一种高含硼地热尾水的处理方法技术

本发明专利技术提供了一种高含硼地热尾水的处理方法。地热尾水首先经过除硼预过滤器和除硼过滤器，然后进行陶瓷膜超滤处理、多级反渗透处理。预过滤器装填由活性炭和硅藻土烧结而成的过滤介质，除硼过滤器装填含有多价醇基和氨基的除硼吸附树脂；除硼过滤器用纤维滤网隔离滤料，地热尾水低进高出。在地热尾水含硼量100mg/L时，除硼率≥99.6％，出水水质能够分别达到废水排放标准和饮用水或农田灌溉用水水质标准。本发明专利技术的处理方法除硼效果好，并且降低了设备投资成本和运行费用，提高了地热尾水资源化利用水平。

【技术实现步骤摘要】
一种高含硼地热尾水的处理方法
本专利技术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方法。
技术介绍
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。为防止无度开采地热资源，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。以咸阳区域为例，打一口回灌井成本愈500万元(井深3300m×1550元/m＝511.5万元)，当尾水回灌地层3～6个月后，近井地带便产生污染淤塞，失去回灌作用。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。“地热尾水”是指经板框换热之后的地热原水，一般源于地表下1000～3500m深处，水质组分十分复杂，不仅矿化度高，重金属离子(铅、铬、锌、汞等)及非金属离子(硼、砷、氟等)含量也比较高。以咸阳区域为例，地热尾水硼含量约100mg/L，超出国家《地表水环境质量标准》规定指标(≤0.5mg/L)200倍。有关毒理分析试验结果表明：当人体吸收超过100mg硼之后，会产生中毒现象，首先伤及内脏，甚至造成生命危险。如果农作物、经济作物及蔬菜浇灌用水中含硼量≥30mg/L时，会造成减产或绝收。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。
技术实现思路
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、等问题，本专利技术提供了一种地热尾水的处理方法，提高除硼效率、降低设备投资成本和运行费用，提高地热尾水资源化利用水平。本专利技术的一种高含硼地热尾水的处理方法是这样实现的：a.地热尾水进入由预过滤器和除硼过滤器组成的除硼装置，去除固体、离子杂质和硼；处理后的出水达到废水排放标准，高含硼浓缩液可以作为提硼原料；b.除硼过滤器出水进入陶瓷膜超滤设备进行处理；c.陶瓷膜超滤出水进行一级防渗透处理，一级反渗透出水能够达到生活饮用水卫生标准；d.一级反渗透出水进行二、三级反渗透处理，三级反渗透出水能够达到桶装纯净水卫生标准；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，所述预过滤器中过滤介质的粒径为0.2～0.4mm；所述除硼过滤器中除硼吸附树脂的粒径为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。在具体实施时，步骤a中，所述预过滤器的操作压力0.1～0.2MPa，进水温度≤60℃，罐体内循环时间5～40min、优选5～15min，清洗周期4～8h、优选5～7，清洗时间2～3h；所述除硼过滤器的操作压力0.1～0.2MPa，进水温度≤60℃，进水pH7～10、优选7～8，罐体内循环时间10～40min、优选5～15min，清洗周期3～6h、优选4～5，清洗时间2～3h。在具体实施时，在所述预过滤器清洗时，首先使用含有0.93～0.99wt％氢氧化钠的清洗液进行碱性清洗，然后使用含有1.2～1.28wt％盐酸的清洗液进行酸性清洗；在所述除硼过滤器清洗时，首先使用含有1.2～1.28wt％盐酸的清洗液进行酸性清洗，然后使用含有0.93～0.99wt％氢氧化钠的清洗液进行碱性清洗。在具体实施时，在所述预过滤器清洗时，所述碱性清洗和酸性清洗的清洗时间分别为15min；在碱性清洗后，用清水进行清洗，至清洗出水的pH为7～8；在酸性清洗后，用清水进行清洗，至清洗出水的pH为5～6；在所述除硼过滤器清洗时，所述酸性清洗和碱性清洗的清洗时间分别为15min；在酸性清洗后，用清水进行清洗，至清洗出水的pH为5～6；在碱性清洗后，用清水进行清洗，至清洗出水的pH为7～8。在具体实施时，在步骤b，所述陶瓷膜超滤的操作条件为：进水温度≤60℃、操作压力≤0.4MPa、反冲周期0.3h～0.75h、反冲时间0.5～1分钟、反冲压力≤0.5Mpa，产水悬浮物粒径≤0.05μm；在步骤c，所述一级防渗透的操作条件为：进水数量20～25m3/h、产水数量12.5～14m3/h、进水温度≤60℃、操作压力1.3～1.4MPa、清洗周期3～6个月；在步骤d，所述二、三级防渗透的操作条件为：进水数量0.7～0.8m3/h、产水数量0.5～0.6m3/h、进水温度≤60℃、操作压力0.9～1.1MPa，清洗周期10～18个月。在步骤c和步骤d，采用一级反渗透产水配制的0.5～1wt％十二烷基硫酸钠的水溶液，温度≥50℃作为反渗透膜的清洗液。预处理设备的主要作用是拦截阻隔尾水中所含固体物质，不仅大幅提升除硼效率，而且可节省约30％的除硼费用。预处理滤料是由活性碳微粒与硅藻土等材料混和烧结而成的颗粒，与除硼吸附树脂配伍使用，效果极佳；该滤料经再生之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高含硼地热尾水的处理方法，该方法依次包括以下步骤：a.地热尾水进入由预过滤器和除硼过滤器组成的除硼装置，去除固体、离子杂质和硼；处理后的出水达到废水排放标准，高含硼浓缩液可以作为提硼原料；b.除硼过滤器出水进入陶瓷膜超滤设备进行处理；c.陶瓷膜超滤出水进行一级防渗透处理，一级反渗透出水能够达到生活饮用水卫生标准；d.一级反渗透出水进行二、三级反渗透处理，三级反渗透出水能够达到桶装纯净水卫生标准；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。

【技术特征摘要】
1.一种高含硼地热尾水的处理方法，该方法依次包括以下步骤：a.地热尾水进入由预过滤器和除硼过滤器组成的除硼装置，先经预过滤器再经除硼过滤器，去除固体、离子杂质和硼；处理后的出水达到废水排放标准，高含硼浓缩液可以作为提硼原料；b.除硼过滤器出水进入陶瓷膜超滤设备进行处理；c.陶瓷膜超滤出水进行一级反渗透处理，一级反渗透出水能够达到生活饮用水卫生标准；d.一级反渗透出水进行二、三级反渗透处理，三级反渗透出水能够达到桶装纯净水卫生标准；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。2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述预过滤器中过滤介质的粒径为0.2～0.4mm；所述除硼过滤器中除硼吸附树脂的粒径为0.2～0.4mm。3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：上花板下面的纤维滤网和下花板下面的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。4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：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。5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤a中，所述预过滤器的操作压力0.1～0.2MPa，进水温度≤60℃，罐体内循环时间5～40min，清洗周期4～8h、清洗时间2～3h；所述除硼过滤器的操作压力0.1～0.2MPa，进水...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘世良，陈磊，高小荣，邵衍福，邵翀，
申请(专利权)人：中国石油化工集团公司，中国石化集团新星石油有限责任公司，徐州征迪能源助剂有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11