一种煤矿井下水高回收率分盐系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种煤矿井下水高回收率分盐系统，包括原液管、总产水管、总浓水管、一段纳滤膜组、一段高压泵、一段产水管、一段浓水管、二段纳滤膜组、二段增压泵、二段产水管、二段浓水管、三段纳滤膜组、三段循环泵、三段产水管、三段浓水管和三段循环水管，对原液进行一段高压、二段增压、三段循环的纳滤过程。本发明专利技术能够提高分盐效率和回收率，防止管道内结垢堵塞，并且可以对不同纳滤膜组进行分段清洗，提高清洗效率和质量。同时，本发明专利技术还提供了一种煤矿井下水高回收率分盐方法，可以提高分盐效率和无机盐回收率，充分利用纳滤膜，还能够防止浓水中的盐析出，堵塞管道。

A Salt System and Method with High Recovery Rate of Underground Water in Coal Mine

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿井下水高回收率分盐系统及方法
本专利技术涉及煤矿井下水处理
，特别是一种煤矿井下水高回收率分盐系统及方法。
技术介绍
煤矿井下水水量巨大，全国年总排放量达到22亿立方，是一种比较珍贵的水资源，对煤矿井下水进行有效处理后，可以作为工业用水、生活用水或者其他方面的回用水。这不仅可以使矿区水资源严重短缺问题得到有效解决，同时还对煤矿井下水进行了合理利用，降低了地下水的使用，提高了环境质量，有利于我国经济健康快速发展。但煤矿井下水由于环境和人为因素的影响，水质复杂，总离子含量比一般地表水高得多，而且很大一部分是硫酸根离子，这种特性增大了煤矿井下水的利用难度，因此煤矿井下水除了需要进行絮凝等一般处理外，还需要对水中大量的无机盐进行分离。目前，膜法分盐主要利用纳滤膜，但普遍存在回收率低的缺点，并且，煤矿井下水中的盐含量极高，管道内壁易结垢堵塞，清理困难，降低分盐的效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种煤矿井下水高回收率分盐系统，能够提高无机盐回收率，可以对不同纳滤膜组进行分段清洗，提高清洗效率和质量，并且提高浓水流速，防止浓水在管道内结垢，堵塞管道；同时，本专利技术还提供了一种煤矿井下水高回收率分盐方法，可以提高分盐效率和无机盐回收率，并且通过增压循环的方法，增加浓水流量，防止管道结垢堵塞。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案：一种煤矿井下水高回收率分盐系统包括原液管、总产水管、总浓水管、一段纳滤膜组、一段高压泵、一段产水管、一段浓水管、二段纳滤膜组、二段增压泵、二段产水管、二段浓水管、三段纳滤膜组、三段循环泵、三段产水管、三段浓水管和三段循环水管。原液中的无机盐经过三段纳滤达到高回收率，所述一段纳滤膜组、二段纳滤膜组和三段纳滤膜组中纳滤膜数量不同，其数量比值为2:1:1。所述原液管与一段纳滤膜组的进水口连接，所述一段高压泵设于原液管上，一段高压泵的作用是将原液压力提高到满足一段纳滤跨膜条件，一段纳滤膜组的产水口经一段产水管与总产水管连接，一段纳滤膜组的浓水口经一段浓水管与二段纳滤膜组的进水口连接，二段增压泵设于一段浓水管上，原液经过一段纳滤膜组后，压力下降，为满足后续跨膜压力要求，需要进行增压。原液经过一段纳滤膜组后，浓水进行二段增压过滤。所述二段纳滤膜组的产水口经二段产水管与总产水管连接，二段纳滤膜组的浓水口经二段浓水管与三段纳滤膜组的进水口连接，三段循环泵设于二段浓水管上。所述三段纳滤膜组的产水口经三段产水管与总产水管连接，所述三段浓水管的一端与三段纳滤膜组的浓水口连接，另一端与总浓水管连接。所述三段循环水管的一端与三段浓水管连接，另一端与二段浓水管连接，且连接处位于三段循环泵前方，经过三段纳滤后，浓水中硫酸根离子浓度非常高，为防止硫酸盐因流速过低导致浓差极化进而在管道内结垢，堵塞管道，增加三段循环泵使浓水进行循环，增大浓水流量。前述的煤矿井下水高回收率分盐系统还包括清洗系统，清洗系统包括清洗水箱、产水回流管、清洗浓水回流总管、自用水管、清洗泵、保安过滤器、总清洗管、一段清洗进液管、二段清洗进液管、三段清洗进液管、一段清洗浓水回流管、二段清洗浓水回流管、三段清洗浓水回流管、加药口和加热器。所述产水回流管一端与总产水管连接，且连接处位于三段产水管与总产水管连接处的后方，产水回流管的另一端与清洗水箱的顶部连接，将系统产水用于纳滤膜的清洗。所述三段清洗浓水回流管的一端和三段浓水管，且连接处位于三段浓水管和三段循环水管连接处的下方，三段清洗浓水回流管的另一端和清洗浓水回流总管的一端连接，所述清洗浓水回流总管的另一端和清洗水箱的顶部连接。所述一段浓水管经一段清洗浓水回流管与清洗浓水回流总管连接，且一段浓水管与一段清洗浓水回流管的连接处位于二段增压泵前方。所述二段浓水管经二段清洗浓水回流管与清洗浓水回流总管连接，且二段浓水管与二段清洗浓水回流管的连接处位于三段循环水管与二段浓水管连接处的前方，将系统浓水用于纳滤膜的清洗。所述总清洗管一端与清洗水箱的出水口连接，另一端与三段清洗进液管的一端连接，三段清洗进液管的另一端与二段浓水管连接，且三段清洗进液管与二段浓水管的连接处位于三段循环泵后方，所述一段清洗进液管的一端与总清洗管连接，另一端与原液管连接，且一段清洗进液管与原液管的连接处位于一段高压泵后方，所述二段清洗进液管的一端与总清洗管连接，另一端与一段浓水管连接，且二段清洗进液管与一段浓水管的连接处位于二段增压泵的后方，通过一段清洗进液管、二段清洗进液管和三段清洗进液管可以实现纳滤膜组的分段清洗。所述清洗水箱顶部还设有加药口，清洗水箱内部还设有加热器，用于提高药物溶解速度，所述自用水管与清洗水箱顶部连接，所述清洗泵和保安过滤器顺次设于总清洗管上，保安过滤器能够防止自用水中的杂物和没有完全溶解的药物对纳滤膜造成破坏。前述的煤矿井下水高回收率分盐系统还包括第一止回阀和第二止回阀，所述第一止回阀设于二段浓水管上，且位于三段循环水管与二段浓水管连接处的前方，所述第二止回阀设于三段循环水管上，止回阀能够防止液体倒流，避免因二段浓水管和三段循环水管中压力不同而使其中一条管道出现倒流。前述的煤矿井下水高回收率分盐系统中，清洗系统还包括清洗循环管道，所述清洗循环管道的一端与清洗水箱的顶部连接，另一端与总清洗管连接，且清洗循环管道与总清洗管的连接处位于清洗泵和保安过滤器之间，清洗循环管道能够使清洗水箱中的清洗液循环流动，有利于药物溶解。前述的煤矿井下水高回收率分盐系统还包括控制部件，具体为两个压力开关、六个控制阀、一段止回阀、二段止回阀、三段止回阀、总产水止回阀和总浓水截止阀，所述两个压力开关分别设于一段高压泵两端的原液管上，压力开关控制一段高压泵，防止压力过低或过高损坏一段纳滤膜组，所述一段止回阀设于一段高压泵后方的压力开关之后的原液管上，所述原液管上还设有两个控制阀，其中一个位于一段高压泵前方压力开关之前，另一个位于一段止回阀后方。所述一段浓水管上设有两个控制阀和二段止回阀，二段止回阀设于二段增压泵后方，其中一个控制阀设于二段增压泵前方，且位于一段浓水管和一段清洗浓水回流管的连接处后方，另一个控制阀设于二段止回阀后方，且位于一段浓水管和二段清洗进液管连接处的前方。所述三段循环泵后方的二段浓水管上顺次设有三段止回阀和一个控制阀。所述总产水止回阀和一个控制阀顺次设于三段产水管后方的总产水管上，且总产水止回阀位于产水回流管与总产水管连接处前方，总产水止回阀的作用是防止总产水管背压过大，造成产水回流，控制阀位于产水回流管与总产水管连接处的后方，总浓水截止阀设于总浓水管上，总浓水截止阀能够手动调节开度，控制浓水的流量。前述的煤矿井下水高回收率分盐系统中的清洗系统还包括控制部件，具体为十二个控制阀，所述产水回流管、自用水管、一段清洗进液管、二段清洗进液管、三段清洗进液管、一段清洗浓水回流管、二段清洗浓水回流管和三段清洗浓水回流管上均设有一个控制阀。所述总清洗管上设有三个控制阀，其中一个控制阀位于清洗水箱和清洗泵之间，另外两个控制阀分别位于保安过滤器两侧，且保安过滤器后方的控制阀位于保安过滤器和清洗循环管道之间，所述清洗循环管道上设有一个控制阀。前述的煤矿井下水高回收率分盐系统还包括压力变送器、流量变送器和电导率传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矿井下水高回收率分盐系统，其特征在于：包括原液管(1)、总产水管(2)、总浓水管(3)、一段纳滤膜组(100)、一段高压泵(101)、一段产水管(102)、一段浓水管(103)、二段纳滤膜组(200)、二段增压泵(201)、二段产水管(202)、二段浓水管(203)、三段纳滤膜组(300)、三段循环泵(301)、三段产水管(302)、三段浓水管(303)和三段循环水管(304)；所述原液管(1)与一段纳滤膜组(100)的进水口连接，所述一段高压泵(101)设于原液管(1)上，一段纳滤膜组(100)的产水口经一段产水管(102)与总产水管(2)连接，一段纳滤膜组(100)的浓水口经一段浓水管(103)与二段纳滤膜组(200)的进水口连接，二段增压泵(201)设于一段浓水管(103)上；所述二段纳滤膜组(200)的产水口经二段产水管(202)与总产水管(2)连接，二段纳滤膜组(200)的浓水口经二段浓水管(203)与三段纳滤膜组(300)的进水口连接，三段循环泵(301)设于二段浓水管(203)上；所述三段纳滤膜组(300)的产水口经三段产水管(302)与总产水管(2)连接，所述三段浓水管(303)的一端与三段纳滤膜组(300)的浓水口连接，另一端与总浓水管(3)连接；所述三段循环水管(304)的一端与三段浓水管(303)连接，另一端与二段浓水管(203)连接，且连接处位于三段循环泵(301)前方。...

【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下水高回收率分盐系统，其特征在于：包括原液管(1)、总产水管(2)、总浓水管(3)、一段纳滤膜组(100)、一段高压泵(101)、一段产水管(102)、一段浓水管(103)、二段纳滤膜组(200)、二段增压泵(201)、二段产水管(202)、二段浓水管(203)、三段纳滤膜组(300)、三段循环泵(301)、三段产水管(302)、三段浓水管(303)和三段循环水管(304)；所述原液管(1)与一段纳滤膜组(100)的进水口连接，所述一段高压泵(101)设于原液管(1)上，一段纳滤膜组(100)的产水口经一段产水管(102)与总产水管(2)连接，一段纳滤膜组(100)的浓水口经一段浓水管(103)与二段纳滤膜组(200)的进水口连接，二段增压泵(201)设于一段浓水管(103)上；所述二段纳滤膜组(200)的产水口经二段产水管(202)与总产水管(2)连接，二段纳滤膜组(200)的浓水口经二段浓水管(203)与三段纳滤膜组(300)的进水口连接，三段循环泵(301)设于二段浓水管(203)上；所述三段纳滤膜组(300)的产水口经三段产水管(302)与总产水管(2)连接，所述三段浓水管(303)的一端与三段纳滤膜组(300)的浓水口连接，另一端与总浓水管(3)连接；所述三段循环水管(304)的一端与三段浓水管(303)连接，另一端与二段浓水管(203)连接，且连接处位于三段循环泵(301)前方。2.根据权利要求1所述的煤矿井下水高回收率分盐系统，其特征在于：还包括清洗系统，清洗系统包括清洗水箱(401)、产水回流管(402)、清洗浓水回流总管(403)、自用水管(404)、清洗泵(405)、保安过滤器(406)、总清洗管(407)、一段清洗进液管(408)、二段清洗进液管(409)、三段清洗进液管(410)、一段清洗浓水回流管(411)、二段清洗浓水回流管(412)、三段清洗浓水回流管(413)、加药口(414)和加热器(415)；所述产水回流管(402)一端与总产水管(2)连接，且连接处位于三段产水管(302)与总产水管(2)连接处的后方，产水回流管(402)的另一端与清洗水箱(401)的顶部连接；所述三段清洗浓水回流管(413)的一端和三段浓水管(303)，且连接处位于三段浓水管(303)和三段循环水管(304)连接处的下方，三段清洗浓水回流管(413)的另一端和清洗浓水回流总管(403)的一端连接，所述清洗浓水回流总管(403)的另一端和清洗水箱(401)的顶部连接；所述一段浓水管(103)经一段清洗浓水回流管(411)与清洗浓水回流总管(403)连接，且一段浓水管(103)与一段清洗浓水回流管(411)的连接处位于二段增压泵(201)前方；所述二段浓水管(203)经二段清洗浓水回流管(412)与清洗浓水回流总管(403)连接，且二段浓水管(203)与二段清洗浓水回流管(412)的连接处位于三段循环水管(304)与二段浓水管(203)连接处的前方；所述总清洗管(407)一端与清洗水箱(401)的出水口连接，另一端与三段清洗进液管(410)的一端连接，三段清洗进液管(410)的另一端与二段浓水管(203)连接，且三段清洗进液管(410)与二段浓水管(203)的连接处位于三段循环泵(301)后方，所述一段清洗进液管(408)的一端与总清洗管(407)连接，另一端与原液管(1)连接，且一段清洗进液管(408)与原液管(1)的连接处位于一段高压泵(101)后方，所述二段清洗进液管(409)的一端与总清洗管(407)连接，另一端与一段浓水管(103)连接，且二段清洗进液管(409)与一段浓水管(103)的连接处位于二段增压泵(201)的后方；所述清洗水箱(401)顶部还设有加药口(414)，清洗水箱(401)内部还设有加热器(415)，所述自用水管(404)与清洗水箱(401)顶部连接，所述清洗泵(405)和保安过滤器(406)顺次设于总清洗管(407)上。3.根据权利要求2所述的煤矿井下水高回收率分盐系统，其特征在于：还包括第一止回阀(4)和第二止回阀(5)，所述第一止回阀(4)设于二段浓水管(203)上，且位于三段循环水管(304)与二段浓水管(203)连接处的前方，所述第二止回阀(5)设于三段循环水管(304)上。4.根据权利要求2所述的煤矿井下水高回收率分盐系统，其特征在于：清洗系统还包括清洗循环管道(416)，所述清洗循环管道(416)的一端与清洗水箱(401)的顶部连接，另一端与总清洗管(407)连接，且清洗循环管道(416)与总清洗管(407)的连接处位于清洗泵(405)和保安过滤器(406)之间。5.根据权利要求3所述的煤矿井下水高回收率分盐系统，其特征在于：还包括两个压力开关(6)、六个控制阀(7)、一段止回阀(104)、二段止回阀(204)、三段止回阀(305)、总产水止回阀(8)和总浓水截止阀(9)，所述两个压力开关(6)分别设于一段高压泵(101)两端的原液管(1)上，所述一段止回阀(104)设于一段高压泵(101)后方的压力开关(6)之后的原液管(1)上，所述原液管(1)上还设有两个控制阀(7)，其中一个位于一段高压泵(101)前方压力开关(6)之前，另一个位于一段止回阀(104)后方；所述一段浓水管(103)上设有两个控制阀(7)和二段止回阀(204)，二段止回阀(204)设于二段增压泵(20...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宏秀，刘进，王建华，李文杰，王瑞，舒泽萍，李虎明，许强，刘强，秦树蓬，
申请(专利权)人：华电水务工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11