CN102815813A

CN102815813A - 一种矿井疏干水的预处理工艺

Info

Publication number: CN102815813A
Application number: CN2011101555028A
Authority: CN
Inventors: 孙秋渊; 吴伯明; 孙博文; 徐小东; 吴健; 吴亚平
Original assignee: TIANYUAN ENVIRONMENTAL PROTECTION CO Ltd
Current assignee: TIANYUAN ENVIRONMENTAL PROTECTION CO Ltd
Priority date: 2011-06-10
Filing date: 2011-06-10
Publication date: 2012-12-12

Abstract

本发明公开了一种矿井疏干水的预处理工艺，包括以下步骤：首先将预处理水经给水泵进入自清洗过滤器；然后将次氯酸钠和氢氧化钠药剂送入自清洗过滤器内与原水混合反应；原水经自清洗过滤器过滤后进入超滤装置；处理水经过滤后出水至中间水池；然后送入保安过滤器；经保安过滤器反应后的预处理水进入反渗透装置；处理水经反渗透装置过滤后出水至排放回用池可作排放回用，反渗透装置排出的浓盐水至浓盐水池。本发明公开的一种矿井疏干水的预处理工艺，工艺合理，紧凑，占地面积小，自动化程度高，水质稳定。

Description

一种矿井疏干水的预处理工艺

技术领域

本发明涉及一种污水处理工艺，特别是一种矿井疏干水的预处理工艺。

背景技术

我国煤矿矿井废水处理的研究及应用起步较晚，且处理率较低。近几年来对矿井水的处理，尤其是深度处理方面的工作才逐步展开，对于矿化度不高而悬浮物含量较高的矿井水的处理，有较成熟可行的经验，一般采用混凝、沉淀（或浮升）以及过滤、消毒等工序处理后，其出水水质即能基本达到生产使用和生活饮用标准的要求。但高矿化度水矿井水由于含有大量的Cl^-1、Mg²⁺、K⁺、Ca²⁺、Na⁺等离子，硬度高，其中含盐高达10000～15000 mm/l，含氯高达1000～5000mm/l，浊度高达300～1500mm/l，水质多数偏酸或偏碱，不利于作物生长，会使土壤盐渍化，用作锅炉用水，容易结垢，作建筑用水，会影响混凝土质量，人们长期饮用，将引起腹泻和消化不良，尤其对心脏和肾脏病患者影响更严重。目前国内煤科总院杭州环境保护研究所等虽然采用物理、化学等方法，效果并不明显，且成本较高。我国矿井废水处理技术今后主要是高矿化度矿井水及深度处理，实现集回的要求，但目前处理费用较高，集回技术尚未取得成果，影响制约企业经济的发展。

因此，加速矿井水资源的开发和利用，寻求先进而又经济可行的工艺和技术处理矿井水作为生产和生活用水，已成为保证煤矿正常生产经营的迫切需求和实现可持续发展的必由之路。

国内常用工艺采用先将预处理水经碎滤、活性炭过滤、精密过滤、电渗析、离子交换器。投资费用大，占地面积大，工艺不稳定，水质难保证。

发明内容

发明目的：针对现有技术的不足，本发明公开了一种工艺紧凑、水质稳定的矿井疏干水的预处理工艺。

技术方案：本发明公开了一种矿井疏干水的预处理工艺，包括以下步骤：

（1）预处理水经给水泵进入自清洗过滤器；

（2）超滤投药装置将次氯酸钠和氢氧化钠药剂送入自清洗过滤器内与原水混合反应；

（3）原水经自清洗过滤器过滤后进入超滤装置；

（4）处理水经超滤装置过滤后出水至中间水池；

（5）中间水池内预处理水由反渗透升压泵送入保安过滤器；

（6）反渗透投药装置将亚硫酸氢钠药剂送入保安过滤器和预处理水混合；

（7）反渗透阻垢剂装置将六偏磷酸钠(PWT)阻垢剂送入保安过滤器和预处理水混合；

（8）经保安过滤器反应后的预处理水进入反渗透装置；

（9）处理水经反渗透装置过滤后出水至排放回用池可作排放回用，反渗透装置排出的浓盐水至浓盐水池；

（10）运行一段时间后自清洗过滤器进行进行自清洗，自清反洗水返回预处理水水池，杂质颗粒外排，自清洗过滤器运行压差大于0.05Mpa-0.10Mpa；

（11）运行3-8个月后，超滤反洗装置从中间水池引出预处理水对超滤装置进行物理反洗，超滤反洗水返回预处理水水池，超滤装置的反洗时间为20-60分钟；

（12）运行3-8个月后，根据进出口压差或时间确定超滤化洗装置对超滤装置进行化学加强清洗，超滤化加洗水返回化洗处理池，进出口压差大于0.1Mpa；

（13）运行3-8个月后，根据时间确定超滤化洗装置对超滤装置进行化学清洗，超滤化洗水返回化洗处理池，连续运行24小时；

（14）停机时反渗透冲洗装置从排放回用池引出预处理水对反渗透装置进行物理冲洗，反渗透冲洗水返回预处理水水池，冲洗压力不大于0.20-0.35Mpa；

（15）反渗透膜装置的进口压力上升15%或产水电导率上升15%或流量降低15%时进行化洗一次，根据进口压力变化反渗透化洗装置经化洗保安过滤器对反渗透装置进行化学清洗，反渗透化洗水返回化洗处理池。

步骤1所述预处理水水质要求COD不大于1-50㎎/l、BOD不大于1-10㎎/l、SS不大于1-10㎎/l。

步骤4所述超滤装置过滤后滤除水中颗粒和悬浮物，使出水水质的浊度＜0-1NTU，污染指数SDI（15分钟）＜1-3。

步骤5-8所述保安过滤器的过滤精度为小于等于3-5μm。

步骤8-9所述反渗透装置过滤精度为小于等于5-10μm。

所述超滤装置膜截留分子量不大于10-15万Dalton（道尔顿）。

所述反渗透装置的脱盐率为99%-99.8%，回收率为60%-68%。

步骤13、14和16所述化洗溶液是采用已配置的PH为12的氢氧化钠溶液及已配置的PH为2的盐酸溶液或柠檬酸溶液。

所述超滤装置后设中间水池（水箱），保证系统连续运行。

反渗透膜装置运行时产生的浓盐水和化学清洗排水应分开排放，以利于后续分类处理和合理回收。

超滤装置、反渗透膜装置的反洗或化洗都是在线和自动进行的。

一种矿井疏干水的预处理工艺，它包括给水泵，自清洗过滤器，超滤装置，中间水池，超滤投药装置，超滤反洗装置、超滤化洗装置，反渗透升压泵，保安过滤器，反渗透装置，反渗透投药装置，反渗透阻垢剂装置，反渗透冲洗装置、反渗透化洗装置，化洗保安过滤器，浓盐水池、臭氧发生器、清水池。其改进的预处理水深度处理工艺简单、合理，能耗低，运行成本低。每立方米预处理水耗电量为1.8kw/h，处理每立方米预处理水费用1.75元，日处理1万立方米预处理水投资费用为650万元。经本工艺处理的预处理水，可达到《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006的标准要求。

有益效果：本发明公开的一种矿井疏干水的预处理工艺，工艺合理，紧凑，占地面积小，自动化程度高，水质稳定。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的解释。

实施例1

煤矿高盐矿井疏干水预处理水（COD50㎎/l、BOD10㎎/l、SS10㎎/l，含Mg²⁺ 700mg/L Ca²⁺ 400mg/l、K⁺ 10mg/l、Na⁺3700mg/L等离子、含盐量为16000mg/L）

预处理水经给水泵进入自清洗过滤器，超滤投药装置将3 mg/l次氯酸钠药剂同时送入管道与预处理水混合进入自清洗过滤器，经自清洗过滤器过滤后进入超滤装置，超滤装置出水至中间水池，中间水池水质的浊度0.9NTU，污染指数SDI（15分钟）2.8。中间水池内预处理水由反渗透升压泵送入保安过滤器，反渗透投药装置将8mg/l亚硫酸氢钠药剂同时送入管道与预处理水混合进入保安过滤器，同时反渗透阻垢剂装置将4mg/lPWT阻垢剂送入管道与预处理水混合进入保安过滤器，经保安过滤器的预处理水、药剂、阻垢剂混合物进入反渗透装置，反渗透装置出水至排放回用池可作排放回用，反渗透装置排出的浓盐水至浓盐水池。

清洗

1、自清洗过滤器自动反清洗

自清洗过滤器运行压差0.08Mpa后，自清洗过滤器进行自动反清洗，自清反洗水返回预处理水水池，杂质颗粒外排。

2、超滤反洗

每运行20-40分钟后，超滤反洗装置从中间水池引出超滤后预处理水对超滤装置进行物理反洗，超滤反洗水返回预处理水水池。

3、超滤化加洗

超滤装置进出口压差0.15Mpa（或连续运行24小时）后，超滤化洗装置对超滤装置进行化学加强清洗，首先加入230 mg/l次氯酸钠和520 mg/l氢氧化钠进行循环清洗3分钟，然后浸泡12分钟，清水冲洗3分钟，其次再用31%盐酸500 mg/l按照上面步骤进行化学加强清洗。超滤化加洗水排放至化洗处理池进行处理。

3、超滤化洗

超滤装置运行5月后，超滤化洗装置对超滤装置进行化学清洗。首先加入已配置好PH为12的氢氧化钠溶液进行循环清洗35分钟，然后浸泡300分钟，再循环清洗65分钟，化洗水排放至处理池进行处理。其次再用已配置好PH为2的盐酸溶液按照上面步骤进行化学清洗。超滤化洗水排放至化洗处理池进行处理。

4、反渗透化洗

反渗透装置进口压力上升15%或产水电导率上升15%或流量降低15%时，反渗透化洗装置经化洗保安过滤器对反渗透装置进行化学清洗，首先加入已配置好PH为12的氢氧化钠溶液进行循环清洗35分钟，然后浸泡300分钟，再循环清洗65分钟，化洗水排放至处理池进行处理。其次再用已配置好PH为2的盐酸溶液按照上面步骤进行化学清洗。反渗透化洗水排放至化洗处理池进行处理。

4、反渗透冲洗

当反渗透装置停机后，反渗透冲洗装置从排放回用池引出反渗透后预处理水对反渗透装置进行物理冲洗，反渗透冲洗水返回预处理水水池。

出水清液可达到《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006的标准要求，脱盐率不小于99%，回收率65%。

实施例2：

煤矿高盐矿井疏干水预处理水（COD45㎎/l、BOD10㎎/l、SS10㎎/l，含Mg²⁺ 800mg/L Ca²⁺ 300mg/l、K⁺ 10mg/l、Na⁺3500mg/L等离子、含盐量为10000mg/l）

预处理水经给水泵进入自清洗过滤器，超滤投药装置将2 mg/l次氯酸钠药剂同时送入管道与预处理水混合进入自清洗过滤器，经自清洗过滤器过滤后进入超滤装置，超滤装置出水至中间水池，中间水池水质的浊度0.8NTU，污染指数SDI（15分钟）2.5。中间水池内预处理水由反渗透升压泵送入保安过滤器，反渗透投药装置将6mg/l亚硫酸氢钠药剂同时送入管道与预处理水混合进入保安过滤器，同时反渗透阻垢剂装置将4mg/lPWT阻垢剂送入管道与预处理水混合进入保安过滤器，经保安过滤器的预处理水、药剂、阻垢剂混合物进入反渗透装置，反渗透装置出水至排放回用池可作排放回用，反渗透装置排出的浓盐水至浓盐水池。

清洗

1、自清洗过滤器自动反清洗

2、超滤反洗

每运行30分钟后，超滤反洗装置从中间水池引出超滤后预处理水对超滤装置进行物理反洗，超滤反洗水返回预处理水水池。

3、超滤化加洗

超滤装置进出口压差0.12Mpa（或连续运行24小时）后，超滤化洗装置对超滤装置进行化学加强清洗，首先加入200 mg/l次氯酸钠和500 mg/l氢氧化钠进行循环清洗3分钟，然后浸泡10分钟，清水冲洗3分钟，其次再用31%盐酸500 mg/l按照上面步骤进行化学加强清洗。超滤化加洗水排放至化洗处理池进行处理。

3、超滤化洗

超滤装置运行5月后，超滤化洗装置对超滤装置进行化学清洗。首先加入已配置好PH为12的氢氧化钠溶液进行循环清洗30分钟，然后浸泡300分钟，再循环清60分钟，化洗水排放至处理池进行处理。其次再用已配置好PH为2的盐酸溶液按照上面步骤进行化学清洗。超滤化洗水排放至化洗处理池进行处理。

4、反渗透化洗

反渗透装置进口压力上升15%或产水电导率上升15%或流量降低15%时，反渗透化洗装置经化洗保安过滤器对反渗透装置进行化学清洗，首先加入已配置好PH为12的氢氧化钠溶液进行循环清洗30分钟，然后浸泡300分钟，再循环清洗60分钟，化洗水排放至处理池进行处理。其次再用已配置好PH为2的盐酸溶液按照上面步骤进行化学清洗。反渗透化洗水排放至化洗处理池进行处理。

4、反渗透冲洗

出水清液可达到《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006的标准要求，脱盐率不小于99.3%，回收率66%。

实施例3：

煤矿高盐矿井疏干水预处理水（COD30㎎/l、BOD5㎎/l、SS6㎎/l，含Mg²⁺ 400mg/L Ca²⁺ 300mg/l、K⁺ 15mg/l、Na⁺2400mg/L等离子、含盐量为5000mg/L）

预处理水经给水泵进入自清洗过滤器，超滤投药装置将1 mg/l次氯酸钠药剂同时送入管道与预处理水混合进入自清洗过滤器，经自清洗过滤器过滤后进入超滤装置，超滤装置出水至中间水池，中间水池水质的浊度0.3NTU，污染指数SDI（15分钟）2。中间水池内预处理水由反渗透升压泵送入保安过滤器，反渗透投药装置将4mg/l亚硫酸氢钠药剂同时送入管道与预处理水混合进入保安过滤器，同时反渗透阻垢剂装置将2mg/lPWT阻垢剂送入管道与预处理水混合进入保安过滤器，经保安过滤器的预处理水、药剂、阻垢剂混合物进入反渗透装置，反渗透装置出水至排放回用池可作排放回用，反渗透装置排出的浓盐水至浓盐水池。臭氧发生器对排放回用池中水加入0.2-1.6mg/l臭氧进行杀菌消毒后至清水池。

清洗

1、自清洗过滤器自动反清洗

自清洗过滤器运行压差0.06Mpa后，自清洗过滤器进行自动反清洗，自清反洗水返回预处理水水池，杂质颗粒外排。

2、超滤反洗

每运行40分钟后，超滤反洗装置从中间水池引出超滤后预处理水对超滤装置进行物理反洗，超滤反洗水返回预处理水水池。

3、超滤化加洗

超滤装置进出口压差大于0.12Mpa（或连续运行24小时）后，超滤化洗装置对超滤装置进行化学加强清洗，首先加入150 mg/l次氯酸钠和450 mg/l氢氧化钠进行循环清洗1.5分钟，然后浸泡5分钟，清水冲洗2分钟，其次再用31%盐酸350 mg/l按照上面步骤进行化学加强清洗。超滤化加洗水排放至化洗处理池进行处理。

3、超滤化洗

超滤装置运行6月后，超滤化洗装置对超滤装置进行化学清洗。首先加入已配置好PH为12的氢氧化钠溶液进行循环清洗20分钟，然后浸泡200分钟，再循环清洗50分钟，化洗水排放至处理池进行处理。其次再用已配置好PH为2的盐酸溶液按照上面步骤进行化学清洗。超滤化洗水排放至化洗处理池进行处理。

4、反渗透化洗

反渗透装置进口压力上升15%或产水电导率上升15%或流量降低15%时，反渗透化洗装置经化洗保安过滤器对反渗透装置进行化学清洗，首先加入已配置好PH为12的氢氧化钠溶液进行循环清洗20分钟，然后浸泡200分钟，再循环清洗50分钟，化洗水排放至处理池进行处理。其次再用已配置好PH为2的盐酸溶液按照上面步骤进行化学清洗。反渗透化洗水排放至化洗处理池进行处理。

4、反渗透冲洗

出水清液可达到《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006的标准要求，脱盐率不小于99.8%，回收率68%。

本发明提供了一种矿井疏干水的预处理工艺的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims

1.一种矿井疏干水的预处理工艺，其特征是，包括以下步骤：

（1）预处理水经给水泵进入自清洗过滤器；

（3）原水经自清洗过滤器过滤后进入超滤装置；

（4）处理水经超滤装置过滤后出水至中间水池；

（5）中间水池内预处理水由反渗透升压泵送入保安过滤器；

（8）经保安过滤器反应后的预处理水进入反渗透装置；

2.根据权利要求1所述的一种矿井疏干水的预处理工艺，其特征是，步骤1所述预处理水水质要求COD不大于1-50㎎/l、BOD不大于1-10㎎/l、SS不大于1-10㎎/l。

3.根据权利要求1所述的一种矿井疏干水的预处理工艺，其特征是，步骤4所述超滤装置过滤后滤除水中颗粒和悬浮物，使出水水质的浊度＜0-1NTU，污染指数SDI（15分钟）＜1-3。

4.根据权利要求1所述的一种矿井疏干水的预处理工艺，其特征是，步骤5-8所述保安过滤器的过滤精度为小于等于3-5μm。

5.根据权利要求1所述的一种矿井疏干水的预处理工艺，其特征是，步骤8-9所述反渗透装置过滤精度为小于等于5-10μm。

6.根据权利要求1或3所述的一种矿井疏干水的预处理工艺，其特征是，所述超滤装置膜截留分子量不大于10-15万Dalton（道尔顿）。

7.根据权利要求1或5所述的一种矿井疏干水的预处理工艺，其特征是，所述反渗透装置的脱盐率为99%-99.8%，回收率为60%-68%。

8.根据权利要求1所述的一种矿井疏干水的预处理工艺，其特征是，步骤13、14和16所述化洗溶液是采用已配置的PH为12的氢氧化钠溶液及已配置的PH为2的盐酸溶液或柠檬酸溶液。