[发明专利]一种SO4

说明书

本发明涉及一种SO₄·HCO₃‑Na型高盐矿井水处理与资源化利用方法及系统。本发明中矿井水依次通过砂滤、超滤双级过滤，去除细小悬浮物和胶体，出水进入反渗透单元，产品水回用，浓水进入一级离子交换，去除水中钙镁等成分，出水进入浓水反渗透，产品水回用，浓水进入二级离子交换，去除水中残留钙镁等成分，出水进行纳滤，纳滤浓水进入碳酸钠结晶，产水进入低价盐反渗透，产品水回用，浓水进入碳酸氢钠结晶，为提高碳酸氢钠回收率，降低回用水中盐浓度，将硫酸钠结晶母液送入碳酸氢钠结晶，为节省投资和运行成本，最大资源化利用矿井水中有价值成分，将碳酸氢钠母液送入回用水池，与反渗透产品水一起回用或达标外排。

技术领域

本发明涉及一种矿井水资源化利用方法，特别涉及一种SO₄·HCO₃-Na型高盐矿井水处理与资源化利用方法及系统，属于煤矿矿井水处理技术领域。

背景技术

随着经济的发展与环保要求的日益提高，煤矿区高盐水成为现在及未来一段时间煤矿环境治理的重点。高盐水中阴离子一般以SO₄^2-、Cl^-、HCO₃^-为主，阳离子以Na⁺为主，同时含有少量的Ca²⁺、Mg²⁺、SiO₂等成分。不同地区高盐矿井水中的阴离子成分及含量不同，有SO₄·HCO₃-Na型、Cl·HCO₃-Na型、SO₄·Cl·HCO₃-Na型、SO₄-Na型及SO₄·Cl-Na 型。针对含HCO₃^-矿井水，目前的处理方式多是通过投加药剂的方式将HCO₃^-转化为氯化钠或者硫酸钠，然后分离出氯化钠、硫酸钠结晶盐和杂盐，同时产生高品质产品水回用或者达标外排。流程长、药剂投加量大、污泥产量大，投资高、运行成本高。药剂转化为污泥或结晶盐，增加系统处理负荷，系统产生的杂盐处置成本3000～6000元/吨， NaCl属于廉价盐，无销售途径，产生的高品质水远远高出回用水水质要求，造成资源浪费。

ZL 202010190527.0专利针对含HCO₃^-高盐矿井水，采用两级高密度澄清、重力式滤池、超滤、反渗透、臭氧氧化、纳滤、离子交换、蒸发结晶等手段最终产出碳酸钠、硫酸钠、氯化钠及杂盐，提高了高附加值盐的产生，但系统复杂，流程长，产生的杂盐需要处置，将HCO₃^-转化为CO₃^2-过程需要投加大量烧碱，据测算，HCO₃^-含量 700～900mg/L时，烧碱的成本需要3.0～4.0元/吨水，运行成本高。

发明内容

本发明针对现有SO₄·HCO₃-Na型高盐矿井水处理工艺流程冗长，运行成本高，低价值盐和杂盐产生量大不利于资源回收等问题，提供一种SO₄·HCO₃-Na型高盐矿井水处理与资源化利用方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种SO₄·HCO₃-Na型高盐矿井水处理与资源化利用方法，该方法包含以下几个步骤：

(1)矿井水经过砂滤、超滤双级过滤处理去除水中细小悬浮物和胶体；

(2)将步骤(1)出水进行反渗透处理，将水中TDS浓缩提至15000mg/L以上，产水回用；

(3)将步骤(2)产生的浓水进行一级离子交换处理，去除水中致使膜结垢的成分——钙、镁离子；(减少膜结垢污染)