CN110054358A - 一种矿井水处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种矿井水处理工艺，包括如下工序：工序(1)除硅，工序(2)去硬，工序(3)去SS，工序(4)有机浓缩，工序(5)分盐结晶。本发明依次通过除硅、去硬、去SS、有机浓缩和分盐结晶，对矿井水实现了分盐处理，而且可稳定得到高质量的氯化钠结晶盐和硫酸钠结晶盐，避免了传统处理工艺中结晶盐中硅、镁、钙、SS或有机物无法避免要进入的问题，解决了传统处理工艺中无法稳定得到高质量盐的问题。本方案中通过在有机浓缩和分盐结晶这两个膜处理之前设置除硅、去硬和去SS的工序，保证了膜处理的稳定进行，避免了因膜污堵导致的工艺无法进行的问题。

Description

一种矿井水处理工艺
技术领域：
本发明涉及一种矿井水处理工艺，属于废水处理领域。
背景技术：
我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，也是世界上少数几个以煤炭为主要能源的国家之一，煤矿采掘过程需要向煤矿采掘空间内冲入大量的水，即为矿井水，矿井水是煤矿开采过程中受污染的地下水。据统计，我国煤矿平均吨煤排水量为2-2.5吨，然而我国煤矿区往往处于缺水区，因此对矿井水处理回用具有重要意义。
煤矿在开采过程中，存在大量的井下水需排放，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；矿井水中含有的总离子含量比一般地表水高得多，增加了处理的难度。矿井水若不加处理直接外排，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，充分合理的利用矿井水是业内环保发展的趋势。
目前，针对矿井水的处理方法已有很多，包括反渗透、电渗析、离子交换等，但是均无法稳定的保证产水的水质，而且，矿井水处理后得到混盐，属于危废，对环境仍然具有危害。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种矿井水处理工艺。
本发明由如下技术方案实施：一种矿井水处理工艺，其包括如下工序：工序(1)除硅，工序(2)去硬，工序(3)去SS，工序(4)有机浓缩，工序(5)分盐结晶，其中：
所述工序(1)除硅：将矿井水投入除硅池内，调节pH＝8-11，依次加入镁剂、PFS和PAM，去除水中的总硅，控制脱硅产水的总硅≤50mg/L；
所述工序(2)去硬：脱硅产水首先进入一沉池，依次投加Ca(OH)2、PFS和PAM，去除水中的Mg2+，控制产水pH＝11-12，产水Mg2+≤10mg/L；而后进入二沉池，投加Na2CO3、PFS和PAM，控制去硬产水Ca2+≤10mg/L；
所述工序(3)去SS：所述去硬产水调节pH＝6-8后，经过过滤后得到SS≤1mg/L的产水；
所述工序(4)有机浓缩：所述工序(3)的产水进入有机膜浓缩装置中，控制进水压力为3-5MPa，得到浓缩浓水和COD≤100mg/L的浓缩产水；
所述工序(5)分盐结晶：所述浓缩产水进入纳滤膜装置进行分盐处理，控制进水压力为3-5MPa，得到纳滤产水和纳滤浓水；所述纳滤产水送入蒸发结晶器内蒸发结晶，得到氯化钠和氯化钠蒸馏水；所述纳滤浓水送入蒸发结晶器内蒸发结晶，得到硫酸钠、硫酸钠蒸馏水和结晶母液，氯化钠蒸馏水和硫酸钠蒸馏水作为最终产水可回用，例如养虾。
进一步的，在所述工序(2)去硬中，所述去硬产水依次通过活性炭过滤器和超滤装置两级过滤处理。
进一步的，所述(4)有机浓缩中，所述浓缩浓水进入A/O池中，经过活性污泥有机处理后，有机浓缩，得到COD≤100mg/L的产水。
进一步的，所述工序(5)分盐结晶中，所述结晶母液返回所述工序(4)中，再次进行有机浓缩作业。
本发明的优点：本发明依次通过除硅、去硬、去SS、有机浓缩和分盐结晶，得到了可回用的蒸馏水，而且对矿井水实现了分盐处理，而且可稳定得到高质量的氯化钠结晶盐和硫酸钠结晶盐，避免了传统处理工艺中结晶盐中硅、镁、钙、SS或有机物无法避免要进入的问题，解决了传统处理工艺中无法稳定得到高质量盐的问题。
本方案中通过在有机浓缩和分盐结晶这两个膜处理之前设置除硅、去硬和去SS的工序，保证了膜处理的稳定进行，避免了因膜污堵导致的工艺无法进行的问题，而且氯化钠蒸馏水和硫酸钠蒸馏水作为最终产水可回用，例如养虾。
附图说明：
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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1-3的工艺流程图。
具体实施方式：
下面将对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种矿井水处理工艺，包括如下工序：工序(1)除硅，工序(2)去硬，工序(3)去SS，工序(4)有机浓缩，工序(5)分盐结晶，其中：
工序(1)除硅：将SS＝325mg/L、硬度(以碳酸钙计)＝313mg/L、总硅＝153mg/L、COD＝1050mg/L的矿井水投入除硅池内，调节pH＝8，依次加入镁剂、PFS和PAM，去除水中的总硅，得到总硅＝46mg/L的脱硅产水；
工序(2)去硬：脱硅产水首先进入一沉池，依次投加Ca(OH)2、PFS和PAM，去除水中的Mg2+，控制产水pH＝11，产水Mg2+＝9.4mg/L；而后进入二沉池，投加Na2CO3、PFS和PAM，得到Ca2+＝9.8mg/L的去硬产水；
工序(3)去SS：去硬产水调节pH＝8后，去硬产水依次通过活性炭过滤器和超滤装置两级过滤，得到SS＝0.8mg/L的产水；
工序(4)有机浓缩：工序(3)的产水进入有机膜浓缩装置中，控制进水压力为3MPa，得到浓缩浓水和COD＝98mg/L的浓缩产水；浓缩浓水进入A/O池中，经过活性污泥有机处理后，有机浓缩，得到COD＝97mg/L的产水。
工序(5)分盐结晶：浓缩产水进入纳滤膜装置进行分盐处理，控制进水压力为3MPa，得到纳滤产水和纳滤浓水；纳滤产水送入蒸发结晶器内蒸发结晶，得到氯化钠和氯化钠蒸馏水；纳滤浓水送入蒸发结晶器内蒸发结晶，得到硫酸钠、硫酸钠蒸馏水和结晶母液，氯化钠蒸馏水和硫酸钠蒸馏水作为最终产水可回用；结晶母液返回工序(4)中，再次进行有机浓缩作业。
实施例2：
一种矿井水处理工艺，包括如下工序：工序(1)除硅，工序(2)去硬，工序(3)去SS，工序(4)有机浓缩，工序(5)分盐结晶，其中：
工序(1)除硅：将SS＝325mg/L、硬度(以碳酸钙计)＝313mg/L、总硅＝153mg/L、COD＝1050mg/L的矿井水投入除硅池内，将矿井水投入除硅池内，调节pH＝9，依次加入镁剂、PFS和PAM，去除水中的总硅，得到总硅＝47mg/L的脱硅产水；
工序(2)去硬：脱硅产水首先进入一沉池，依次投加Ca(OH)2、PFS和PAM，去除水中的Mg2+，控制产水pH＝11.5，产水Mg2+＝9.0mg/L；而后进入二沉池，投加Na2CO3、PFS和PAM，得到Ca2+＝9.3mg/L的去硬产水；
工序(3)去SS：去硬产水调节pH＝7后，去硬产水依次通过活性炭过滤器和超滤装置两级过滤，得到SS＝0.5mg/L的产水；
工序(4)有机浓缩：工序(3)的产水进入有机膜浓缩装置中，控制进水压力为3MPa，得到浓缩浓水和COD＝92mg/L的浓缩产水；浓缩浓水进入A/O池中，经过活性污泥有机处理后，有机浓缩，得到COD＝95mg/L的产水。
工序(5)分盐结晶：浓缩产水进入纳滤膜装置进行分盐处理，控制进水压力为3MPa，得到纳滤产水和纳滤浓水；纳滤产水送入蒸发结晶器内蒸发结晶，得到氯化钠和氯化钠蒸馏水；纳滤浓水送入蒸发结晶器内蒸发结晶，得到硫酸钠、硫酸钠蒸馏水和结晶母液，氯化钠蒸馏水和硫酸钠蒸馏水作为最终产水可回用；结晶母液返回工序(4)中，再次进行有机浓缩作业。
实施例3：
一种矿井水处理工艺，包括如下工序：工序(1)除硅，工序(2)去硬，工序(3)去SS，工序(4)有机浓缩，工序(5)分盐结晶，其中：
工序(1)除硅：将SS＝325mg/L、硬度(以碳酸钙计)＝313mg/L、总硅＝153mg/L、COD＝1050mg/L的矿井水投入除硅池内，将矿井水投入除硅池内，调节pH＝11，依次加入镁剂、PFS和PAM，去除水中的总硅，得到总硅＝43mg/L的脱硅产水；
工序(2)去硬：脱硅产水首先进入一沉池，依次投加Ca(OH)2、PFS和PAM，去除水中的Mg2+，控制产水pH＝12，产水Mg2+＝9.5mg/L；而后进入二沉池，投加Na2CO3、PFS和PAM，得到Ca2+＝9.5mg/L的去硬产水；
工序(3)去SS：去硬产水调节pH＝7后，去硬产水依次通过活性炭过滤器和超滤装置两级过滤，得到SS＝0.7mg/L的产水；
工序(4)有机浓缩：工序(3)的产水进入有机膜浓缩装置中，控制进水压力为3MPa，得到浓缩浓水和COD＝97mg/L的浓缩产水；浓缩浓水进入A/O池中，经过活性污泥有机处理后，有机浓缩，得到COD＝99mg/L的产水。
工序(5)分盐结晶：浓缩产水进入纳滤膜装置进行分盐处理，控制进水压力为3MPa，得到纳滤产水和纳滤浓水；纳滤产水送入蒸发结晶器内蒸发结晶，得到氯化钠和氯化钠蒸馏水；纳滤浓水送入蒸发结晶器内蒸发结晶，得到硫酸钠、硫酸钠蒸馏水和结晶母液，氯化钠蒸馏水和硫酸钠蒸馏水作为最终产水可回用；结晶母液返回工序(4)中，再次进行有机浓缩作业。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种矿井水处理工艺，其特征在于，其包括如下工序：工序(1)除硅，工序(2)去硬，工序(3)去SS，工序(4)有机浓缩，工序(5)分盐结晶，其中：
所述工序(1)除硅：将矿井水投入除硅池内，调节pH＝8-11，依次加入镁剂、PFS和PAM，去除水中的总硅，控制脱硅产水的总硅≤50mg/L；
所述工序(2)去硬：脱硅产水首先进入一沉池，依次投加Ca(OH)2、PFS和PAM，去除水中的Mg2+，控制产水pH＝11-12，产水Mg2+≤10mg/L；而后进入二沉池，投加Na2CO3、PFS和PAM，控制去硬产水Ca2+≤10mg/L；
所述工序(3)去SS：所述去硬产水调节pH＝6-8后，经过过滤后得到SS≤1mg/L的产水；
所述工序(4)有机浓缩：所述工序(3)的产水进入有机膜浓缩装置中，控制进水压力为3-5MPa，得到浓缩浓水和COD≤100mg/L的浓缩产水；
所述工序(5)分盐结晶：所述浓缩产水进入纳滤膜装置进行分盐处理，控制进水压力为3-5MPa，得到纳滤产水和纳滤浓水；所述纳滤产水送入蒸发结晶器内蒸发结晶，得到氯化钠和氯化钠蒸馏水；所述纳滤浓水送入蒸发结晶器内蒸发结晶，得到硫酸钠、硫酸钠蒸馏水和结晶母液。
2.根据权利要求1所述的一种矿井水处理工艺，其特征在于，在所述工序(2)去硬中，所述去硬产水依次通过活性炭过滤器和超滤装置两级过滤处理。
3.根据权利要求1所述的一种矿井水处理工艺，其特征在于，所述(4)有机浓缩中，所述浓缩浓水进入A/O池中，经过活性污泥有机处理后，有机浓缩，得到COD≤100mg/L的产水。
4.根据权利要求1所述的一种矿井水处理工艺，其特征在于，所述工序(5)分盐结晶中，所述结晶母液返回所述工序(4)中，再次进行有机浓缩作业。
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