CN114835323B - 一种高矿化度矿井水资源智能配置及稳定达标排放*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高矿化度矿井水资源智能配置及稳定达标排放***，高矿化度矿井水来水母管与调节水池的入口相连通，调节水池的出口分为两路，其中一路经预处理进水泵与预处理***的入口相连通，另一路经原水输送泵与综合水池的入口相连通，预处理***的出水口与中间水池的入口相连通，中间水池的出口与膜脱盐***的入口相连通，膜脱盐***的淡水出口与综合水池的入口相连通，膜脱盐***的浓水出口与深度除杂***的入口相连通，深度除杂***的出水口与蒸发结晶***的入口相连通，蒸发结晶***的冷凝水出口与综合水池的入口相连通，综合水池的出口与中间水池的入口相连通，该***能够实现高矿化度矿井水的达标排放。

Description

一种高矿化度矿井水资源智能配置及稳定达标排放***
技术领域
本发明属于矿井水处理领域，涉及一种高矿化度矿井水资源智能配置及稳定达标排放***。
背景技术
我国西部高原、黄淮平原及华东沿海地区的多数煤矿，矿井水的矿化度均较高，部分地区高达4000mg/L以上。在当前环保形势下，高矿化度矿井水已不允许直接排放，主要进行全流量深度脱盐及零排放处理，保证产水品质，实现资源化利用或达标排放。由于高矿化度矿井水处理工艺复杂、流程长，投资及运行成本均很高。特别是涌水量大的煤矿，产水无法全部利用，全流量处理属于过度处理，给企业增加了不必要的处理成本和负担。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种高矿化度矿井水资源智能配置及稳定达标排放***，该***能够实现高矿化度矿井水的达标排放。
为达到上述目的，本发明所述的高矿化度矿井水资源智能配置及稳定达标排放***包括高矿化度矿井水来水母管、调节水池、预处理***、中间水池、膜脱盐***、深度除杂***、蒸发结晶***、综合水池、下游用户、达标排放口、预处理进水泵、原水输送泵、回流阀、回流泵及出水阀；
高矿化度矿井水来水母管与调节水池的入口相连通，调节水池的出口分为两路，其中一路经预处理进水泵与预处理***的入口相连通，另一路经原水输送泵与综合水池的入口相连通，预处理***的出水口与中间水池的入口相连通，中间水池的出口与膜脱盐***的入口相连通，膜脱盐***的淡水出口与综合水池的入口相连通，膜脱盐***的浓水出口与深度除杂***的入口相连通，深度除杂***的出水口与蒸发结晶***的入口相连通，蒸发结晶***的冷凝水出口与综合水池的入口相连通，综合水池的出口经回流阀及回流泵与中间水池的入口相连通，综合水池的出口经出水阀与下游用户及达标排放口相连通。
还包括综合水池水质监测装置及调节水池水质监测装置；综合水池水质监测装置与综合水池的取样口相连通，调节水池水质监测装置与调节水池的取样口相连通。
高矿化度矿井水来水母管上设置有来水流量计。
还包括水资源智能配置***；水资源智能配置***与来水流量计、调节水池水质监测装置、预处理进水泵、原水输送泵、回流阀、回流泵、出水阀及综合水池水质监测装置相连接。
还包括污泥处理***；污泥处理***与预处理***的污泥出口及深度除杂***的污泥出口相连通。
预处理***包括软化除硬-澄清装置及过滤装置。
膜脱盐***采用反渗透、纳滤及电渗析中的一种或多种的组合。
深度除杂***为化学深度除硬装置、离子交换装置、除硅装置及高级氧化装置中的一种或多种的组合。
调节水池水质监测装置及综合水池水质监测装置用于检测含盐量、总氮、COD及氟离子中的一种或多种。
还包括浓盐水池；膜脱盐***的浓水出口与浓盐水池的入口相连通，浓盐水池的出口与深度除杂***的入口相连通。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的高矿化度矿井水资源智能配置及稳定达标排放***在具体操作时，将高矿化度矿井水来水母管输出的高矿化度矿井水依次经调节水池均质后分为两路，其中一路进入到预处理***中进行软化除硬-澄清及过滤，另一路直接送入综合水池中，预处理***输出的水再经膜脱盐***进行处理，其中，处理后的淡水进入到综合水池中，处理后的浓水经深度除杂***及蒸发结晶***处理后送入综合水池中，以实现高矿化度矿井水的达标排放，结构简单，操作方便，实用性极强。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为调节水池、2为预处理***、3为中间水池、4为膜脱盐***、5为浓盐水池、6为深度除杂***、7为蒸发结晶***、8为污泥处理***、9为综合水池、10为下游用户、11为达标排放口、12为水资源智能配置***、13为来水流量计、14为预处理进水泵、15为调节水池水质监测装置、16为原水输送泵、17为综合水池水质监测装置、18为回流阀、19为回流泵、20为出水阀。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，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的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
参考图1，本发明所述的高矿化度矿井水资源智能配置及稳定达标排放***包括调节水池1、预处理***2、中间水池3、膜脱盐***4、浓盐水池5、深度除杂***6、蒸发结晶***7、污泥处理***8、9为综合水池9、下游用户10、达标排放口11、水资源智能配置***12、来水流量计13、预处理进水泵14、调节水池水质监测装置15、原水输送泵16、综合水池水质监测装置17、回流阀18、回流泵19及出水阀20；
高矿化度矿井水来水母管上设置有来水流量计13，高矿化度矿井水来水母管与调节水池1的入口相连通，调节水池1的出口分为两路，其中一路经预处理进水泵14与预处理***2的入口相连通，另一路经原水输送泵16与综合水池9的入口相连通，预处理***2的出水口与中间水池3的入口相连通，中间水池3的出口与膜脱盐***4的入口相连通，膜脱盐***4的淡水出口与综合水池9的入口相连通，膜脱盐***4的浓水出口与浓盐水池5的入口相连通，浓盐水池5的出口与深度除杂***6的入口相连通，深度除杂***6的出水口与蒸发结晶***7的入口相连通，蒸发结晶***7的冷凝水出口与综合水池9的入口相连通，综合水池9的出口经回流阀18及回流泵19与中间水池3的入口相连通，综合水池9的出口经出水阀20与下游用户10及达标排放口11相连通。
综合水池水质监测装置17与综合水池9的取样口相连通，调节水池水质监测装置15与调节水池1的取样口相连通，水资源智能配置***12与调节水池水质监测装置15、预处理进水泵14、原水输送泵16、回流阀18、回流泵19、出水阀20及综合水池水质监测装置17相连接。
污泥处理***8与预处理***2的污泥出口及深度除杂***6的污泥出口相连通。
预处理***2包括软化除硬-澄清装置及过滤装置；膜脱盐***4采用反渗透、纳滤及电渗析中的一种或一种以上的组合，相应的膜脱盐装置可设置一级或一级以上。深度除杂***6为化学深度除硬装置、离子交换装置、除硅装置及高级氧化装置中的一种或一种以上的组合；调节水池水质监测装置15及综合水池水质监测装置17用于检测含盐量、总氮、COD及氟离子中的一种或多种。
预处理进水泵14、原水输送泵16及回流泵19均为变频泵，回流阀18及出水阀20均为电动阀，调节水池水质监测装置15及综合水池水质监测装置17均为在线水质监测仪表；调节水池水质监测装置15及综合水池水质监测装置17与预处理进水泵14、原水输送泵16、回流阀18、回流泵19及出水阀20连锁；来水流量计13与预处理进水泵14及原水输送泵16连锁。
本发明的具体工作过程为：
高矿化度矿井水来水母管输出的高矿化度矿井水进入到调节水池1中进行均质，然后分为两路，其中一路经预处理进水泵14进入到预处理***2中进行软化除硬-澄清及过滤，其中，过滤后的水进入到中间水池3中，中间水池3输出的水进入到膜脱盐***4中进行处理，膜脱盐***4输出的浓水进入到浓盐水池5中，膜脱盐***4输出的淡水进入到综合水池9中，浓盐水池5输出的浓盐水进入到深度除杂***6中进行除杂，除杂后的浓盐水进入到蒸发结晶***7中进行蒸发结晶，蒸发结晶***7输出的冷凝水进入到综合水池9中，另外，预处理***2输出的沉淀及深度除杂***6输出的杂质进入到污泥处理***8中进行处理；
综合水池9输出的水分为三路，其中，第一路进入到中间水池3中，第二路进入到下游用户10，第三路经达标排放口11排放。
另外，在工作过程中，通过来水流量计13检测高矿化度矿井水来水母管中高矿化度矿井水的流量，通过调节水池水质监测装置15监测调节水池1中水的水质，通过综合水池水质监测装置17检测综合水池9中水的水质。
当调节水池水质监测装置15或综合水池水质监测装置17监测的水质变差时，则增大预处理进水泵14的流量，降低原水输送泵16的流量；当调节水池水质监测装置15监测的水质变好时，则降低预处理进水泵14的流量，增大原水输送泵16的流量；当来水流量计13的流量降低时，逐渐降低预处理进水泵14及原水输送泵16的流量，以保证综合水池9的出水水质满足要求为第一优先级。
同时，当综合水池水质监测装置17监测的水质指标达到水质设定值90％时，则***自动预警，并调整预处理进水泵14及原水输送泵16的流量分配，实现综合水池9中水的水质调整；当综合水池水质监测装置17监测的水质指标仍继续劣化，达到水质设定值95％时，则关闭出水阀20，启动回流阀18及回流泵19调整回流量，将综合水池9的出水输送至中间水池3中，再进入膜脱盐***4中进一步脱盐处理，直至综合水池9的水质指标达到水质设定值90％以下，然后再启动出水阀20将，综合水池9的出水回用至下游用户10，并进行达标排放。
需要说明的是，本发明对高矿化度矿井水进行按需及适度处理，避免盲目进行全流量深度脱盐和零排放处理，降低***投资及运行成本。另外，通过上下游水资源的水质、水量智能监控及调配，实现高矿化度矿井水深度脱盐和零排放***处理量的灵活调整，优化运行成本。同时，根据综合水池9的水质监测指标接近排放限值的程度，进行自动预警及流量自动配置，确保***出水稳定达标排放。

Claims (6)

1.一种高矿化度矿井水资源智能配置及稳定达标排放***，其特征在于，包括高矿化度矿井水来水母管、调节水池（1）、预处理***（2）、中间水池（3）、膜脱盐***（4）、深度除杂***（6）、蒸发结晶***（7）、综合水池（9）、下游用户（10）、达标排放口（11）、预处理进水泵（14）、原水输送泵（16）、回流阀（18）、回流泵（19）及出水阀（20）；
高矿化度矿井水来水母管与调节水池（1）的入口相连通，调节水池（1）的出口分为两路，其中一路经预处理进水泵（14）与预处理***（2）的入口相连通，另一路经原水输送泵（16）与综合水池（9）的入口相连通，预处理***（2）的出水口与中间水池（3）的入口相连通，中间水池（3）的出口与膜脱盐***（4）的入口相连通，膜脱盐***（4）的淡水出口与综合水池（9）的入口相连通，膜脱盐***（4）的浓水出口与深度除杂***（6）的入口相连通，深度除杂***（6）的出水口与蒸发结晶***（7）的入口相连通，蒸发结晶***（7）的冷凝水出口与综合水池（9）的入口相连通，综合水池（9）的出口经回流阀（18）及回流泵（19）与中间水池（3）的入口相连通，综合水池（9）的出口经出水阀（20）与下游用户（10）及达标排放口（11）相连通；
还包括综合水池水质监测装置（17）及调节水池水质监测装置（15）；综合水池水质监测装置（17）与综合水池（9）的取样口相连通，调节水池水质监测装置（15）与调节水池（1）的取样口相连通；
预处理***（2）包括软化除硬-澄清装置及过滤装置；
膜脱盐***（4）采用反渗透、纳滤及电渗析中的一种或多种的组合；
深度除杂***（6）为化学深度除硬装置、离子交换装置、除硅装置及高级氧化装置中的一种或多种的组合；
当调节水池水质监测装置（15）或综合水池水质监测装置（17）监测的水质变差时，则增大预处理进水泵（14）的流量，降低原水输送泵（16）的流量；当调节水池水质监测装置（15）监测的水质变好时，则降低预处理进水泵（14）的流量，增大原水输送泵（16）的流量；当来水流量计（13）的流量降低时，逐渐降低预处理进水泵（14）及原水输送泵（16）的流量，以保证综合水池（9）的出水水质满足要求为第一优先级。
2.根据权利要求1所述的高矿化度矿井水资源智能配置及稳定达标排放***，其特征在于，高矿化度矿井水来水母管上设置有来水流量计（13）。
3.根据权利要求2所述的高矿化度矿井水资源智能配置及稳定达标排放***，其特征在于，还包括水资源智能配置***（12）；水资源智能配置***（12）与来水流量计（13）、调节水池水质监测装置（15）、预处理进水泵（14）、原水输送泵（16）、回流阀（18）、回流泵（19）、出水阀（20）及综合水池水质监测装置（17）相连接。
4.根据权利要求1所述的高矿化度矿井水资源智能配置及稳定达标排放***，其特征在于，还包括污泥处理***（8）；污泥处理***（8）与预处理***（2）的污泥出口及深度除杂***（6）的污泥出口相连通。
5.根据权利要求1所述的高矿化度矿井水资源智能配置及稳定达标排放***，其特征在于，调节水池水质监测装置（15）及综合水池水质监测装置（17）用于检测含盐量、总氮、COD及氟离子中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的高矿化度矿井水资源智能配置及稳定达标排放***，其特征在于，还包括浓盐水池（5）；膜脱盐***（4）的浓水出口与浓盐水池（5）的入口相连通，浓盐水池（5）的出口与深度除杂***（6）的入口相连通。
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