[发明专利]一种地热尾水除硼装置及处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业废水处理及回收利用领域，特别是涉及一种高含硼地热尾水的处理装置及处理方法。

背景技术

我国地热资源储量丰富，现以北方开发利用为主，寒冷时节用于城镇居民采暖，既节省了大量燃煤，又减少了二氧化碳、二氧化硫排放。

地热开发要求“一井一灌”，旨在保护深层水源。但回灌井钻井费用高昂、使用期限短暂，所以制约了地热开发事业快速发展。初步统计，冬季供暖期间，全国每天累积汲取地热水量已愈百万吨，而尾水回灌数量不足20％，即绝大部分尾水直接外排或经生活污水处理厂予以处理。

实施地热尾水处理及资源化利用，地热尾水经处理后，可以符合生活饮用水标准，或地面水排放标准，这样既可缓解了淡水缺乏局面，又能弥补浅层地下水源不足问题，并且一旦浅层水系饱和后，会向地层纵深渗透，恢复深层水源。总之，无论是从能源接替的战略发展考虑，还是着眼于现实需求，实施地热尾水处理及资源化利用，不单纯依赖回灌井处置尾水，皆不失为一项重要举措。

但由于地热水源于地层深部1000～3500m深处，常规污水处理工艺无法除却，尾水中富含的重金属离子(铅、铬、锌、汞等)及非金属离子(硼、砷、氟等)。比如咸阳区域，地热尾水硼含量约100mg/L，超出国家规定指标200倍(国标≤0.5mg/L)，无论对作物或是人体健康，均有很大危害性。我国地热(水)资源开发利用已呈蓬勃发展之势，而尾水处理势在必行。

在除硼工艺方面，日本生产的“除硼专用RO膜”取得了一定的效果，但在处理地热尾水时存在一些问题：一是工艺复杂，首先需将尾水(原水)pH值从7.1调高至10.5以上，待终端产水后再加酸性物质中和，如此一来，必然导致各项费用增加；二是除硼率≤90％，依然超出中国国家标准的20倍；三是产水率≤60％，余下的40％仍会造成二次污染；四是“除硼专用膜”耐温≤40℃，而地热尾水为50～55℃，不能直接进膜。而采用过滤吸附技术处理地热尾水，在地热尾水含硼量100mg/L时，采用国内外生产的10余种除硼树脂或介质，分别进行室内实验及现场小型试验，虽经四级过滤吸附，除硼率仍小于90％，出水远远高于国家地面水排放标准的要求。因此现有除硼工艺无法满足地热尾水除硼之技术要求。

在除硼设备方面，在设备内置介质进行吸附过滤时，国内外均采用“水帽”(一种小型伞状过滤器)隔离保护介质，同时实施过滤功能。水帽多为PE材质，丝扣(子扣)与花板(钢板)母扣吻合性差，设备运行超过0.5MPa，极易造成丝扣脱落或水帽格栅断裂，导致设备内的介质在短时间内全部流失，不能满足吸附过滤除硼的运行要求。

发明内容

针对地热尾水除硼的技术要求，为了克服现有技术中除硼率低、处理后废水不能充分回收率和达标排放，除硼设备易损坏、不能长期稳定运行等问题，本发明提供了一种地热尾水的除硼装置和地热尾水处理方法，提高除硼效率、降低设备投资成本和运行维护费用，实现工业化长期稳定运行。

本发明的一种地热尾水除硼装置是这样实现的：

所述除硼装置包括预过滤器和除硼过滤器；所述预过滤器装填由活性炭和硅藻土烧结而成的过滤介质，所述除硼过滤器装填含有多价醇基和氨基的除硼吸附树脂；

所述除硼过滤器为立式罐形容器，由罐上端、罐体、罐下端三部分组成；所述罐上端的顶部设有进排气阀；所述罐下端的底部设有排污阀；所述罐体的下部一侧设有地热尾水进口，所述罐体的上部与所述地热尾水进口相对的另一侧设有产水口；在所述地热尾水进口之上设有下花板，在所述产水口之下设有上花板，在所述上花板和所述下花板的下面安有纤维滤网。

在具体实施时，所述地热尾水的硼元素含量为：20mg/L-200mg/L，其矿化度为4000mg/L～6000mg/L、总硬度为200mg/L～260mg/L、溶解性固体为4000mg/L～5000mg/L、可溶性二氧化硅为40mg/L～50mg/L、硅酸钠为30mg/L～60mg/L、氟为2mg/L～2.5mg/L。在具体实施时，所述预过滤器中的过滤介质的粒径为0.2～0.4mm；所述除硼过滤器中的吸附树脂的粒径为0.2～0.4mm。所述上纤维滤网和下纤维滤网的网眼孔径为100～120目；所述上花板和所述下花板以支架固定到所述罐体。

预处理设备中过滤介质的主要作用是拦截阻隔尾水中的固体物质，特别是1～10μm的固体杂质，作为除硼工艺的前置，与不进行预处理直接吸附除硼的工艺相比，可以节省约30％的除硼及提取硼浓缩液费用，并且大幅提升除硼效率。