CN107777803B - 一种煤矿矿井水的处理***和处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤矿矿井水的处理***和处理工艺,本发明针对煤矿矿井水无法有效的实现资源化利用的问题,采用深度处理***和浓盐水处理***,尤其是包括多介质过滤、核桃壳过滤、臭氧氧化、活性炭过滤、超滤膜过滤、反渗透过滤等多种分离提纯***,实现了煤矿矿井水的分离提纯,生产出了工业品质的氯化钠和硫酸钠,实现了资源化利用,消除了环保风险。本发明矿井水资源化处理分为深度处理和浓盐水处理两部分。深度处理的目的是将矿井水中的盐脱除,获得符合工业用水标准的净水;浓盐水处理的目的是将矿井水深度处理过程产生的浓盐水进一步处理,获得工业品质的盐产品。本发明提供的处理***和处理工艺还具有处理效果好和工艺稳定性强的特点。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿废水处理技术领域,具体涉及一种煤矿矿井水的处理***和处理工艺。
背景技术
煤炭在我国能源结构中占一半以上,煤炭开采过程中排放大量废水,若不经处理直接排放,势必对环境造成严重污染,同时造成水资源的大量浪费,无法实现循环经济的目标。据统计我国40%的矿区严重缺水,已制约了煤炭生产的发展。西北矿区多处于山区,水资源更为缺乏,地表水又多为间歇性河流,枯洪水季节流量相当悬殊,常年流量稀释能力差,排入河流的污水造成严重污染。如甘肃华亭矿区是我国十三个重要能源基地之一,上世纪八十年代,拥有很好的水生态环境,水资源较充沛,地表水系水质也较好,基本上保证了当地居民的正常生活和工农业生产用水。但随着华亭矿区对煤炭资源大规模的开发,地下水严重超采,地下水为大幅下降,地表水系全面污染,五大河流(黄河二级支流泾河)的中下游河段几乎全年都是浊流、黑水,严重影响了当地的环境。
特别是随着近年来能源工业的迅速发展,煤矿废水已经成为重要的污染源之一。煤矿行业既是用水大户也是排污大户,而且煤矿废水中含有难降解的焦油、酚等物质,成分复杂。采用一般的处理工艺很难处理,所以煤矿行业的废水污染控制的难度很大。但是随着经济社会的可持续发展和人们对环保要求的提高,对煤矿废水处理的要求也随之越来越严格。
煤矿矿井水就是煤矿废水中重要的一部分,矿井水是指在煤炭开采过程中,地下水与煤层、岩层接触,加上人类的活动的影响,发生了一系列的物理、化学和生化反应,因而水质具有显著的煤炭行业特征:含有悬浮物的矿井水的悬浮物含量远远高于地表水,感官性状差;并且所含悬浮物的粒度小、比重轻、沉降速度慢、混凝效果差;矿井水中还含有废机油、乳化油等有机物污染物;矿井水中含有的总离子含量比一般地表水高得多,而且很大一部分是硫酸根离子;矿井水往往常伴不同的金属离子,增加了处理的难度。煤矿在开采过程中,存在大量的井下水需排放,矿井水虽经处理达标但仍无法外排,就地外排会造成大量土地被淹甚至污染环境的现象。同时,井下水外排不仅造成环境影响,还是对水资源的极大浪费,面对上述问题,充分合理的利用井下排水是业内环保发展的趋势。
虽然行业内有部分科研院所和化工企业都在研究开发矿井水的处理方案,尤其是资源化利用技术,但是目前暂时还没有对于实际生产可操作性强的成功应用的案例,然而要实现行业的可持续发展,要解决煤矿矿井水的资源化利用问题势在必行。
因而,如何得到一种处理效果好和工艺稳定性强的煤矿矿井水的处理工艺,实现矿井水的资源化利用,已成为行业内的各前沿企业亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此,本发明解决的技术问题在于提供一种煤矿矿井水的处理***和处理工艺,使用本发明提供处理***和处理工艺,能够实现矿井水的资源化利用,消除环保风险,而且还具有处理效果好和工艺稳定性强的特点。
本发明公开了一种煤矿矿井水的处理***,依次包括深度处理***和浓盐水处理***;
所述深度处理***包括多介质过滤器、核桃壳过滤器、臭氧氧化***、活性炭过滤器、超滤膜装置、反渗透装置和产品水池;
所述多介质过滤器的滤液出口与所述核桃壳过滤器相连通;
所述核桃壳过滤器的滤液出口与所述臭氧氧化***相连通;
所述臭氧氧化***的出液口与所述超滤膜装置相连通;
所述超滤膜装置的滤液出口与所述反渗透装置相连通;
所述反渗透装置的浓水出口与所述浓盐水处理***相连通;
所述反渗透装置的滤液出口与所述产品水池相连通。
优选的,所述深度处理***还包括高效***和污泥脱水机;
所述多介质过滤器的浓水出口、核桃壳过滤器的浓水出口和活性炭过滤器的浓水出口分别与所述高效***的进液口相连通;
所述反渗透装置的浓水出口还与所述高效***的进液口相连通;
所述高效***的浓浆出口与所述污泥脱水机的进液口相连通;
所述高效***的滤液出口和所述污泥脱水机滤液出口分别与所述多介质过滤器的进口相连通。
优选的,所述浓盐水处理***包括高效反渗透***、臭氧催化氧化***、MVR蒸发器、硫酸钠蒸发结晶***、超滤膜***、纳滤膜***、氯化钠蒸发结晶***和焚烧装置;
所述高效反渗透***的进液口与所述反渗透装置的浓水出口相连通;
所述高效反渗透***的浓盐水出口与所述臭氧催化氧化***的进液口相连通;
所述臭氧催化氧化***的出液口与所述MVR蒸发器相连通;
所述MVR蒸发器的母液出口与所述硫酸钠蒸发结晶***相连通;
所述硫酸钠蒸发结晶***的母液出口与所述超滤膜***相连通;
所述超滤膜***的滤液出口与所述纳滤膜***相连通;
所述纳滤膜***的滤液出口与所述氯化钠蒸发结晶***相连通;
所述氯化钠蒸发结晶***的母液出口与所述焚烧装置相连通。
优选的,所述硫酸钠蒸发结晶***的母液出口还分别与所述焚烧装置和所述臭氧催化氧化***的进液口相连通;
所述超滤膜***的超滤浓水出口分别与所述焚烧装置和所述臭氧催化氧化***的进液口相连通;
所述纳滤膜***的纳滤浓水出口与所述臭氧催化氧化***的进液口相连通;
所述氯化钠蒸发结晶***的母液出口还与所述臭氧催化氧化***的进液口相连通。
优选的,所述高效反渗透***为两级HERO高效反渗透装置;
所述臭氧催化氧化***包括依次相连通的进液调节池、pH调节装置、臭氧预氧化池、保安过滤器、一级臭氧催化氧化塔、含有催化剂的装置,气液混合输送装置、二级臭氧催化氧化塔和尾气处理塔;
所述硫酸钠蒸发结晶***的母液出口、所述超滤膜***的超滤浓水出口、所述纳滤膜***的纳滤浓水出口和所述氯化钠蒸发结晶***的母液出口分别与所述臭氧催化氧化***的进液调节池相连通;
所述硫酸钠蒸发结晶***为硫酸钠双效强制循环蒸发结晶***;
所述氯化钠蒸发结晶***为氯化钠双效强制循环蒸发结晶***。
优选的,所述超滤膜***包括2~6套串联的超滤膜装置;
所述纳滤膜***包括一级纳滤膜***和二级纳滤膜***;
所述一级纳滤膜***包括2~6套串联的纳滤膜装置;所述二级纳滤膜***包括1~5套串联的纳滤膜装置;
所述纳滤膜***的纳滤浓水出口与所述一级纳滤膜***的第2、第3和第4套纳滤膜装置的进液口中的一个或多个相连通。
本发明还提供了一种煤矿矿井水的处理工艺,依次包括深度处理工艺和浓盐水处理工艺;
所述深度处理工艺包括以下步骤:
a)将煤矿矿井水经过多介质过滤处理工艺后,得到一级滤液;
所述多介质过滤处理工艺的浓水进行高效净水处理工艺;
b)将上述步骤得到的一级滤液经过核桃壳过滤处理工艺后,得到二级滤液;
所述核桃壳过滤处理工艺的浓水进行高效净水处理工艺;
c)将步骤b)得到的过滤后液体经过臭氧氧化处理工艺后,得到氧化后产水;
d)将上述步骤得到的氧化后产水经过活性炭过滤处理工艺后,得到三级滤液;
所述活性炭过滤处理工艺的浓水进行高效净水处理工艺;
e)将上述步骤得到的三级滤液经过超滤膜处理工艺后,得到超滤滤液;
e)将上述步骤得到的超滤滤液经过反渗透处理工艺后,得到反渗透滤液和反渗透浓水;
f)将上述步骤得到的反渗透滤液送入产品水池;将上述步骤得到的反渗透浓水一部分送至浓盐水处理工艺,另一部分进行高效净水处理工艺;
g)将所述高效净水处理工艺产生的浓浆经过污泥脱水处理工艺后,得到固体产物和滤液;
将所述高效净水处理工艺产生的滤液和所述步骤g)产生的滤液回送至所述多介质过滤处理工艺。
优选的,所述浓盐水处理工艺包括以下步骤:
1)将反渗透浓水经过高效反渗透工艺后,得到提浓浓盐水;
2)将上述步骤得到的提浓浓盐水经过臭氧催化氧化工艺后,得到处理后废液;
3)将上述步骤得到的处理后废液经过MVR蒸发工艺后,得到一级母液;
4)将上述步骤得到的一级母液经过硫酸钠蒸发结晶工艺后,得到二级母液和硫酸钠产品;
5)将上述步骤得到的二级母液一部分经过超滤膜工艺后,得到超滤产水;
所述二级母液的另一部分进行焚烧处理,其余部分回送至臭氧催化氧化工艺;
所述超滤膜工艺的超滤浓水一部分进行焚烧处理,另一部分回送至臭氧催化氧化工艺;
6)将上述步骤得到的超滤产水经过纳滤膜工艺后,得到纳滤产水;
所述纳滤膜工艺的浓水回送至臭氧催化氧化工艺;
7)将上述步骤得到的纳滤产水经过氯化钠蒸发结晶工艺后,得到最终母液和氯化钠产品;
8)将上述步骤得到的最终母液一部分回送至臭氧催化氧化工艺,另一部分进行焚烧处理。
优选的,所述浓盐水处理工艺中,所述臭氧催化氧化工艺依次包括均质调节、pH调节、臭氧预氧化、保安过滤、一级臭氧催化氧化、催化氧化、二次加入臭氧气液混合、二级臭氧催化氧化和尾气处理;
所述回送至臭氧催化氧化工艺为回送至臭氧催化氧化工艺的均质调节工序;
所述臭氧预氧化工序产生的尾气、所述一级臭氧催化氧化工序产生的尾气、所述催化氧化产生的尾气以及所述二级臭氧催化氧化工序产生的尾气均送入尾气处理工序进行加热催化裂解;
所述二级臭氧催化氧化后得到的处理后废液,送入MVR蒸发工艺;
所述MVR蒸发工艺为降膜式蒸发浓缩;所述MVR蒸发浓缩的浓缩比为5~7;
所述超滤膜工艺具体为:依次进行2~6次超滤膜过滤处理;
所述纳滤膜工艺包括一级纳滤膜工艺和二级纳滤膜工艺,所述一级纳滤膜工艺具体为:依次进行2~6次纳滤膜过滤处理,所述二级纳滤膜工艺具体为:依次进行1~5次纳滤膜过滤处理;
所述纳滤膜工艺后得到的浓水,一部分回送至所述一级纳滤膜处理工艺的第2、第3和第4次纳滤膜过滤步骤中的一个或多个进行再次过滤,另一部分回送至臭氧催化氧化工艺的均质调节工序;所述浓水回流比为10%~50%。
优选的,所述煤矿矿井水的水质包括,Na+:3000~3500mg/L、K+:20~40mg/L、Ca2+:200~400mg/L、Mg2+:35~45mg/L、Sr2+:10~20mg/L、Ba2+:0.05~0.3mg/L、F-:3~9mg/L、CO3 2-:6~10mg/L、HCO3 -:350~550mg/L、Cl-:600~1000mg/L、SO4 2-:5500~7000mg/L、NO3 -:3~8mg/L、CO2:4~10mg/L、SiO2:80~130mg/L、TDS:8000~13000mg/L和B:0~0.01mg/L;
所述煤矿矿井水的pH值为6.5~7.5;
所述煤矿矿井水的处理量为≤40000m3/h。
本发明公开了一种煤矿矿井水的处理***,依次包括深度处理***和浓盐水处理***;所述深度处理***包括多介质过滤器、核桃壳过滤器、臭氧氧化***、活性炭过滤器、超滤膜装置、反渗透装置和产品水池;所述多介质过滤器的滤液出口与所述核桃壳过滤器相连通;所述核桃壳过滤器的滤液出口与所述臭氧氧化***相连通;所述臭氧氧化***的出液口与所述超滤膜装置相连通;所述超滤膜装置的滤液出口与所述反渗透装置相连通;所述反渗透装置的浓水出口与所述浓盐水处理***相连通;所述反渗透装置的滤液出口与所述产品水池相连通。与现有技术相比,本发明针对煤矿矿井水无法有效的实现资源化利用的问题,采用深度处理***和浓盐水处理***,尤其是包括多介质过滤、核桃壳过滤、臭氧氧化、活性炭过滤、超滤膜过滤、反渗透过滤等多种分离提纯***,实现了煤矿矿井水的的分离提纯,生产出了工业品质的氯化钠和硫酸钠,实现了资源化利用,消除了环保风险。本发明提供的处理***和处理工艺还具有处理效果好和工艺稳定性强的特点。
附图说明
图1为本发明提供的煤矿矿井水的处理工艺的深度处理工艺的工艺流程简图;
图2为本发明提供的煤矿矿井水的处理工艺的浓盐水处理工艺的工艺流程简图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述,但是应当理解,这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点,而不是对发明权利要求的限制。
本发明所有材料和设备,对其来源没有特别限制,在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
本发明所有材料,对其纯度没有特别限制,本发明优选采用工业纯、化学纯或本煤矿废水处理领域的常规纯度。
本发明公开了一种煤矿矿井水的处理***,依次包括深度处理***和浓盐水处理***;
所述深度处理***包括多介质过滤器、核桃壳过滤器、臭氧氧化***、活性炭过滤器、超滤膜装置、反渗透装置和产品水池;
所述多介质过滤器的滤液出口与所述核桃壳过滤器相连通;
所述核桃壳过滤器的滤液出口与所述臭氧氧化***相连通;
所述臭氧氧化***的出液口与所述超滤膜装置相连通;
所述超滤膜装置的滤液出口与所述反渗透装置相连通;
所述反渗透装置的浓水出口与所述浓盐水处理***相连通;
所述反渗透装置的滤液出口与所述产品水池相连通。
本发明对所述煤矿矿井水的概念没有特别限制,以本领域技术人员熟知的煤矿矿井水的定义即可。本发明对所述相连通的定义没有特别限制,以本领域技术人员熟知的常识中的概念即可,本发明所述相连通是指一个装置的出口与下一个装置的进口相连接,从而实现物料的连续进行。
本发明所述深度处理***包括多介质过滤器,本发明对所述多介质过滤器没有特别限制,以本领域技术人员熟知的多介质过滤器即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水的水质或处理要求进行选择和调整。本发明所述深度处理***包括核桃壳过滤器,本发明对所述核桃壳过滤器没有特别限制,以本领域技术人员熟知的核桃壳过滤器即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水的水质或处理要求进行选择和调整。本发明对所述臭氧氧化***没有特别限制,以本领域技术人员熟知的臭氧氧化池或其他臭氧氧化装置即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水的水质或处理要求进行选择和调整。本发明对所述超滤膜装置没有特别限制,以本领域技术人员熟知的超滤膜过滤器或超滤膜材料即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水的水质或处理要求进行选择和调整。本发明对所述反渗透装置没有特别限制,以本领域技术人员熟知的反渗透过滤器或反渗透材料即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水的水质或处理要求进行选择和调整。
本发明所述深度处理***优选还包括高效***和污泥脱水机。
本发明对所述高效***没有特别限制,以本领域技术人员熟知的高效***或高效净水装置即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水的水质或处理要求进行选择和调整。本发明对所述污泥脱水机没有特别限制,以本领域技术人员熟知的污泥脱水机或污泥脱水装置即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水的水质或处理要求进行选择和调整。
本发明所述多介质过滤器的浓水出口、核桃壳过滤器的浓水出口和活性炭过滤器的浓水出口优选分别与所述高效***的进液口相连通。本发明为实现矿井水的循环过滤和无废水外排,将上述过滤设备的废水进入高效***。
在本实施例中,所述反渗透装置的浓水出口优选还与所述高效***的进液口相连通。其作用在于实现反渗透装置产生的废水的再次净化。在其他实施例中,所述反渗透装置的浓水出口也可以进入其他的净化装置,以废水更好的合理利用和环保生产为优选方案。
在本实施例中,所述高效***的浓浆出口与所述污泥脱水机的进液口相连通。其作用在于将高效***产生的浆液再次浓缩。在其他实施例中,所述高效***的浓浆出口也可以进入其他的净化装置,以废水更好的合理利用和环保生产为优选方案。
在本实施例中,所述高效***的滤液出口和所述污泥脱水机滤液出口优选分别与所述多介质过滤器的进口相连通。其作用在于将二者产生的清液再次循环利用。本发明为提高***的综合控制情况,所述高效***的滤液出口和所述污泥脱水机滤液出口更优选分别先与缓冲池相连通,再由缓冲池的出液口与所述多介质过滤器的进口相连通。在其他实施例中,所述高效***的滤液出口和所述污泥脱水机滤液出口也可以分别进入其他的净化装置或加入其他缓冲装置,以废水更好的循环利用和环保生产为优选方案。
在本实施例中,所述浓盐水处理***优选包括高效反渗透***、臭氧催化氧化***、MVR蒸发器、硫酸钠蒸发结晶***、超滤膜***、纳滤膜***、氯化钠蒸发结晶***和焚烧装置。其作用在于,对深度处理***产生的浓水进行进一步的提浓处理,进而达到完全的产品化和无害化。在其他实施例中,所述浓盐水处理***也可以包括其他处理设备或对上述处理设备进行替换,以浓水更好的循环利用和环保生产为优选方案。
在本实施例中,优选的,所述高效反渗透***的进液口与所述反渗透装置的浓水出口相连通;所述高效反渗透***的浓盐水出口与所述臭氧催化氧化***相连通;所述臭氧催化氧化***的出液口与所述MVR蒸发器相连通;所述MVR蒸发器的母液出口与所述硫酸钠蒸发结晶***相连通;所述硫酸钠蒸发结晶***的母液出口与所述超滤膜***相连通;所述超滤膜***的滤液出口与所述纳滤膜***相连通;所述纳滤膜***的滤液出口与所述氯化钠蒸发结晶***相连通;所述氯化钠蒸发结晶***的母液出口与所述焚烧装置相连通。其作用在于,对深度处理***产生的浓水进行进依次分离提纯等提浓处理,进而达到完全的产品化和无害化。在其他实施例中,所述浓盐水处理***的连接关系也可以包括其他处理设备,以浓水更好的循环利用和环保生产为优选方案。
在本实施例中,所述硫酸钠蒸发结晶***的母液出口优选还分别与所述焚烧装置和所述臭氧催化氧化***的进液口相连通,整体为:所述硫酸钠蒸发结晶***的母液出口优选分别与所述超滤膜***相连通、所述焚烧装置相连通和所述臭氧催化氧化***的进液口相连通。其作用在于将上述硫酸钠蒸发结晶***的母液分为三部分,一部分送入所述超滤膜***,另一部分返回臭氧催化氧化***,其余部分进入焚烧装置,形成对硫酸钠蒸发结晶***的闭环处理。在其他实施例中,所述硫酸钠蒸发结晶***的母液出口也可以与其他设备相连通,以母液更好的循环利用和环保生产为优选方案。本发明对所述一部分、另一部分和其余部分的具体比例没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际生产情况、浓盐水水质或处理要求进行选择和调整。
在本实施例中,所述超滤膜***的超滤浓水出口分别与所述焚烧装置和所述臭氧催化氧化***的进液口相连通。其作用在于将上述超滤膜***的超滤浓水分为两部分,一部分送入所述焚烧装置,另一部分回送至所述臭氧催化氧化***,形成对超滤膜***的闭环处理。在其他实施例中,所述超滤膜***的超滤浓水出口也可以与其他设备相连通,以超滤浓水更好的循环利用和环保生产为优选方案。本发明对所述一部分和另一部分的具体比例没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际生产情况、浓盐水水质或处理要求进行选择和调整。
在本实施例中,所述纳滤膜***的纳滤浓水出口与所述臭氧催化氧化***的进液口相连通。其作用在于,将上述纳滤膜***的纳滤浓水回送至所述臭氧催化氧化***,形成对纳滤膜***的闭环处理。在其他实施例中,所述纳滤膜***的纳滤浓水出口也可以与其他设备相连通,以纳滤浓水更好的循环利用和环保生产为优选方案。
在本实施例中,所述氯化钠蒸发结晶***的母液出口还与所述臭氧催化氧化***的进液口相连通。其作用在于将上述氯化钠蒸发结晶***的最终母液分为两部分,一部分送入所述焚烧装置,另一部分回送至所述臭氧催化氧化***,形成对氯化钠蒸发结晶***的闭环处理。在其他实施例中,所述氯化钠蒸发结晶***的母液出口也可以与其他设备相连通,以最终母液更好的循环利用和环保生产为优选方案。本发明对所述一部分和另一部分的具体比例没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际生产情况、浓盐水水质或处理要求进行选择和调整。
本发明对所述高效反渗透***没有特别限制,以本领域技术人员熟知的高效反渗透装置即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水的水质或处理要求进行选择和调整,本发明所述高效反渗透***优选为两级HERO高效反渗透装置。
本发明对所述臭氧催化氧化***没有特别限制,以本领域技术人员熟知的臭氧催化氧化装置即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水的水质或处理要求进行选择和调整,本发明所述臭氧催化氧化***优选包括依次相连通的进液调节池、pH调节装置、臭氧预氧化池、保安过滤器、一级臭氧催化氧化塔、含有催化剂的装置,气液混合输送装置、二级臭氧催化氧化塔和尾气处理塔。即进液调节池为高效反渗透***出来的提浓浓盐水进臭氧催化氧化***的第一个设备,二级臭氧催化氧化塔为提浓浓盐水在臭氧催化氧化***的最后一个设备。本发明对上述具体的设备没有特别限制,以本领域技术人员熟知的相关设备即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、浓盐水水质或处理要求进行选择和调整,本发明所述pH调节装置优选包括在线pH监测仪器和与之相连接的pH自动加药器;本发明所述含有催化剂的装置优选为装填有催化剂的水箱;本发明对所述催化剂没有特别限制,以本领域技术人员熟知的用于臭氧催化氧化的催化剂即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水水质或处理要求进行选择和调整,本发明优选为金属催化剂。
本发明对所述与臭氧催化氧化***相连通或与臭氧催化氧化***的进液口相连通的概念没有特别限制,以本领域技术人员熟知的连通概念即可,即将物料送至臭氧催化氧化***,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水水质或处理要求进行选择和调整,本发明与臭氧催化氧化***的进液口相连通优选为与所述臭氧催化氧化***的进液调节池的进液口相连通。
本发明所述臭氧催化氧化***的臭氧预氧化池的废气出口、所述含有催化剂的装置的气体出口、所述一级臭氧催化氧化塔的废气出口和所述二级臭氧催化氧化塔的废气出口优选分别与所述尾气处理塔相连通,即上述四个尾气出口均连入尾气处理装置,形成对臭氧催化氧化***尾气的闭环处理。
本发明对所述臭氧催化氧化***的臭氧来源没有特别限制,以本领域技术人员熟知的臭氧来源即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、浓盐水水质或处理要求进行选择和调整,本发明所述臭氧来源优选为采用臭氧发生装置制备;本发明所述臭氧催化氧化***优选还包括臭氧发生装置,更优选为臭氧发生装置由多套臭氧发生设备组成,更具体优选为2套以上或3套以上,或2~5套,或3~4套;所述臭氧发生装置优选分别与所述臭氧预氧化池、所述一级臭氧催化氧化塔、所述气液混合输送装置的进气口和所述二级臭氧催化氧化塔分别相连通,也可以优选为一个或几个臭氧发生设备单独与上述设备中的一个或几个的相连通。本发明对所述气液混合输送装置没有特别限制,以本领域技术人员熟知的气液两相输送装置即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、浓盐水水质或处理要求进行选择和调整,本发明所述气液混合输送装置优选为多相流泵。
本发明所述煤矿矿井水的处理***中的浓盐水的处理***中,包括超滤膜***;本发明对所述超滤膜***没有特别限制,以本领域技术人员熟知的超滤膜装置即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水的水质或处理要求进行选择和调整,本发明所述超滤膜***优选包括2~6套串联的超滤膜装置,更优选为3~5套串联的超滤膜装置,最优选为4套串联的超滤膜装置,也可以为4套使用1套备用。本发明对上述具体的设备没有特别限制,以本领域技术人员熟知的相关设备即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、浓盐水水质或处理要求进行选择和调整,本发明所述超滤膜优选为超滤膜元件(8040);所述超滤膜的截留分子量优选为1000~5000D,更优选为2000~4000D,最优选为2500~3500D。
本发明所述煤矿矿井水的处理***中的浓盐水的处理***中,包括纳滤膜***;本发明对所述纳滤膜***没有特别限制,以本领域技术人员熟知的纳滤膜装置即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水水质或处理要求进行选择和调整,本发明所述纳滤膜***优选包括一级纳滤膜***和二级纳滤膜***;所述一级纳滤膜***优选包括2~6套串联的纳滤膜装置,更优选为3~5套串联的纳滤膜装置,最优选为4套串联的纳滤膜装置,也可以为4套使用1套备用;所述二级纳滤膜***优选包括1~5套串联的纳滤膜装置,更优选为2~4套串联的纳滤膜装置,最优选为3套串联的纳滤膜装置,也可以为3套使用1套备用。本发明对上述具体的设备没有特别限制,以本领域技术人员熟知的相关设备即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、浓盐水水质或处理要求进行选择和调整,本发明所述纳滤膜优选为纳滤膜元件(8040);所述纳滤膜的截留分子量优选为100~600D,更优选为200~500D,最优选为300~400D。
本发明所述纳滤膜***的纳滤浓水出口,即二级纳滤膜***的纳滤浓水出口优选与所述一级纳滤膜***的第2、第3和第4套纳滤膜装置的进液口中的一个或多个相连通,即二级纳滤膜***的纳滤浓水一部分返回到一级纳滤膜***中,优选为返回到一级纳滤膜***的倒数第2套纳滤膜装置的进液口中;同时所述纳滤膜***的纳滤浓水出口与所述臭氧催化氧化***的进液调节池相连通,即将另一部分纳滤浓水回送至臭氧催化氧化***中,从而形成纳滤膜***的闭环处理环路。本发明对所述一部分和另一部分的具体比例没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际生产情况、浓盐水水质或处理要求进行选择和调整。
本发明所述煤矿矿井水的处理***中的浓盐水的处理***中,包括MVR蒸发器、硫酸钠蒸发结晶***、氯化钠蒸发结晶***和焚烧装置。本发明对上述装置没有特别限制,以本领域技术人员熟知的上述装置即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、浓盐水水质或处理要求进行选择和调整,本发明所述硫酸钠蒸发结晶***优选为硫酸钠双效强制循环蒸发结晶***,所述氯化钠蒸发结晶***优选为氯化钠双效强制循环蒸发结晶***。
在本实施例中,所述硫酸钠蒸发结晶***的母液出口、所述超滤膜***的超滤浓水出口、所述纳滤膜***的纳滤浓水出口和所述氯化钠蒸发结晶***的母液出口分别与所述臭氧催化氧化***的进液调节池相连通。其作用在于,将上述***内主要装置的废水均回送至所述臭氧催化氧化***的进液调节池,形成对整个***的闭环处理。在其他实施例中,上述***的废水出口也可以与其他设备相连通,以工艺过程产生的废水更好的循环利用和环保生产为优选方案。
本发明还提供了一种煤矿矿井水的处理工艺,依次包括深度处理工艺和浓盐水处理工艺;
所述深度处理工艺包括以下步骤:
a)将煤矿矿井水经过多介质过滤处理工艺后,得到一级滤液;
所述多介质过滤处理工艺的浓水进行高效净水处理工艺;
b)将上述步骤得到的一级滤液经过核桃壳过滤处理工艺后,得到二级滤液;
所述核桃壳过滤处理工艺的浓水进行高效净水处理工艺;
c)将步骤b)得到的过滤后液体经过臭氧氧化处理工艺后,得到氧化后产水;
d)将上述步骤得到的氧化后产水经过活性炭过滤处理工艺后,得到三级滤液;
所述活性炭过滤处理工艺的浓水进行高效净水处理工艺;
e)将上述步骤得到的三级滤液经过超滤膜处理工艺后,得到超滤滤液;
e)将上述步骤得到的超滤滤液经过反渗透处理工艺后,得到反渗透滤液和反渗透浓水;
f)将上述步骤得到的反渗透滤液送入产品水池;将上述步骤得到的反渗透浓水一部分送至浓盐水处理工艺,另一部分进行高效净水处理工艺;
g)将所述高效净水处理工艺产生的浓浆经过污泥脱水处理工艺后,得到固体产物和滤液;
将所述高效净水处理工艺产生的滤液和所述步骤g)产生的滤液回送至所述多介质过滤处理工艺。
本发明对上述工艺以及涉及的步骤优选参照前述煤矿矿井水的处理***中所阐述的选择范围和优选原则。本发明对所述煤矿矿井水的概念没有特别限制,以本领域技术人员熟知的煤矿矿井水的定义即可。
本发明对所述煤矿矿井水的水质没有特别的要求,以本领域技术人员熟知的煤矿矿井水的水质情况即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水的水质或处理要求对工艺参数进行选择和调整,本发明所述煤矿矿井水的水质可以包括,Na+:3000~3500mg/L、K+:20~40mg/L、Ca2+:200~400mg/L、Mg2+:35~45mg/L、Sr2+:10~20mg/L、Ba2+:0.05~0.3mg/L、F-:3~9mg/L、CO3 2-:6~10mg/L、HCO3 -:350~550mg/L、Cl-:600~1000mg/L、SO4 2-:5500~7000mg/L、NO3 -:3~8mg/L、CO2:4~10mg/L、SiO2:80~130mg/L、TDS:8000~13000mg/L和B:0~0.01mg/L。其中,所述Na+可以为3050~3450mg/L,也可以为3100~3400mg/L,或者为3200~3300mg/L;所述K+可以为22~38mg/L,也可以为25~35mg/L,或者为27~33mg/L;所述Ca2+可以为225~375mg/L,也可以为250~350mg/L,或者为275~325mg/L;所述Mg2+可以为36~44mg/L,也可以为37~43mg/L,或者为38~42mg/L;所述Sr2+可以为11~19mg/L,也可以为12~18mg/L,或者为14~16mg/L;所述Ba2+可以为0.1~0.25mg/L,也可以为0.15~0.2mg/L,或者为0.16~0.19mg/L;所述F-可以为4~8mg/L,也可以为5~7mg/L,或者为5.5~6.5mg/L;所述CO3 2可以为6.5~9.5mg/L,也可以为7~9mg/L,或者为7.5~8.5mg/L;所述HCO3 -可以为375~525mg/L,也可以为400~500mg/L,或者为425~475mg/L;所述Cl-可以为650~950mg/L,也可以为700~900mg/L,或者为750~850mg/L;所述SO4 2-可以为5750~6750mg/L,也可以为6000~6500mg/L,或者为6100~6400mg/L;所述NO3 -可以为4~7mg/L,也可以为4.5~6.5mg/L,或者为5~6mg/L;所述CO2可以为5~9mg/L,也可以为6~8mg/L,或者为6.5~7.5mg/L;所述SiO2可以为90~120mg/L,也可以为95~115mg/L,或者为100~110mg/L;所述TDS可以为9000~12000mg/L,也可以为9500~11500mg/L,或者为10000~11000mg/L;所述B可以为0.001~0.009mg/L,也可以为0.003~0.007mg/L,或者为0.004~0.006mg/L。
本发明对所述煤矿矿井水的pH值没有特别的要求,以本领域技术人员熟知的煤矿矿井水的pH值即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水的水质或处理要求对工艺参数进行选择和调整,本发明所述煤矿矿井水的pH值优选为6.5~7.5,更优选为6.7~7.2,最优选为7。
本发明对所述煤矿矿井水的处理量没有特别的要求,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水的水质或处理要求对工艺参数进行选择和调整,本发明所述煤矿矿井水的处理量优选为≤40000m3/h,更优选为35000m3/h,最优选为30000m3/h。
本发明对所述多介质过滤处理工艺没有特别限制,以本领域技术人员熟知的多介质过滤处理工艺即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水的水质或处理要求进行选择和调整。本发明所述深度处理工艺包括核桃壳过滤处理工艺,本发明对所述核桃壳过滤处理工艺没有特别限制,以本领域技术人员熟知的核桃壳过滤处理工艺即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水的水质或处理要求进行选择和调整。本发明对所述臭氧氧化处理工艺没有特别限制,以本领域技术人员熟知的臭氧氧化池处理工艺或其他臭氧氧化装置处理工艺即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水的水质或处理要求进行选择和调整。本发明对所述活性炭过滤处理工艺没有特别限制,以本领域技术人员熟知的活性炭过滤处理工艺即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水的水质或处理要求进行选择和调整。本发明对所述超滤膜处理工艺没有特别限制,以本领域技术人员熟知的超滤膜过滤器处理工艺或超滤膜材料处理工艺即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水的水质或处理要求进行选择和调整。本发明对所述反渗透处理工艺没有特别限制,以本领域技术人员熟知的反渗透过滤器处理工艺或反渗透材料处理工艺即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水的水质或处理要求进行选择和调整。本发明对所述高效净水处理工艺没有特别限制,以本领域技术人员熟知的高效***处理工艺或高效净水装置处理工艺即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水的水质或处理要求进行选择和调整。本发明对所述污泥脱水处理工艺没有特别限制,以本领域技术人员熟知的污泥脱水机处理工艺或污泥脱水装置处理工艺即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水的水质或处理要求进行选择和调整。
本发明所述多介质过滤处理工艺的浓水优选进行高效净水处理工艺、所述核桃壳过滤处理工艺的浓水优选进行高效净水处理工艺和所述活性炭过滤处理工艺的浓水优选进行高效净水处理工艺,从而实现矿井水的循环过滤和无废水外排,将上述过滤设备的废水进入高效***。
本发明所述反渗透处理工艺的浓水优选一部分送至浓盐水处理工艺,另一部分进行高效净水处理工艺;从而实现反渗透装置产生的废水的再次净化。本发明对所述一部分、另一部分和其余部分的具体比例没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际生产情况、浓盐水水质或处理要求进行选择和调整。
本发明所述高效净水处理工艺产生的浓浆经过污泥脱水处理工艺后,得到固体产物和滤液。本发明将高效净水处理工艺产生的浆液再次浓缩从而使得废水更好的合理利用和环保生产。
本发明所述高效净水处理工艺产生的滤液和所述步骤g)产生的滤液,即污泥脱水处理工艺产生的滤液回送至所述多介质过滤处理工艺;从而将二者产生的清液再次循环利用。本发明为提高整体工艺的综合控制情况,所述高效净水处理工艺的滤液和所述污泥脱水处理工艺的滤液更优选分别先送入缓冲处理工艺,再由缓冲处理工艺,送入所述多介质过滤处理工艺。本发明对所述缓冲处理工艺没有特别限制,以本领域技术人员熟知的缓冲处理方式即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水水质或处理要求进行选择和调整。
参见图1,图1为本发明提供的煤矿矿井水的处理工艺的深度处理工艺的工艺流程简图。
本发明上述步骤提供了一种煤矿矿井水的处理工艺的深度处理工艺,具体步骤可以优选为:
矿井水经管道输送至原水池,然后由原水提升泵取水,加压后依次通过多介质过滤器、核桃壳过滤器,出水进入臭氧氧化池。在臭氧氧化池内加入臭氧气体,使之扩散到水中并与水全面接触、反应。活性炭过滤器供水泵自臭氧氧化池取水,经活性炭过滤器后出水进入超滤自清洗过滤器,然后再进入超滤装置,超滤装置出水至超滤水池。反渗透供水泵自超滤水池取水后通过保安过滤器、反渗透高压泵供至反渗透装置脱盐。脱盐后的清水进入反渗透产水池,脱盐产生的浓盐水送浓盐水处理装置。
本发明所述浓盐水处理工艺优选包括以下步骤:
1)将反渗透浓水经过高效反渗透工艺后,得到提浓浓盐水;
2)将上述步骤得到的提浓浓盐水经过臭氧催化氧化工艺后,得到处理后废液;
3)将上述步骤得到的处理后废液经过MVR蒸发工艺后,得到一级母液;
4)将上述步骤得到的一级母液经过硫酸钠蒸发结晶工艺后,得到二级母液和硫酸钠产品;
5)将上述步骤得到的二级母液一部分经过超滤膜工艺后,得到超滤产水;
所述二级母液的另一部分进行焚烧处理,其余部分回送至臭氧催化氧化工艺;
所述超滤膜工艺的超滤浓水一部分进行焚烧处理,另一部分回送至臭氧催化氧化工艺;
6)将上述步骤得到的超滤产水经过纳滤膜工艺后,得到纳滤产水;
所述纳滤膜工艺的浓水回送至臭氧催化氧化工艺;
7)将上述步骤得到的纳滤产水经过氯化钠蒸发结晶工艺后,得到最终母液和氯化钠产品;
8)将上述步骤得到的最终母液一部分回送至臭氧催化氧化工艺,另一部分进行焚烧处理。
本发明所述浓盐水处理工艺优选包括高效反渗透工艺、臭氧催化氧化工艺、MVR蒸发工艺、硫酸钠蒸发结晶工艺、超滤膜工艺、纳滤膜工艺、氯化钠蒸发结晶工艺和焚烧工艺。本发明对深度处理工艺产生的浓水进行进一步的提浓处理,进而达到完全的产品化和无害化。
本发明所述反渗透处理工艺的浓水优选送入所述高效反渗透工艺进行处理,再将高效反渗透工艺得到的提浓浓盐水送入所述臭氧催化氧化工艺进行处理,再将所述臭氧催化氧化工艺得到的处理后废液送入MVR蒸发工艺进行处理,再将所述MVR蒸发工艺得到的一级母液送入所述硫酸钠蒸发结晶工艺进行处理,再将所述硫酸钠蒸发结晶工艺得到的二级母液送入所述超滤膜工艺进行处理,再将所述超滤膜工艺得到的超滤产水送入所述纳滤膜工艺进行处理,再将所述纳滤膜工艺得到的纳滤产水送入所述氯化钠蒸发结晶***进行处理,最终得到氯化钠产品。本发明对深度处理工艺产生的浓水进行进依次分离提纯等提浓处理,进而达到完全的产品化和无害化。
本发明所述二级母液一部分经过超滤膜工艺后,得到超滤产水;所述二级母液的另一部分进行焚烧处理,其余部分回送至臭氧催化氧化工艺;整体为:上述硫酸钠蒸发结晶工艺产生的二级母液分为三部分,一部分送入所述超滤膜工艺,另一部分返回臭氧催化氧化工艺,其余部分进入焚烧工艺,形成对硫酸钠蒸发结晶工艺的闭环处理。本发明对所述一部分、另一部分和其余部分的具体比例没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际生产情况、浓盐水水质或处理要求进行选择和调整。
本发明所述超滤膜工艺的超滤浓水分为两部分,一部分送入所述焚烧工艺处理,另一部分回送至所述臭氧催化氧化工艺进行处理,形成对超滤膜***的闭环处理。本发明对所述一部分和另一部分的具体比例没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际生产情况、浓盐水水质或处理要求进行选择和调整。
本发明所述纳滤膜工艺的浓水优选回送至臭氧催化氧化工艺进行处理。从而形成对纳滤膜***的闭环处理,以保证纳滤浓水更好的循环利用和环保生产。
本发明所述氯化钠蒸发结晶工艺的最终母液一部分送入所述焚烧工艺处理,另一部分回送至所述臭氧催化氧化工艺进行处理,形成对氯化钠蒸发结晶工艺的闭环处理,以保证氯化钠蒸发结晶工艺能够更好的循环利用和环保生产。本发明对所述一部分和另一部分的具体比例没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际生产情况、浓盐水水质或处理要求进行选择和调整。
本发明对所述高效反渗透工艺没有特别限制,以本领域技术人员熟知的高效反渗透工艺即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水的水质或处理要求进行选择和调整,本发明所述高效反渗透工艺优选为两级HERO高效反渗透装置。
本发明对所述臭氧催化氧化工艺没有特别限制,以本领域技术人员熟知的臭氧催化氧化工艺即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水的水质或处理要求进行选择和调整,本发明所述臭氧催化氧化工艺优选包括依次相连通的进液调节工艺、pH调节工艺、臭氧预氧化工艺、保安过滤工艺、一级臭氧催化氧化工艺、催化工艺,气液混合输送工艺置、二级臭氧催化氧化工艺和尾气处理工艺。即进液调节工艺为高效反渗透工艺出来的提浓浓盐水进臭氧催化氧化工艺的第一个工艺,二级臭氧催化氧化工艺为提浓浓盐水在臭氧催化氧化工艺的最后一个工艺。本发明对上述具体的工艺没有特别限制,以本领域技术人员熟知的相关工艺即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、浓盐水水质或处理要求进行选择和调整,本发明所述pH调节工艺优选包括在线pH监测仪器和与之相连接的pH自动加药器;本发明所述催化工艺优选为装填有催化剂的水箱;本发明对所述催化剂没有特别限制,以本领域技术人员熟知的用于臭氧催化氧化的催化剂即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水水质或处理要求进行选择和调整,本发明优选为金属催化剂。
本发明对所述回送至臭氧催化氧化工艺没有特别限制,即将物料送至臭氧催化氧化工艺,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水水质或处理要求进行选择和调整,本发明所述回送至臭氧催化氧化工艺优选为回送至臭氧催化氧化工艺的均质调节工序。
本发明所述臭氧催化氧化工艺的臭氧预氧化工艺的废气出口、所述催化工艺的气体出口、所述一级臭氧催化氧化工艺的废气出口和所述二级臭氧催化氧化工艺的废气出口优选送入所述尾气处理工艺进行处理,形成对臭氧催化氧化***尾气的闭环处理。
本发明对所述臭氧催化氧化工艺的臭氧来源没有特别限制,以本领域技术人员熟知的臭氧来源即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、浓盐水水质或处理要求进行选择和调整,本发明所述臭氧来源优选为采用臭氧发生工艺制备;本发明所述臭氧催化氧化工艺优选还包括臭氧发生工艺,更优选为臭氧发生工艺由多套臭氧发生设备组成,更具体优选为2套以上或3套以上,或2~5套,或3~4套;所述臭氧发生工艺优选分别将臭氧送入所述臭氧预氧化工艺、所述一级臭氧催化氧化工艺、所述气液混合输送工艺和所述二级臭氧催化氧化工艺,也可以优选为一个或几个臭氧发生设备单独与上述工艺中的一个或几个的相连通。本发明对所述气液混合输送工艺没有特别限制,以本领域技术人员熟知的气液两相输送装置即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、浓盐水水质或处理要求进行选择和调整,本发明所述气液混合输送装置优选为多相流泵。
本发明所述煤矿矿井水的处理工艺中的浓盐水的处理工艺中,包括超滤膜工艺;本发明对所述超滤膜工艺没有特别限制,以本领域技术人员熟知的超滤膜装置工艺即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水的水质或处理要求进行选择和调整,本发明所述超滤膜工艺优选包括2~6套串联的超滤膜装置,更优选为3~5套串联的超滤膜装置,最优选为4套串联的超滤膜装置,也可以为4套使用1套备用。本发明对上述具体的设备没有特别限制,以本领域技术人员熟知的相关设备即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、浓盐水水质或处理要求进行选择和调整,本发明所述超滤膜优选为超滤膜元件(8040);所述超滤膜的截留分子量优选为1000~5000D,更优选为2000~4000D,最优选为2500~3500D。
本发明所述煤矿矿井水的处理工艺中的浓盐水的处理工艺中,包括纳滤膜工艺;本发明对所述纳滤膜工艺没有特别限制,以本领域技术人员熟知的纳滤膜装置即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、矿井水水质或处理要求进行选择和调整,本发明所述纳滤膜工艺优选包括一级纳滤膜工艺和二级纳滤膜工艺;所述一级纳滤膜工艺优选包括2~6套串联的纳滤膜装置,更优选为3~5套串联的纳滤膜装置,最优选为4套串联的纳滤膜装置,也可以为4套使用1套备用;所述二级纳滤膜工艺优选包括1~5套串联的纳滤膜装置,更优选为2~4套串联的纳滤膜装置,最优选为3套串联的纳滤膜装置,也可以为3套使用1套备用。本发明对上述具体的设备没有特别限制,以本领域技术人员熟知的相关设备即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、浓盐水水质或处理要求进行选择和调整,本发明所述纳滤膜优选为纳滤膜元件(8040);所述超滤膜的截留分子量优选为100~600D,更优选为200~500D,最优选为300~400D。
本发明所述纳滤膜工艺的纳滤浓水,即二级纳滤膜工艺的纳滤浓水优选送入所述一级纳滤膜工艺的第2、第3和第4套纳滤膜装置的进液口中的一个或多个相连通,即二级纳滤膜工艺的纳滤浓水一部分返回到一级纳滤膜工艺中,优选为返回到一级纳滤膜工艺的倒数第2套纳滤膜装置的进液口中;同时所述纳滤膜工艺的纳滤浓水优选送入所述臭氧催化氧化工艺的均质调节工序,即将另一部分纳滤浓水回送至臭氧催化氧化工艺中,从而形成纳滤膜工艺的闭环处理环路。本发明对所述一部分和另一部分的具体比例没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际生产情况、浓盐水水质或处理要求进行选择和调整。
本发明所述煤矿矿井水的处理***中的浓盐水的处理***中,包括MVR蒸发工艺、硫酸钠蒸发结晶工艺、氯化钠蒸发结晶工艺和焚烧工艺。本发明对上述工艺没有特别限制,以本领域技术人员熟知的上述工艺即可,本领域技术人员可以根据实际生产情况、浓盐水水质或处理要求进行选择和调整,本发明所述硫酸钠蒸发结晶工艺优选为硫酸钠双效强制循环蒸发结晶工艺,所述氯化钠蒸发结晶工艺优选为氯化钠双效强制循环蒸发结晶工艺。
本发明所述硫酸钠蒸发结晶工艺的母液、所述超滤膜工艺的超滤浓水、所述纳滤膜工艺的纳滤浓水和所述氯化钠蒸发结晶工艺的母液分别回送至与所述臭氧催化氧化工艺的均质调节工序,从而将上述工艺内主要工艺步骤的废水均回送至所述臭氧催化氧化工艺的进液调节池,形成对整个工艺的闭环处理。
参见图2,图2为本发明提供的煤矿矿井水的处理工艺的浓盐水处理工艺的工艺流程简图。
本发明上述步骤提供了一种煤矿矿井水的处理工艺的浓盐水处理工艺,具体步骤可以优选为:
本发明的浓盐水处理工艺的总工艺路线:催化氧化+MVR蒸发+硫酸钠蒸发结晶+超滤+纳滤+氯化钠蒸发结晶工艺,分别结晶出氯化钠和硫酸钠。
一实现水的零排放,二实现固废的资源化,三实现废气达标排放。即矿井水产生的浓水全部回收利用,浓水中95%的盐被分离生产工业品质氯化钠、硫酸钠产品,5%杂盐送三废焚烧炉焚烧,实现废气达标排放。
1、高效反渗透与臭氧催化氧化***:
矿井水深度处理***产生的浓盐水进入两级高效反渗透HERO,进一步回收净水,提浓浓盐水。出高效反渗透的浓盐水经两级臭氧催化氧化***处理后的产水进入后续分盐蒸发结晶***。
2、臭氧催化氧化工艺流程:
本工艺流程分为三个主要工艺段,即臭氧预氧化工艺段、一级臭氧催化氧化工艺段及二级臭氧催化氧化工艺段。
HERO浓水与蒸发器的外排母液,在调节池内充分混合均匀并冷却到35℃以下后,经泵提升进入臭氧预氧化池的上部,在预氧化池的进水端设置一套pH调节装置,并设置在线pH监测仪器,当pH值需要调节时,设备自动加药调节pH,含有臭氧的混合气体(来自预氧化池配套的臭氧发生器),通入预氧化池底的钛金属曝气盘进行曝气,通过这种臭氧直接氧化作用,可以矿化掉一部分污水中容易被臭氧直接矿化的有机物,降低其它有机物被后续工艺氧化的难度,减少后续工艺段的处理负荷(采取这一技术手段,是基于矿井原水中有机物的B/C比大于0.4,此条件下臭氧对有机物的最高去除比例可达25%以上)。
预氧化池的出水通过提升泵的提升进入保安过滤器,去除污水中的悬浮物及胶体物质后进入一级臭氧催化氧化塔,一级臭氧催化氧化塔采用钛金属曝气盘曝气的臭氧供气方式,运行方式可采用常压运行和加压运行,配套的臭氧发生器采用高压臭氧发生器,一级臭氧催化氧化工艺段对水中的小分子有机物的进行直接降解,同时对大分子有机物进行断键和部分降解。
一级臭氧催化氧化工艺段的产水进入中间水箱,中间水箱左侧装填催化剂,对一级催化氧化的产水进行短流程的催化氧化,氧化后的产水经多相流泵与臭氧气体混合后先进入二级臭氧催化氧化塔,二级臭氧催化氧化工艺段直接去除水中的有机物,水质满足后续分盐蒸发结晶***对进水的要求。预氧化池、中间水箱及一、二级臭氧催化氧化塔产生的尾气被吸入尾气处理塔,经加热催化裂解,去除掉尾气中残存的臭氧后达标排放。
3、MVR蒸发
进入MVR蒸发***的物料在板式换热器中使用蒸发器产生的高温蒸馏水作为热源加热。预热后的盐水然后进入各自的脱氧罐中使用蒸发器中产生的二次蒸汽脱氧。预热脱氧后的盐水进入蒸发器的底部物料罐。蒸发器是立式降膜设计。盐水从底部物料罐循环至顶部物料罐,通过物料分配***进入换热管,并在管壁上形成物料膜,在盐水物料通过换热管的过程中蒸发,盐水和二次蒸汽从换热管底部进入底部物料罐与循环盐水混合,盐水完成少量的浓缩。二次蒸汽从底部物料罐水平进入折板消雾器。夹带的盐水滴在通过消雾器的过程中被去除,重新回到底部物料罐。消雾后的二次蒸汽,几乎不含任何液滴,进入机械蒸汽压缩机。压缩机提高二次蒸汽的压力,增强后的二次蒸汽的冷凝点高于换热管中盐水的沸点,通过管道进入蒸发器的壳程,并在换热管外壁冷凝。
4、硫酸钠双效结晶***:
MVR浓水经上料泵首先注入到一效蒸发器中,经一效蒸发器循环泵在一效加热室和分离室中循环浓缩,部分浓缩液排入二效蒸发器分离室中,经二效蒸发器循环泵在二效加热室和分离室中循环,得到进一步浓缩达到过饱和结晶出硫酸钠,关键是控制蒸发终点浓度在硫酸钠的结晶区。二效蒸发的部分浓缩液经出料泵排入旋流器,使二效结晶器固液处于平衡状态。二效结晶器设盐腿,用MVR浓水进行淘洗,保证盐的纯度,降低出料温度,减少热损失。旋流器上清液返回二效蒸发器,底部晶浆进入稠厚器,再进入离心机中离心分离脱水,同时增加离心机洗涤程序,进一步保证硫酸钠盐的纯度。离心分离得到的结晶为Na2SO4结晶单盐(纯度≥92%,含水率≤4%),硫酸钠结晶经干燥后包装(纯度≥97.5%,含水率≤1%),可以考虑作为天然碱或元明粉行业的原料出售。离心母液进入原料罐,继续进入***进行超滤、纳滤。
5、超滤、纳滤***:
对矿井水结晶后的母液,用膜进行分离出高纯度的氯化钠和硫酸钠盐溶液,以达到母液不外排的目的。
6、氯化钠双效结晶***:
经过超滤、纳滤***分离之后,浓盐水送到氯化钠缓冲罐,在经二效上料泵(新上)送入双效强制循环结晶***的二效蒸发器进行进一步浓缩结晶,达到一定固含量后经二效出料泵送入二效旋流器,上清液回流至二效蒸发器,增稠后的晶浆进入二效稠厚器,经离心分离得到氯化钠结晶,再经干燥后包装作为产品出售。关键是控制蒸发终点浓度在氯化钠的结晶区。达到一定固含量后经出料泵送入旋流器,上清液回流至二效蒸发器,增稠后的晶浆进入稠厚器,经离心分离得到氯化钠结晶(≥92%,含水率≤4%),再经干燥后(纯度≥97.5%,含水率≤0.8%)包装作为产品出售。分离氯化钠后的母液经活性炭过滤一般可返回二效结晶器继续循环,为了保证氯化钠的纯度,如果母液富集到一定程度各种杂盐含量较高时需要外排三废焚烧炉***。
本发明上述步骤提供了一种煤矿矿井水的处理***和处理工艺,本发明针对煤矿矿井水无法有效的实现资源化利用的问题,采用深度处理工艺和浓盐水处理工艺,尤其是包括多介质过滤、核桃壳过滤、臭氧氧化、活性炭过滤、超滤膜过滤、反渗透过滤等多种分离提纯工艺,再结合浓盐水处理工艺,尤其是包括高效反渗透工艺、臭氧催化氧化工艺、MVR蒸发工艺、硫酸钠蒸发结晶工艺、超滤膜工艺、纳滤膜工艺、氯化钠蒸发结晶工艺和焚烧处理等多种分离提纯工艺;特别是具体的依次包括均质调节、pH调节、臭氧预氧化、保安过滤、一级臭氧催化氧化、催化氧化、二次加入臭氧气液混合、二级臭氧催化氧化和尾气处理的臭氧催化氧化工艺。本发明矿井水资源化处理分为深度处理和浓盐水处理两部分。深度处理的目的是将矿井水中的盐脱除,获得符合工业用水标准的净水;浓盐水处理的目的是将矿井水深度处理过程产生的浓盐水进一步处理,获得工业品质的盐产品,实现资源化利用目的,最终本发明实现了煤矿矿井水的分离提纯,生产出了工业品质的氯化钠和硫酸钠,实现了资源化利用,消除了环保风险。本发明提供的处理***和处理工艺还具有处理效果好和工艺稳定性强的特点。
为了进一步说明本发明,以下结合实施例对本发明提供的一种煤矿矿井水的处理***和处理工艺进行详细描述,但是应当理解,这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,只是为进一步说明本发明的特征和优点,而不是对本发明权利要求的限制,本发明的保护范围也不限于下述的实施例。
实施例1
本发明的总工艺路线:矿井水深度处理+浓盐水处理。
矿井水深度处理工艺为:多介质过滤+核桃壳过滤+臭氧氧化+活性炭过滤+超滤+反渗透;
浓盐水处理处理工艺为:催化氧化+MVR蒸发+硫酸钠蒸发结晶+超滤+纳滤+氯化钠蒸发结晶工艺,分别结晶出氯化钠和硫酸钠。
一实现水的零排放,二实现固废的资源化,三实现废气达标排放。即含盐废水中水全部回收利用,废水中95%的盐被分离生产工业品质氯化钠、硫酸钠产品,5%杂盐送三废焚烧炉焚烧,实现废气达标排放。
(一)矿井水深度处理
表A:蒙陕地区典型矿井水水质
项目名称 | 单位 | 正常工况 | 项目名称 | 单位 | 正常工况 |
Na<sup>+</sup> | mg/l | 3300 | CO<sub>3</sub><sup>2-</sup> | mg/l | 8 |
K<sup>+</sup> | mg/l | 30 | HCO<sub>3</sub><sup>-</sup> | mg/l | 480 |
Ca<sup>2+</sup> | mg/l | 300 | CL<sup>-</sup> | mg/l | 800 |
Mg<sup>2+</sup> | mg/l | 37 | SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> | mg/l | 6300 |
Sr<sup>2+</sup> | mg/l | 15 | NO<sub>3</sub><sup>-</sup> | mg/l | 6 |
Ba<sup>2+</sup> | mg/l | 0.1 | SiO<sub>2</sub> | mg/l | 114 |
F<sup>-</sup> | mg/l | 6 | TDS | mg/l | 11500 |
CO<sub>2</sub> | mg/l | 7 | 硼 | mg/l | 0 |
PH | 7 |
深度处理工艺流程:
矿井水经管道输送至原水池,然后由原水提升泵取水,加压后依次通过多介质过滤器、核桃壳过滤器,出水进入臭氧氧化池。在臭氧氧化池内加入臭氧气体,使之扩散到水中并与水全面接触、反应。活性炭过滤器供水泵自臭氧氧化池取水,经活性炭过滤器后出水进入超滤自清洗过滤器,然后再进入超滤装置,超滤装置出水至超滤水池。反渗透供水泵自超滤水池取水后通过保安过滤器、反渗透高压泵供至反渗透装置脱盐。脱盐后的清水进入反渗透产水池(产品水池),脱盐产生的浓盐水送浓盐水处理装置。其中,多介质过滤处理工艺的浓水进行高效净水处理工艺,核桃壳过滤处理工艺的浓水进行高效净水处理工艺,活性炭过滤处理工艺的浓水进行高效净水处理工艺;反渗透浓水一部分送至浓盐水处理工艺,另一部分进行高效净水处理工艺;将高效净水处理工艺产生的浓浆经过污泥脱水处理工艺后,得到固体产物和滤液;将高效净水处理工艺产生的滤液和上述步骤产生的滤液回送至所述多介质过滤处理工艺。最终得到了完整的固液循环***。
参见图1,图1为本发明提供的煤矿矿井水的处理工艺的深度处理工艺的工艺流程简图。
浓盐水处理处理工艺:
1、高效反渗透与臭氧催化氧化***:
矿井水深度处理***产生的浓盐水进入两级高效反渗透HERO,进一步回收净水,提浓浓盐水。出高效反渗透的浓盐水经两级臭氧催化氧化***处理后的产水进入后续分盐蒸发结晶***。
1)高效反渗透得到的提浓浓盐水水质
表1 HERO提浓浓盐水水质(臭氧催化氧化进水)
项目 | 数值 | 单位 |
温度 | 7~20 | ℃ |
pH | 11 | -- |
Na<sup>+</sup> | 24600 | mg/L |
K<sup>+</sup> | 180 | mg/L |
Ca<sup>2+</sup> | 0.60 | mg/L |
Mg<sup>2+</sup> | 0.60 | mg/L |
NH<sub>4</sub><sup>+</sup> | 20 | mg/L |
Cl<sup>-</sup> | 10100 | mg/L |
SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> | 41400 | mg/L |
HCO<sub>3</sub><sup>-</sup> | 4 | mg/L |
CO<sub>3</sub><sup>2-</sup> | 300 | mg/L |
SiO<sub>2</sub> | 600 | mg/L |
TDS | 74300 | mg/L |
COD | 800 | mg/L |
2)臭氧催化氧化工艺流程:
本工艺流程分为三个主要工艺段,即臭氧预氧化工艺段、一级臭氧催化氧化工艺段及二级臭氧催化氧化工艺段。
HERO浓水与蒸发器的外排母液,在调节池内充分混合均匀并冷却到35℃以下后,经泵提升进入臭氧预氧化池的上部,在预氧化池的进水端设置一套pH调节装置,并设置在线pH监测仪器,当pH值需要调节时,设备自动加药调节pH,含有臭氧的混合气体(来自预氧化池配套的臭氧发生器),通入预氧化池底的钛金属曝气盘进行曝气,通过这种臭氧直接氧化作用,可以矿化掉一部分污水中容易被臭氧直接矿化的有机物,降低其它有机物被后续工艺氧化的难度,减少后续工艺段的处理负荷(采取这一技术手段,是基于矿井原水中有机物的B/C比大于0.4,此条件下臭氧对有机物的最高去除比例可达25%以上)。
预氧化池的出水通过提升泵的提升进入保安过滤器,去除污水中的悬浮物及胶体物质后进入一级臭氧催化氧化塔,一级臭氧催化氧化塔采用钛金属曝气盘曝气的臭氧供气方式,运行方式可采用常压运行和加压运行,配套的臭氧发生器采用高压臭氧发生器,一级臭氧催化氧化工艺段对水中的小分子有机物的进行直接降解,同时对大分子有机物进行断键和部分降解。
一级臭氧催化氧化工艺段的产水进入中间水箱,中间水箱左侧装填催化剂,对一级催化氧化的产水进行短流程的催化氧化,氧化后的产水经多相流泵与臭氧气体混合后先进入二级臭氧催化氧化塔,二级臭氧催化氧化工艺段直接去除水中的有机物,水质满足后续分盐蒸发结晶***对进水的要求。预氧化池、中间水箱及一、二级臭氧催化氧化塔产生的尾气被吸入尾气处理塔,经加热催化裂解,去除掉尾气中残存的臭氧后达标排放。
以上三个工艺段对COD的去除效果分别为:预氧化工艺段去除COD为106mg/L,一级催化氧化工艺段及中间水箱短流程工艺段累计去除COD为398mg/L,二级催化氧化工艺段去除COD为180mg/L,经过三个工艺段处理后的产水COD约为466mg/L,达到出水COD≤500mg/L的设计要求。
经两级臭氧催化氧化***处理后的产水水质如下表:
表2臭氧催化出水水质
项目 | 数值 | 单位 |
色度 | ≤10 | 倍 |
COD | ≤500 | mg/L |
其他检测项目 | 与表1中相同 |
3)MVR蒸发
进入MVR蒸发***的物料在板式换热器中使用蒸发器产生的高温蒸馏水作为热源加热。预热后的盐水然后进入各自的脱氧罐中使用蒸发器中产生的二次蒸汽脱氧。预热脱氧后的盐水进入蒸发器的底部物料罐。蒸发器是立式降膜设计。盐水从底部物料罐循环至顶部物料罐,通过物料分配***进入换热管,并在管壁上形成物料膜,在盐水物料通过换热管的过程中蒸发,盐水和二次蒸汽从换热管底部进入底部物料罐与循环盐水混合,盐水完成少量的浓缩。二次蒸汽从底部物料罐水平进入折板消雾器。夹带的盐水滴在通过消雾器的过程中被去除,重新回到底部物料罐。消雾后的二次蒸汽,几乎不含任何液滴,进入机械蒸汽压缩机。压缩机提高二次蒸汽的压力,增强后的二次蒸汽的冷凝点高于换热管中盐水的沸点,通过管道进入蒸发器的壳程,并在换热管外壁冷凝。
4)硫酸钠双效结晶***:
表3矿井水硫酸钠双效结晶进水浓水(处理后废液)水质
浓水水量 | m<sup>3</sup>/h | 22 |
TDS | mg/L | 169400 |
Cl<sup>-</sup> | mg/L | 16190 |
SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> | mg/L | 95060 |
NO<sub>3</sub><sup>-</sup> | mg/L | 1580 |
NaCl | mg/L | 26670 |
Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> | mg/L | 140610 |
NaNO<sub>3</sub> | mg/L | 2170 |
SiO<sub>2</sub> | mg/L | 1460 |
COD | mg/L | ≤500 |
Ca<sup>2+</sup> | mg/L | 5 |
Mg<sup>2+</sup> | mg/L | 5 |
温度 | ℃ | 65 |
工艺流程:
MVR浓水经上料泵首先注入到一效蒸发器中,经一效蒸发器循环泵在一效加热室和分离室中循环浓缩,部分浓缩液排入二效蒸发器分离室中,经二效蒸发器循环泵在二效加热室和分离室中循环,得到进一步浓缩达到过饱和结晶出硫酸钠,关键是控制蒸发终点浓度在硫酸钠的结晶区。二效蒸发的部分浓缩液经出料泵排入旋流器,使二效结晶器固液处于平衡状态。二效结晶器设盐腿,用MVR浓水进行淘洗,保证盐的纯度,降低出料温度,减少热损失。旋流器上清液返回二效蒸发器,底部晶浆进入稠厚器,再进入离心机中离心分离脱水,同时增加离心机洗涤程序,进一步保证硫酸钠盐的纯度。离心分离得到的结晶为Na2SO4结晶单盐(纯度≥92%,含水率≤4%),硫酸钠结晶经干燥后包装(纯度≥97.5%,含水率≤1%),可以考虑作为天然碱或元明粉行业的原料出售。离心母液(二级母液)进入原料罐,继续进入***进行超滤、纳滤。
5)超滤、纳滤***:
对矿井水硫酸钠蒸发结晶后的母液,用超滤、纳滤膜进行分离出高纯度的氯化钠和盐溶液,以达到母液不外排的目的。
表4矿井水硫酸钠蒸发结晶产生的母液(二级母液)水质
矿井水母液水量 | m<sup>3</sup>/h | 4 | 稀释至12 |
TDS | mg/L | 677300 | 225700 |
COD | mg/L | 7200~8000 | 2400~2700 |
Cl<sup>-</sup> | mg/L | 55000 | 18300 |
SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> | mg/L | 180000 | 60000 |
NO<sub>3</sub><sup>-</sup> | mg/L | 1090 | 360 |
NaCl | mg/L | 296600 | 98870 |
Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> | mg/L | 81300 | 27100 |
NaNO<sub>3</sub> | mg/L | 4480 | 1490 |
SiO<sub>2</sub> | mg/L | 6510 | 2170 |
TOC | mg/L | 1960 | 650 |
Ca<sup>2+</sup> | mg/L | 15 | 5 |
Mg<sup>2+</sup> | mg/L | 15 | 5 |
温度 | ℃ | 30 | 30 |
表5膜分离后出水水质
超滤膜出水水质:溶液中总硅去除率80%左右,去除部分色素、COD及大分子有机物,溶液中COD总去除率≥40%;超滤膜的回收率>96%。
纳滤出水水质:氯化钠侧产水率:≥80%;SO4 2-透过率<3%~5%;质量浓度比NaCl:Na2SO4≥40:1;
硫酸钠侧:SO4 2-截留率>90%。
***运行温度:≤45℃
膜分离元件(1)超滤膜元件(8040):截留分子量:1000~5000D;(2)纳滤膜元件(8040):截留分子量:100~600D。
6)氯化钠蒸发结晶***
表6矿井水进入氯化钠蒸发结晶工艺浓水(纳滤产水)水质
TDS | mg/L | 197470 |
Cl<sup>-</sup> | mg/L | 107000 |
SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> | mg/L | 2400 |
NO<sub>3</sub><sup>-</sup> | mg/L | 12650 |
NaCl | mg/L | 176900 |
Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> | mg/L | 3200 |
NaNO<sub>3</sub> | mg/L | 540 |
SiO<sub>2</sub> | mg/L | 220 |
COD | mg/L | 760 |
经超滤和纳滤过滤之后,浓盐水送到氯化钠缓冲罐,在经二效上料泵(新上)送入双效强制循环结晶***的二效蒸发器进行进一步浓缩结晶,达到一定固含量后经二效出料泵送入二效旋流器,上清液回流至二效蒸发器,增稠后的晶浆进入二效稠厚器,经离心分离得到氯化钠结晶,再经干燥后包装作为产品出售。关键是控制蒸发终点浓度在氯化钠的结晶区。达到一定固含量后经出料泵送入旋流器,上清液回流至二效蒸发器,增稠后的晶浆进入稠厚器,经离心分离得到氯化钠结晶(≥92%,含水率≤4%),再经干燥后(纯度≥97.5%,含水率≤0.8%)包装作为产品出售。
分离氯化钠后的最终母液经活性炭过滤一般可返回二效结晶器继续循环,还可以回送至臭氧催化氧化工艺为了保证氯化钠的纯度,如果最终母液富集到一定程度各种杂盐含量较高时需要外排三废焚烧炉***。
参见图2,图2为本发明提供的煤矿矿井水的处理工艺的浓盐水处理工艺的工艺流程简图。
以上对本发明提供的一种煤矿矿井水的处理***和处理工艺进行了详细的介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想,包括最佳方式,并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明,包括制造和使用任何装置或***,和实施任何结合的方法。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定,并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有不是不同于权利要求文字表述的结构要素,或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素,那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。
Claims (7)
1.一种煤矿矿井水的处理***,其特征在于,依次包括深度处理***和浓盐水处理***;
所述深度处理***包括多介质过滤器、核桃壳过滤器、臭氧氧化***、活性炭过滤器、超滤膜装置、反渗透装置和产品水池;
所述深度处理***还包括高效***和污泥脱水机;
所述多介质过滤器的滤液出口与所述核桃壳过滤器相连通;
所述核桃壳过滤器的滤液出口与所述臭氧氧化***相连通;
所述多介质过滤器的浓水出口、核桃壳过滤器的浓水出口和活性炭过滤器的浓水出口分别与所述高效***的进液口相连通;
所述反渗透装置的浓水出口还与所述高效***的进液口相连通;
所述高效***的浓浆出口与所述污泥脱水机的进液口相连通;
所述高效***的滤液出口和所述污泥脱水机滤液出口分别与所述多介质过滤器的进口相连通;
所述臭氧氧化***的出液口与所述超滤膜装置相连通;
所述超滤膜装置的滤液出口与所述反渗透装置相连通;
所述反渗透装置的浓水出口与所述浓盐水处理***相连通;
所述反渗透装置的滤液出口与所述产品水池相连通;
所述浓盐水处理***包括高效反渗透***、臭氧催化氧化***、MVR蒸发器、硫酸钠蒸发结晶***、超滤膜***、纳滤膜***、氯化钠蒸发结晶***和焚烧装置;
所述高效反渗透***的进液口与所述反渗透装置的浓水出口相连通;
所述高效反渗透***的浓盐水出口与所述臭氧催化氧化***的进液口相连通;
所述臭氧催化氧化***的出液口与所述MVR蒸发器相连通;
所述MVR蒸发器的母液出口与所述硫酸钠蒸发结晶***相连通;
所述硫酸钠蒸发结晶***的母液出口与所述超滤膜***相连通;
所述硫酸钠蒸发结晶***的母液出口还分别与所述焚烧装置和所述臭氧催化氧化***的进液口相连通;
所述超滤膜***的滤液出口与所述纳滤膜***相连通;
所述超滤膜***的超滤浓水出口分别与所述焚烧装置和所述臭氧催化氧化***的进液口相连通;
所述纳滤膜***的滤液出口与所述氯化钠蒸发结晶***相连通;
所述纳滤膜***的纳滤浓水出口与所述臭氧催化氧化***的进液口相连通;
所述氯化钠蒸发结晶***的母液出口与所述焚烧装置相连通;
所述氯化钠蒸发结晶***的母液出口还与所述臭氧催化氧化***的进液口相连通。
2.根据权利要求1所述的处理***,其特征在于,所述高效反渗透***为两级HERO高效反渗透装置;
所述臭氧催化氧化***包括依次相连通的进液调节池、pH调节装置、臭氧预氧化池、保安过滤器、一级臭氧催化氧化塔、含有催化剂的装置,气液混合输送装置、二级臭氧催化氧化塔和尾气处理塔;
所述硫酸钠蒸发结晶***的母液出口、所述超滤膜***的超滤浓水出口、所述纳滤膜***的纳滤浓水出口和所述氯化钠蒸发结晶***的母液出口分别与所述臭氧催化氧化***的进液调节池相连通;
所述硫酸钠蒸发结晶***为硫酸钠双效强制循环蒸发结晶***;
所述氯化钠蒸发结晶***为氯化钠双效强制循环蒸发结晶***。
3.根据权利要求2所述的处理***,其特征在于,所述超滤膜***包括2~6套串联的超滤膜装置;
所述纳滤膜***包括一级纳滤膜***和二级纳滤膜***;
所述一级纳滤膜***包括2~6套串联的纳滤膜装置;所述二级纳滤膜***包括1~5套串联的纳滤膜装置;
所述纳滤膜***的纳滤浓水出口与所述一级纳滤膜***的第2、第3和第4套纳滤膜装置的进液口中的一个或多个相连通。
4.一种煤矿矿井水的处理工艺,其特征在于,依次包括深度处理工艺和浓盐水处理工艺;
所述深度处理工艺包括以下步骤:
a)将煤矿矿井水经过多介质过滤处理工艺后,得到一级滤液;
所述多介质过滤处理工艺的浓水进行高效净水处理工艺;
b)将上述步骤得到的一级滤液经过核桃壳过滤处理工艺后,得到二级滤液;
所述核桃壳过滤处理工艺的浓水进行高效净水处理工艺;
c)将步骤b)得到的过滤后液体经过臭氧氧化处理工艺后,得到氧化后产水;
d)将上述步骤得到的氧化后产水经过活性炭过滤处理工艺后,得到三级滤液;
所述活性炭过滤处理工艺的浓水进行高效净水处理工艺;
e)将上述步骤得到的三级滤液经过超滤膜处理工艺后,得到超滤滤液;
e)将上述步骤得到的超滤滤液经过反渗透处理工艺后,得到反渗透滤液和反渗透浓水;
f)将上述步骤得到的反渗透滤液送入产品水池;将上述步骤得到的反渗透浓水一部分送至浓盐水处理工艺,另一部分进行高效净水处理工艺;
g)将所述高效净水处理工艺产生的浓浆经过污泥脱水处理工艺后,得到固体产物和滤液;
将所述高效净水处理工艺产生的滤液和所述步骤g)产生的滤液回送至所述多介质过滤处理工艺。
5.根据权利要求4所述的处理工艺,其特征在于,所述浓盐水处理工艺包括以下步骤:
1)将反渗透浓水经过高效反渗透工艺后,得到提浓浓盐水;
2)将上述步骤得到的提浓浓盐水经过臭氧催化氧化工艺后,得到处理后废液;
3)将上述步骤得到的处理后废液经过MVR蒸发工艺后,得到一级母液;
4)将上述步骤得到的一级母液经过硫酸钠蒸发结晶工艺后,得到二级母液和硫酸钠产品;
5)将上述步骤得到的二级母液一部分经过超滤膜工艺后,得到超滤产水;
所述二级母液的另一部分进行焚烧处理,其余部分回送至臭氧催化氧化工艺;
所述超滤膜工艺的超滤浓水一部分进行焚烧处理,另一部分回送至臭氧催化氧化工艺;
6)将上述步骤得到的超滤产水经过纳滤膜工艺后,得到纳滤产水;
所述纳滤膜工艺的浓水回送至臭氧催化氧化工艺;
7)将上述步骤得到的纳滤产水经过氯化钠蒸发结晶工艺后,得到最终母液和氯化钠产品;
8)将上述步骤得到的最终母液一部分回送至臭氧催化氧化工艺,另一部分进行焚烧处理。
6.根据权利要求5所述的处理工艺,其特征在于,所述浓盐水处理工艺中,所述臭氧催化氧化工艺依次包括均质调节、pH调节、臭氧预氧化、保安过滤、一级臭氧催化氧化、催化氧化、二次加入臭氧气液混合、二级臭氧催化氧化和尾气处理;
所述回送至臭氧催化氧化工艺为回送至臭氧催化氧化工艺的均质调节工序;
所述臭氧预氧化工序产生的尾气、所述一级臭氧催化氧化工序产生的尾气、所述催化氧化产生的尾气以及所述二级臭氧催化氧化工序产生的尾气均送入尾气处理工序进行加热催化裂解;
所述二级臭氧催化氧化后得到的处理后废液,送入MVR蒸发工艺;
所述MVR蒸发工艺为降膜式蒸发浓缩;所述MVR蒸发浓缩的浓缩比为5~7;
所述超滤膜工艺具体为:依次进行2~6次超滤膜过滤处理;
所述纳滤膜工艺包括一级纳滤膜工艺和二级纳滤膜工艺,所述一级纳滤膜工艺具体为:依次进行2~6次纳滤膜过滤处理,所述二级纳滤膜工艺具体为:依次进行1~5次纳滤膜过滤处理;
所述纳滤膜工艺后得到的浓水,一部分回送至所述一级纳滤膜处理工艺的第2、第3和第4次纳滤膜过滤步骤中的一个或多个进行再次过滤,另一部分回送至臭氧催化氧化工艺的均质调节工序;所述浓水回流比为10%~50%。
7.根据权利要求4所述的处理工艺,其特征在于,所述煤矿矿井水的水质包括,Na+:3000~3500mg/L、K+:20~40mg/L、Ca2+:200~400mg/L、Mg2+:35~45mg/L、Sr2+:10~20mg/L、Ba2+:0.05~0.3mg/L、F-:3~9mg/L、CO3 2-:6~10mg/L、HCO3 -:350~550mg/L、Cl-:600~1000mg/L、SO4 2-:5500~7000mg/L、NO3 -:3~8mg/L、CO2:4~10mg/L、SiO2:80~130mg/L、TDS:8000~13000mg/L和B:0~0.01mg/L;
所述煤矿矿井水的pH值为6.5~7.5;
所述煤矿矿井水的处理量为≤40000m3/h。
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