[发明专利]一种高效的陶瓷膜处理矿井水的工艺

说明书

技术领域

    本发明涉及一种高效的陶瓷膜处理矿井水的工艺，具体地说涉及一种采用加酸调pH值和通气强化陶瓷膜过滤来提高陶瓷膜通量和效率的工艺，属于废水处理领域。

背景技术

煤矿矿井水是重要的水资源，据报道目前我国煤炭生产过程中，每年排出约20～30亿m³矿井水，其中北方地区约占60%，并且随着煤炭开采深度的增加而逐年增加。但现在我国煤矿矿井水资源的利用率不到20%。另一方面，据统计我国40%的矿区严重缺水，而且富煤地区往往也是贫水区。随着煤炭开采强度的加大和延伸速度的不断提高，矿区地下水位将大面积下降，使缺水矿区供水更为紧张，从而影响当地居民的正常生产和生活，已制约了煤炭生产的发展。

由于不同地区地质结构和岩性的差异，使得矿井水水质差别较大，根据矿井水中含有的主要物质可分为：含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水、酸性矿井水、含放射性元素的矿井水等。除酸洗矿井水和含放射性元素的矿井水外，其他两类的矿井水中普遍含有以煤岩粉为主的悬浮物以及可溶的无机盐类，有机物污染较少且一般不含有毒物质。因此，对矿井水进行净化处理回用，将产生巨大的经济效益和社会效益。

处理以煤岩粉为主的悬浮物固含量高的矿井水，一般采用絮凝沉降工艺，最后再通过双滤料过滤器加活性炭过滤就能达到中水回用排放的程度。但这种方法虽然投资小、运行成本低，但同时也有占地面积大、出水水质不稳定等问题，尤其在原水水质出现波动时，如水中岩粉浓度偏高、粒度偏小、铁含量偏大的红色矿井水，出现水中悬浮物无法絮凝沉降，导致出水水质浑浊、絮凝剂用量偏大的结果，不但增加了运行成本，而且处理后的出水无法达到排放标准，产生了环保问题。

以膜分离为主要手段的矿井水处理工艺，在近几年的膜行业的发展中也频频用于矿井水处理工艺中。CN101890258 A、CN202744409 U和CN202766374 U等专利都分别采用了膜或膜分离集成工艺处理矿井水来达到处理后回用的目的。但在这些专利技术中都只是提及膜作为一个分离单元使用，而对其中的膜污染和膜污染的控制均未涉及，尤其在如何提高膜的处理效率及膜渗透通量上都未提及。事实上，膜分离过程是一个膜污染不断增大的过程。因为在对固液、胶体分离的同时，被截留的浓液中固体含量不断增大，产生了浓差极化和膜面沉积，这就是膜污染。随着过程的进行，这个膜污染负面效应越来越大，膜的渗透通量只会越来越低。到最后会因能耗太高而不得不停止再生膜。因此，如何在过程中控制膜污染便是膜分离过程中必须考虑的首要因素。

另一方面，膜分离技术是一个新型的分离技术手段，虽然处理矿井水效果好，不受矿井水质的波动限制。但在使用过程中与传统工艺相比，其高能耗、投资大等问题也日益凸显出来，尤其陶瓷膜的一次性投资和相对高的运行成本使得许多矿井水企业望而却步。因此提高陶瓷膜的处理效率，降低陶瓷膜的运行成本便成为陶瓷膜在矿井水处理领域的一个关键。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是利用膜分离技术处理矿井水，并且在现有技术基础上，增加加酸调pH值和通入气体强化膜过滤工艺来控制膜过程中的膜污染，以此提高膜过程中的渗透通量，从而提高膜过滤效率。采用这种工艺，不但提高了出水水质和渗透通量，而且提高了矿井水的浓缩倍数，浓液中的矿井水固体浓度得到提高。从而降低了投资和运行成本，给矿井水的处理带来了显著的经济和环境效益。