一种含盐矿井水高效复用的资源化处理系统及方法技术方案

本发明专利技术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

【技术实现步骤摘要】
一种含盐矿井水高效复用的资源化处理系统及方法


[0001]本专利技术涉及水处理
，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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]本专利技术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。
[0005]本专利技术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：
[0006]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；
[0007]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；
[0008]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。
[0009]本专利技术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：
[0010]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；
[0011]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；
[0012]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。
[0013]本专利技术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S22中，化学诱导结晶系统的进水管中添加pH调节剂；
[0014]步骤S23中，水箱的出水管中添加膜系统阴极型阻垢缓蚀剂和失活剂；膜系统阴极型阻垢缓蚀剂为质量百分比5％～50％的固体或液体PFC，投加量为以有效成分计0～15mg/L；失活剂为0～10mg/L氯化亚铁或0～10mg/L硫酸亚铁。
[0015]本专利技术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S3包括：
[0016]S31、纳滤分盐：软化浓水进入一级纳滤装置进行纳滤分盐得到纳滤浓水和纳滤产水；
[0017]S32、浓缩及后续处理：纳滤浓水和纳滤产水分别浓缩后进入后续处理系统继续处理，后续处理系统为双极膜离子交换装置或者MVR蒸发器；
[0018]双极膜离子交换装置用于通过双极膜裂解H2O和电驱离子交换获得可回用的酸液和碱液，MVR蒸发器用于通过蒸发结晶获得可回用结晶盐。
[0019]本专利技术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，包括以下步骤：
[0020]S1、预处理：含盐矿井水经去除悬浮物处理后得到预处理矿井水，去除悬浮物处理为絮凝沉淀或絮凝沉淀+超滤；
[0021]S2、中空纤维纳滤膜除盐：预处理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，可溶性一价或二价无机盐包括MgSO4、Na2SO4、MgCl2和NaCl；
[0022]S3、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及化学诱导结晶除盐，化学诱导结晶的出水循环回流继续进行反渗透浓缩和化学诱导结晶，逐步浓缩后得到浓缩液，反渗透浓缩的产水回用；
[0023]S4、除杂：浓缩液经除氨氮、除COD、除絮凝除杂后得到除杂水；
[0024]S5、纳滤：除杂水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经分别浓缩后进入双极膜离子交换装置进行离子交换并获得可回用的酸液和碱液，或者纳滤浓水和产水经分别浓缩后进入MVR蒸发器蒸发结晶得到结晶盐。
[0025]本专利技术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，包括以下步骤：
[0026]S1、预处理：含盐矿井水依次进入调节池、V型滤池和一级超滤装置去除悬浮物后得到预处理矿井水；
[0027]S2、中空纤维纳滤膜除盐：预处理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；
[0028]S3、浓缩：中空纤维纳滤膜浓水依次经高密度沉淀池和二级超滤装置软化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，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粒子附着在晶种表面形成晶体排出，同时得到化学诱导结晶出水；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渗透压极限后，水箱中的剩余部分化学诱导结晶出水即为浓缩液；
[0029]S4、除杂：浓缩液依次经树脂软化装置、四级反渗透装置、氨氮反应池、高密度沉淀池、臭氧反应池、臭氧出水池、活性炭过滤器和三级超滤装置浓缩去氨氮絮凝除杂浓缩后得到除杂水；
[0030]S5、纳滤：除杂水进入一级纳滤装置进行纳滤分盐得到纳滤浓水和纳滤产水，纳滤浓水经二级反渗透装置、纳滤产水经三级反渗透装置分别浓缩后进入后续处理系统继续处理，后续处理系统为双极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含盐矿井水高效复用的资源化处理方法，其特征在于：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(1)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，所述中空纤维纳滤膜产水回用；S2、浓缩：所述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，所述化学诱导结晶的出水继续进行反渗透浓缩循环处理，逐步浓缩后得到浓缩液，所述反渗透浓缩的产水回用；S3、纳滤：将所述浓缩液进行纳滤分盐得到纳滤浓水和纳滤产水，所述纳滤浓水和所述纳滤产水分别经浓缩后进入后续处理系统(2)继续处理得到可回用的资源。2.根据权利要求1所述的一种含盐矿井水高效复用的资源化处理方法，其特征在于：步骤S2包括：S21、浓缩：将所述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(3)浓缩得到一级反渗透浓水和一级反渗透产水，所述一级反渗透产水回用；S22、化学诱导结晶除盐：所述一级反渗透浓水进入化学诱导结晶系统(4)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：所述化学诱导结晶出水进入水箱(5)缓存，部分所述化学诱导结晶出水从所述水箱(5)流出与所述中空纤维纳滤膜产水混合后循环回流至所述一级反渗透装置(3)及所述化学诱导结晶系统(4)浓缩除盐，直至达到所述一级反渗透装置(3)的渗透压极限后停止回流，所述水箱(5)中的剩余部分所述化学诱导结晶出水即为所述浓缩液。3.根据权利要求2所述的一种含盐矿井水高效复用的资源化处理方法，其特征在于：步骤S22中，所述化学诱导结晶系统(4)的进水管中添加pH调节剂；步骤S23中，所述水箱(5)的出水管中添加膜系统阴极型阻垢缓蚀剂和失活剂；所述膜系统阴极型阻垢缓蚀剂为质量百分比5％～50％的固体或液体PFC，投加量为以有效成分计0～15mg/L；所述失活剂为0～10mg/L氯化亚铁或0～10mg/L硫酸亚铁。4.根据权利要求1所述的一种含盐矿井水高效复用的资源化处理方法，其特征在于：步骤S3包括：S31、纳滤分盐：所述软化浓水进入一级纳滤装置(6)进行纳滤分盐得到纳滤浓水和纳滤产水；S32、浓缩及后续处理：所述纳滤浓水和所述纳滤产水分别浓缩后进入所述后续处理系统(2)继续处理，所述后续处理系统(2)为双极膜离子交换装置(2A)或者MVR蒸发器(2B)；所述双极膜离子交换装置(2A)用于通过双极膜裂解H2O和电驱离子交换获得可回用的酸液和碱液，所述MVR蒸发器(2B)用于通过蒸发结晶获得可回用结晶盐。5.根据权利要求1所述的一种含盐矿井水高效复用的资源化处理方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、预处理：所述含盐矿井水经去除悬浮物处理后得到预处理矿井水，所述去除悬浮物处理为絮凝沉淀或絮凝沉淀+超滤；S2、中空纤维纳滤膜除盐：所述预处理矿井水进入所述中空纤维纳滤膜装置(1)在0.1MPa
‑
5MPa的压力下截留所述可溶性一价或二价无机盐，得到所述中空纤维纳滤膜产水
和所述中空纤维纳滤膜浓水，所述中空纤维纳滤膜产水回用，所述可溶性一价或二价无机盐包括MgSO4、Na2SO4、MgCl2和NaCl；S3、浓缩：所述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所述反渗透浓缩及所述化学诱导结晶除盐，所述化学诱导结晶的出水循环回流继续进行所述反渗透浓缩和所述化学诱导结晶，逐步浓缩后得到所述浓缩液，所述反渗透浓缩的产水回用；S4、除杂：所述浓缩液经除氨氮、除COD、絮凝除杂后得到除杂水；S5、纳滤：所述除杂水进行纳滤分盐得到所述纳滤浓水和所述纳滤产水，所述纳滤浓水和所述纳滤产水经分别浓缩后进入双极膜离子交换装置(2A)进行离子交换并获得可回用的酸液和碱液，或者所述纳滤浓水和产水经分别浓缩后进入MVR蒸发器(2B)蒸发结晶得到结晶盐。6.根据权利要求5所述的一种含盐矿井水高效复用的资源化处理方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、预处理：所述含盐矿井水依次进入调节池(9)、V型滤池(10)和一级超滤装置(11)去除悬浮物后得到所述预处理矿井水；S2、中空纤维纳滤膜除盐：所述预处理矿井水进入所述中空纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆梦楠，赵焰，张玉魁，郭旭涛，孙斌，范鑫帝，陈雪，苏双青，徐志清，李泽，
申请(专利权)人：国能朗新明环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：