[发明专利]一种矿井水深度处理系统及其处理矿井水的方法

说明书

本发明公开了一种矿井水深度处理系统极其处理方法，包括依次连接的调节池、V型滤池、超滤系统、一级反渗透系统、二级微滤软化系统、二级反渗透系统、三级微滤软化系统、离子交换软化系统、DTRO系统和蒸发结晶分盐系统。根据进水条件不同经过了相应的预处理工序，包括超滤系统、二级微滤软化系统、三级微滤软化系统与软化器。一级、二级反渗透系统、DTRO系统和蒸发结晶分盐系统产出的清液混合后作为产出水，排入产水池；最终由DTRO系统排出的浓水作为浓盐水，进入蒸发结晶分盐系统，获得工业级无水硫酸钠与氯化钠结晶盐。本发明的系统和方法过程简单，产出水可实现综合利用，可有效分离硫酸钠与氯化钠结晶盐，实现结晶盐分盐资源化利用。

技术领域

本发明涉及一种矿井水深度处理方法和系统，属于环保水处理技术领域。

背景技术

随着工业的快速发展以及煤炭资源需求的不断增加，煤炭产业取得了长足的发展，使得相关产业也得到了改善与进步。然而在煤炭开采时存在大量矿井水涌现，涌出的矿井水远远超过煤矿自用水量。实际煤炭开采过程中，地下水与煤层、岩层接触，以及人类活动的影响，易发生一系列的物理、化学合生化反应，因而具有显著的煤炭行业特征。主要体现在含有悬浮物的矿井水的悬浮物含量远远高于地表水，感官性状差；同时所含悬浮物的粒度小、比重轻、沉降速度慢、混凝效果差；矿井水中含有的总离子含量比一般地表水高得多，主要离子成分为硫酸根离子与氯离子，其中很大一部分是硫酸根离子；矿井水常伴有大量的亚铁离子，二价锰离子，增加了处理的难度。若直接外排该类废水不仅造成水资源浪费，同时容易造成环境污染，严重影响人类身心健康与环境友好型社会建设。

矿井水作为高含盐废水，具有COD、氨氮含量低，矿化度高，悬浮物、TDS含量高，且产水量大等特点。该类废水应进行深度处理后综合利用，实现水资源循环利用，以及结晶盐的资源化利用。膜分离技术作为一种节能环保型技术，可在分子级内进行物质分离，分离过程属典型的物理分离，能耗极低，且自动化程度高，工艺简单，操作方便。因此针对矿井水水质条件，利用膜分离技术通过逐级处理，一方面可产出符合出水水质要求的洁净水，另一方面可实现矿井水内盐含量的富集，实现减量。产水洁净水作为水资源循环利用。浓缩后的矿井水作为浓盐水主要成分为硫酸钠与氯化钠混合盐，且硫酸钠含量占主体部分，通过进一步处理后可进行结晶盐资源化处理。

目前，浓盐水达标排放的常规处理工艺为蒸发结晶技术，主要有单效蒸发、多效蒸发及MVR蒸发。矿井水经膜分离技术处理产出的浓盐水，其中无机盐以杂盐形式存在，若单独采用上述蒸发结晶工艺产生的结晶盐均为杂盐，一般情况下该类结晶盐可视为危险固体废弃物，不利于结晶盐资源化利用。如果处理不当，该类结晶盐在淋溶作用下会形成二次污染。从结晶技术角度出发，单组份盐的结晶技术已经比较成熟，然而单组份盐的溶解度数据和速率常数并不适用于混合盐的复杂系统，即使混盐中其它盐类的数量较少，也可能对结晶过程产生很大的影响，很难保证浓盐水处理达到排放要求。因此针对目前处理技术存在的问题及不足，特此开发本申请专利所提出的高效、节能、操作性强的矿井水深度处理工艺，实现矿井水水资源的回收利用以及分盐资源化处理。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提出一种矿井水深度处理方法和系统。采用主要工艺为“膜分离技术+蒸发结晶分盐技术”。该处理过程具有可操作性强，工艺简单，安全系数高，设备投资运行成本低，清洁无污染的特点。通过矿井水深度处理技术，去除水中硬度、胶体颗粒、硫酸根离子、氯离子等污染物，出水水质满足《地表水环境质量标准GB3838-2002》表1三类水质（非湖、库）和表2水质指标要求，同时TDS小于500mg/L，硫酸盐小于250mg/L，实现水资源循环利用。同时，在蒸发结晶分盐系统创新地提出了“蒸发结晶技术+冷冻结晶技术+单效蒸发技术”实现矿井水中硫酸钠与氯化钠的分盐目的，不仅解决了混盐危废的问题，而且还可对结晶盐进行资源化利用。该分盐组合工艺能耗低、操作简单、氯化钠与硫酸钠二元体系蒸发结晶分盐过程无需精确控制，降低了操作成本。