[发明专利]一种含盐矿井水高效复用的资源化处理系统及方法

说明书

本发明提供一种含盐矿井水高效复用的资源化处理系统及方法，含盐矿井水进入中空纤维纳滤膜装置在0.1MPa‑5MPa压力下截留MgSO₄、Na₂SO₄、MgCl₂和NaCl等可溶性盐，产水可直接回用，浓水软化后经反渗透浓缩耦合化学诱导结晶除硬并回流循环，直至达到反渗透浓缩装置渗透压后将浓水进行纳滤分盐和进一步浓缩，浓水进入双极膜离子交换装置获得可回用的酸液和碱液，或进行浓缩及蒸发结晶后得到结晶盐。本发明是为了提高矿井水资源的复用率，采用中空纤维纳滤膜技术在低压下部分去除矿井水中盐离子，同时使用RO耦合化学诱导结晶将一级RO的产水率提高至90％以上，浓缩后的浓盐水可利用双极离子交换膜技术处理同时获得可回用于水处理系统的酸碱溶液，实现废水真正的零排放。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种含盐矿井水高效复用的资源化处理系统及方法。

背景技术

我国水资源与煤炭资源呈逆向分布，煤矿开采对矿区地层、地下水流场和地表造成损害，导致自然水源断流或地下水资源因流入采空区形成矿井水而失去地下水赋存量，生态环境破坏严重，矿井水的有效利用，便成为影响矿区乃至整个缺水地区用水的一个头等大事。因此，煤矿所在地区对矿井水处理后水质提出了更高标准，甚至要求达到地表III类水标准的要求，这使得矿井水因污染物超标而无法满足环保要求，令煤炭企业在矿井水的处理方面承受了巨大的环保压力。矿井水在充分利用后仍有剩余且确需外排的，经处理后拟外排的，除应符合相关法律法规政策外，其相关水质因子值还应满足或优于受纳水体环境功能区划规定的地表水环境质量对应值，含盐量不得超过1000毫克/升，且不得影响上下游相关河段水功能需求。

因此，亟需一种提高矿井水资源的复用率，解决矿区用水难题的污水处理系统。

发明内容

本发明是为了解决矿井水资源的复用率低的问题，提供一种含盐矿井水高效复用的资源化处理系统及方法，采用中空纤维纳滤膜技术在低压下部分去除矿井水中盐离子，同时使用RO+化学诱导结晶提高一级RO的产水率，利用双极离子交换膜技术处理高盐浓缩液同时获得可回用的酸碱溶液，实现废水真正的零排放，并将以及RO的产水率提高至90％以上。

本发明提供一种含盐矿井水高效复用的资源化处理方法，包括以下步骤：

S1、中空纤维纳滤膜除盐：经过悬浮物预处理的含盐矿井水进入中空纤维纳滤膜装置在0.1MPa-5MPa的压力下截留可溶性一价或二价无机盐，得到中空纤维纳滤膜产水和中空纤维纳滤膜浓水，中空纤维纳滤膜产水回用；

S2、浓缩：中空纤维纳滤膜浓水软化至硬度达到反渗透膜进水条件后进行反渗透浓缩耦合化学诱导结晶除盐，化学诱导结晶的出水循环回流继续进行反渗透浓缩循环处理，逐步浓缩后得到浓缩液，反渗透浓缩的产水回用；

S3、纳滤：将浓缩液进行纳滤分盐得到纳滤浓水和纳滤产水，纳滤浓水和纳滤产水分别经浓缩后进入后续处理系统继续处理得到可回用的资源。

本发明所述的一种含盐矿井水高效复用的资源化处理方法，作为优选方式，步骤S2包括：

S21、浓缩：将中空纤维纳滤膜浓水进行软化直至硬度达到反渗透膜进水条件后进入一级反渗透装置浓缩得到一级反渗透浓水和一级反渗透产水，一级反渗透产水回用；

S22、化学诱导结晶除盐：一级反渗透浓水进入化学诱导结晶系统使局部微溶和难溶盐离子附着在晶种表面形成晶体排出，得到化学诱导结晶出水；

S23、循环回流：化学诱导结晶出水进入水箱缓存，部分化学诱导结晶出水从水箱流出与中空纤维纳滤膜产水混合后循环回流至一级反渗透装置及化学诱导结晶系统浓缩除盐，直至达到一级反渗透装置的渗透压极限后停止回流，水箱中的剩余部分化学诱导结晶出水即为浓缩液。