤池(3)出水口连接脱盐段超滤装置(4)，超滤装置(4)连接反渗透装置(5)；反渗透装置(5)产的浓水用于送入接触澄清池(6)，接触澄清池(6)出水连接高效反渗透装置(7)，高效反渗透装置(7)产的超浓水用于接蒸发结晶段的催化氧化装置(8)，催化氧化装置(8)连接MVR蒸发浓缩装置(9)进行再次浓缩，MVR蒸发浓缩装置(9)连接Na₂SO₄双效蒸发结晶装置(10)，Na₂SO₄双效蒸发结晶装置(10)连接超滤纳滤装置(11)，超滤纳滤装置(11)连接NaCl双效蒸发结晶装置(12)。

2.根据权利要求1所述的一种应用于煤矿井下排水/浓盐水的组合式处理系统，其特征在于，在脱盐段超滤装置(4)前段分别连接有板式换热器(13)和自清洗过滤器(14)。

3.根据权利要求1所述的一种应用于煤矿井下排水/浓盐水的组合式处理系统，其特征在于，在超滤装置(4)出水后段和反渗透装置(5)进水前段连接有保安过滤器(15)。

4.根据权利要求1所述的一种应用于煤矿井下排水/浓盐水的组合式处理系统，其特征在于，在二次浓缩段接触澄清池(6)与高效反渗透装置(7)之间分别连接有多介质过滤器(16)、钠离子交换器(17)、弱酸阳离子交换器(18)和脱碳塔(19)。

5.根据权利要求1所述的一种应用于煤矿井下排水/浓盐水的组合式处理系统，其特征在于，高效沉淀池(2)的出泥管接入集泥池(20)，集泥池(20)的出泥管连接有污泥浓缩池(21)。

6.根据权利要求5所述的一种应用于煤矿井下排水/浓盐水的组合式处理系统，其特征在于，污泥浓缩池(21)通过污泥泵连接有板框压滤机(22)，板框压滤机(22)用于将污泥压成泥饼外运。

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