CN215798902U - 一种矿井疏干水脱盐处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种矿井疏干水脱盐处理系统，包括过滤处理单元和离子处理单元，所述过滤处理单元的输入端固定连接有中间水池，所述过滤处理单元的输出端与离子处理单元的输入端固定连接，所述离子处理单元的输出端固定连接有脱碳塔，所述脱碳塔的输出端固定连接有离子床水池，所述离子床水池的输出端固定连接有浓水反渗透装置，所述浓水反渗透装置的输出端固定连接有浓盐水池，本实用新型采用离子处理单元和脱碳器，在将过滤处理单元处理后的浓缩水中的二价及高价态金属离子彻底置换出来，将水中硬度降低至趋近于0，同时通过脱碳以降低水中的碳酸根离子浓度，有效的防止无机物结垢。

Description

一种矿井疏干水脱盐处理系统

技术领域：

本实用新型涉及疏干水处理技术领域，具体涉及一种矿井疏干水脱盐处理系统。

背景技术：

煤炭是我国的基础能源和重要原料，煤炭工业是关系国家经济命脉和能源安全的重要基础产业，在我国一次能源结构中，煤炭将长期是主体能源，而在煤炭开采产生的大量矿井疏干水，不仅给矿区生态保护带来了一定的压力，还造成了水资源的浪费。

目前我国将矿井疏干水按照地域不同，水质特征也存在不同，特别的就像我国西北地区矿井疏干水其水质特征是高矿化度，水质多呈中性或偏碱性，主要含有SO42-、Cl-、Ca2+、K+、Na+、HCO3-等离子，因此硬度较高，影响后续回收使用。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种矿井疏干水脱盐处理系统。

本实用新型由如下技术方案实施：

一种矿井疏干水脱盐处理系统，包括过滤处理单元、纳滤装置和离子处理单元，所述过滤处理单元的输入端固定连接有中间水池，所述过滤处理单元的输出端与纳滤装置输入端固定连接，所述纳滤装置的输出端离子处理单元的输入端固定连接，所述离子处理单元的输出端固定连接有脱碳塔，所述脱碳塔的输出端固定连接有离子床水池，所述离子床水池的输出端固定连接有浓水反渗透装置，所述浓水反渗透装置的输出端固定连接有浓盐水池；

优选的，所述纳滤装置包括一级脱盐膜，所述一级脱盐膜采用宽流道抗污染特种脱硫酸根纳滤膜，纳滤膜的筛分孔径可达0.0001微米，允许水分子通过。

优选的，所述过滤处理单元包括多介质过滤器、活性炭过滤器、自清洗过滤器和超滤装置，所述多介质过滤器、活性炭过滤器、自清洗过滤器和超滤装置依次连接。

优选的，所述离子处理单元包括弱酸阳床处理装置和钠床处理装置，所述弱酸阳床处理装置的输出端与钠床处理装置的输入端固定连接。

优选的，所述多介质过滤器内设有无烟煤层和石英砂滤料层，所述活性炭过滤器包括活性炭吸附罐、过滤器反洗泵，所述自清洗过滤器采用网式自清洗过滤器，所述超滤装置的超滤膜采用亲水性PVDF外压膜。

本实用新型的优点：过滤处理单元与纳滤结合可以提升过滤效果，对硫酸根离子有较高除去效率，从而进一步提升水质纯度，同时还能将纳滤膜装置浓缩水中的二价及高价态金属离子彻底置换出来，将水中硬度降低至趋近于0，并且通过脱碳以降低水中的碳酸根离子浓度，有效的防止无机物结垢。

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为本实用新型所述示意图；

图2为本实用新型所述过滤处理单元示意图；

图3为本实用新型所述离子处理单元示意图。

图中：过滤处理单元1、离子处理单元2，中间水池3、脱碳塔4、离子床水池5、浓水反渗透装置6、浓盐水池7、多介质过滤器8、活性炭过滤器9、自清洗过滤器10、超滤装置11、纳滤装置12、弱酸阳床处理装置13、钠床处理装置14。

具体实施方式：

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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作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。

如图1、图2、图3所示，本实用新型提供以下技术方案：一种矿井疏干水脱盐处理系统，包括过滤处理单元1、纳滤装置12和离子处理单元2，过滤处理单元1的输入端固定连接有中间水池3，过滤处理单元1的输出端与纳滤装置12输入端固定连接，纳滤装置12的输出端离子处理单元2的输入端固定连接，离子处理单元2的输出端固定连接有脱碳塔4，脱碳塔4的输出端固定连接有离子床水池5，离子床水池5的输出端固定连接有浓水反渗透装置6，浓水反渗透装置6的输出端固定连接有浓盐水池7；

纳滤装置12包括一级脱盐膜，一级脱盐膜采用宽流道抗污染特种脱硫酸根纳滤膜，纳滤膜的筛分孔径可达0.0001微米，允许水分子通过。

过滤处理单元1包括多介质过滤器8、活性炭过滤器9、自清洗过滤器10和超滤装置11，多介质过滤器8、活性炭过滤器9、自清洗过滤器10和超滤装置11依次连接。

离子处理单元2包括弱酸阳床处理装置13和钠床处理装置14，弱酸阳床处理装置12的输出端与钠床处理装置14的输入端固定连接。

多介质过滤器8内设有无烟煤层和石英砂滤料层，活性炭过滤器9包括活性炭吸附罐、过滤器反洗泵，自清洗过滤器10采用网式自清洗过滤器，超滤装置11的超滤膜采用亲水性PVDF外压膜。

本实用新型的工作原理及使用流程：

使用时，矿井疏干水通过管道自流至中间水池3进行均质匀量后通过过滤器提升泵加压后依次流入到过滤处理单元1的多介质过滤器8、活性炭过滤器9、自清洗过滤器10和超滤装置11；

多介质过滤器8、活性炭过滤器9和自清洗过滤器10，可以实现去除水中的细小悬浮物和出水中夹带的滤料，对后续膜系统起到保护作用；然后再经过超滤装置11后进一步去除水中的细微悬浮物和胶体物。

经过过滤处理单元1处理后，再通过纳滤增压泵增压后进入纳滤装置12中进行二价离子分离，只有一价离子、少量二价离子和小分子物质可以透过纳滤膜，从而产水中主要以一价离子和小分子物质为主，大部分二价离子和大分子物质无法透过膜。

纳滤装置12产生的浓水含有大量的二价离子和大分子物质，通过离子处理单元2，也就是依次进入弱酸阳床处理装置13和钠床处理装置14，在离子交换的作用下去除水中钙、镁等二价离子及高价态金属离子，从而使水中的硬度降低至趋近于零。

离子处理单元2处理完成后，进入脱碳塔4进行吹脱去除水中的溶解性的二氧化碳，降低碳酸盐结构的风险。

脱碳产水进入离子床产水池5进行收集后，通过RO提升泵提升至浓水反渗透装置6，浓水反渗透装置6产生的浓盐水排至浓盐水池7然后通过泵加压后用于黄泥灌浆、洗煤或者送结晶蒸发系统进行处理。

多介质过滤器8是由多介质过滤器、过滤器反洗泵等组成，它是利用石英砂、无烟煤两种滤料去除原水中的悬浮物，属于普通快滤设备，是将需过滤的水经升压后(约0.4MPa)通过滤层达到过滤的目的，所以又称压力式过滤器；

活性炭过滤器9由活性炭吸附罐、过滤器反洗泵，活性炭吸附罐工作原理同多介质过滤器，主要区别在于活性炭吸附罐中填料为活性炭。活性炭作为吸附剂，其高度发达的空隙构造，为其提供了大量的表面积，能够快速充分的吸附中水有机物等杂质；

活性炭过滤器9产水通过余压直接进入自清洗过滤器10，进一步截留微小悬浮物和出水中夹带的滤料，对后续膜系统起到保护作用，自清洗过滤器10使用网式自清洗过滤器，进一步将活性炭过滤器9产水中颗粒径大于100μm的颗粒物和胶体物截留；

超滤装置11的超滤膜采用亲水性PVDF外压膜，其具有膜孔均一、过滤精度高、抗污染能力强、抗拉强度高、水通量高、易清洗恢复的优点，有效确保细小颗粒物及胶体物无法进入后续半透膜系统，超滤装置11对去除水中的微粒、胶体、细菌、热源和各种有机物有较好的效果，但它几乎不能截留无机离子；

纳滤装置12在分离过程中，疏干水中的小分子有机物首先附着于纳滤装置12的纳滤膜分离层，与不定形硅在膜表面形成复合污染层，屏蔽了膜表面电荷，削弱了静电排斥作用，导致离子截留率降低，多价同离子是纳滤装置12在纳滤分离疏干水过程中的主导离子，在多价同离子的高截留率和道南平衡的作用下，单价同离子的截留率为负值，尽管小分子有机物削弱了道南平衡作用，纳滤在疏干水分离中依旧表现出优秀的单价同离子透过性。

疏干水中的有机物以电中性小分子有机物为主，纳滤对这类有机物的截留效能由空间位阻效应决定，纳滤膜孔径和膜孔分布是影响空间位阻效应的重要因素；纳滤装置12采用一级脱盐膜采用宽流道抗污染特种脱硫酸根纳滤膜，纳滤膜的筛分孔径可达0.0001微米，同时允许水分子通过，其具有截留硫酸根离子能力强、膜驱动力低，能耗低、流道不易堵塞、膜表面不易结垢等优点，确保产水水质达到设计要求，同时降低了自身污堵的风险，减少了能源消耗，这样通过纳滤装置12进行二价离子分离，只有一价离子、少量二价离子和小分子物质可以透过纳滤膜，从而产水中主要以一价离子和小分子物质为主，大部分二价离子和大分子物质无法透过膜。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种矿井疏干水脱盐处理系统，其特征在于，包括过滤处理单元、纳滤装置和离子处理单元，所述过滤处理单元的输入端固定连接有中间水池，所述过滤处理单元的输出端与纳滤装置输入端固定连接，所述纳滤装置的输出端离子处理单元的输入端固定连接，所述离子处理单元的输出端固定连接有脱碳塔，所述脱碳塔的输出端固定连接有离子床水池，所述离子床水池的输出端固定连接有浓水反渗透装置，所述浓水反渗透装置的输出端固定连接有浓盐水池；

所述纳滤装置包括一级脱盐膜，所述一级脱盐膜采用宽流道抗污染特种脱硫酸根纳滤膜，纳滤膜的筛分孔径可达0.0001微米，允许水分子通过。

2.根据权利要求1所述的一种矿井疏干水脱盐处理系统，其特征在于：所述过滤处理单元包括多介质过滤器、活性炭过滤器、自清洗过滤器和超滤装置，所述多介质过滤器、活性炭过滤器、自清洗过滤器和超滤装置依次连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种矿井疏干水脱盐处理系统，其特征在于：所述离子处理单元包括弱酸阳床处理装置和钠床处理装置，所述弱酸阳床处理装置的输出端与钠床处理装置的输入端固定连接。

4.根据权利要求2所述的一种矿井疏干水脱盐处理系统，其特征在于：所述多介质过滤器内设有无烟煤层和石英砂滤料层，所述活性炭过滤器包括活性炭吸附罐、过滤器反洗泵，所述自清洗过滤器采用网式自清洗过滤器，所述超滤装置的超滤膜采用亲水性PVDF外压膜。

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