一种面向零排放的高盐高氟矿井水净化系统及工艺技术方案

本发明专利技术提供了一种面向零排放的高盐高氟矿井水净化系统和工艺，该工艺以粉煤灰、混合酸液和碱液为原料，制得酸性混合物和碱性滤液，将酸性混合物作为除氟剂，将碱性滤液作为絮凝剂，采用本发明专利技术的面向零排放的高盐高氟矿井水净化系统制得混合净出水。本发明专利技术的面向零排放的高盐高氟矿井水净化系统和工艺，采用双极膜装置制备混合酸液和碱液，采用滤液

【技术实现步骤摘要】
一种面向零排放的高盐高氟矿井水净化系统及工艺


[0001]本专利技术属于水质净水
，涉及净水工艺和系统，具体涉及一种面向零排放的高盐高氟矿井水净化系统及工艺。

技术介绍

[0002]高盐含氟矿井水在我国煤矿区普遍存在，部分矿区矿井水矿化度在1000mg/L
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2000mg/L之间，氟化物含量在1.0mg/L
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8mg/L之间，关于进一步加强煤炭资源开发环境影响评价管理的通知要求含盐量不得超过1000mg/L，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，为了能够达到满足相关标准，需要采用药剂法或膜法将氟化物降低至1mg/L以下，同时采用零排放工艺将矿化度降低至1000mg/L。
[0003]除氟工艺容易引入大量化学药剂，零排放工艺需要酸碱去除钙镁调节pH等，据报道矿井水零排放中引入的含盐量高于原水含盐量的30％及以上，同时，由于杂盐处理成本高，需要进行分盐结晶处理整体工艺成本高，产品氯化钠和硫酸钠经济价值低，对企业而言负担较重。因此，改进现有的矿井水工艺路线，在少加或者不加药剂以实现零排放的同时，还能做到杂盐增值利用成为一个亟待解决的难题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的缺陷和不足，本专利技术的目的在于，提供一种面向零排放的高盐高氟矿井水净化系统及工艺，解决现有技术中矿井水工艺难以同时实现高效净水和零排放的技术问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
[0006]一种面向零排放的高盐高氟矿井水净化系统，包括进水管道，进水管道的出水端与双极膜装置的第一进水端相连通，所述的双极膜装置的出碱液端与滤液
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混合物制备装置的进碱液端相连通，双极膜装置的出酸液端与滤液
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混合物制备装置的进酸液端相连通；所述的滤液
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混合物制备装置的出碱液端与高密池的进液端相连通，滤液
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混合物制备装置的出混合物端与膜混凝反应器的进混合物端相连通；
[0007]所述的高密池的进水端与进水调节池相连通，高密池的出水端与膜混凝反应器的进水端相连通，所述的膜混凝反应器的出水端与脱碳器的进水端相连通，所述的脱碳器的出水端与去离子脱盐装置的进水端相连通，所述的去离子脱盐装置的第一出水端与混合净出水管道相连通；
[0008]所述的滤液
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混合物制备装置包括进酸液端与双极膜装置出酸液端相连通的粉煤灰搅拌池，粉煤灰搅拌池的出混合物端与一级固液分离塔的进混合物端相连通，一级固液分离塔的出液端与二级滤渣混合池的进滤液端相连通，一级固液分离塔的出滤渣端与一级滤渣混合池的进滤渣端相连通；
[0009]一级滤渣混合池的进碱液端与双极膜装置出碱液端相连通，一级滤渣混合池的出混合物端与二级固液分离塔的进混合物端相连通；所述的二级固液分离塔的出滤渣端与二
级滤渣混合池的进滤渣端相连通，二级固液分离塔的出液端与高密池的进滤液端相连通，二级滤渣混合池的出混合物端与膜混凝反应器的进混合物端相连通；
[0010]所述的去离子脱盐装置包括进水端与脱碳器相连通的苦咸膜装置，所述的苦咸膜装置的第一出水端与混合净出水管道相连通，苦咸膜装置的第二出水端与海淡膜装置的进水端相连通，所述的海淡膜装置的出水端与纳滤膜装置的进水端相连通，所述的纳滤膜装置的第一出水端与混合净出水管道相连通，纳滤膜装置的第二出水端与树脂吸附装置的进水端相连通；所述的树脂吸附装置的出水端与高压反渗透装置的进水端相连通，所述的高压反渗透装置的第一出水端与混合净出水管道相连通。
[0011]本专利技术还具有以下技术特征：
[0012]所述的高压反渗透装置的第二出水端与螯合树脂装置的进水端相连通，所述的螯合树脂装置的出水端与双极膜装置的第二进水端相连通。
[0013]所述的双极膜装置的出淡盐水端与浓缩装置的进水端相连通，所述的浓缩装置的出水端与螯合树脂装置的第二进水端相连通。
[0014]本专利技术还保护一种面向零排放的高盐高氟矿井水净化工艺，该工艺以粉煤灰、混合酸液和碱液为原料，制得酸性混合物和碱性滤液，将酸性混合物作为除氟剂，将碱性滤液作为絮凝剂，采用如上所述的面向零排放的高盐高氟矿井水净化系统制得混合净出水；
[0015]所述的酸性混合物和碱性滤液的制备过程为：
[0016]以粉煤灰和混合酸液为原料，制得粉煤灰酸液混合物，将粉煤灰酸液混合物进行固液分离，制得粉煤灰一次滤渣和酸性滤液；
[0017]以粉煤灰一次滤渣和碱液为原料，制得粉煤灰碱液混合物，将粉煤灰碱液混合物进行固液分离，制得粉煤灰二次滤渣和碱性滤液；
[0018]以粉煤灰二次滤渣和酸性滤液为原料，制得酸性混合物。
[0019]具体的，该工艺包括如下步骤：
[0020]步骤一，制备酸性混合物和碱性滤液；
[0021]步骤1.1，制备混合酸液和碱液；
[0022]步骤1.2，制备粉煤灰一次滤渣和酸性滤液；
[0023]将研磨后的粉煤灰和步骤1.1制得的混合酸液通入至粉煤灰搅拌池中，搅拌均匀后制得粉煤灰酸液混合物；将粉煤灰酸液混合物通入一级固液分离塔中进行固液分离，制得粉煤灰一次滤渣和酸性滤液；
[0024]步骤1.3，制备粉煤灰滤渣和碱性滤液；
[0025]将步骤1.2制得的粉煤灰一次滤渣和步骤1.1制得的碱液通入一级滤渣混合池中，搅拌均匀后制得粉煤灰碱液混合物，将粉煤灰碱液混合物通入二级固液分离塔中进行固液分离，制得粉煤灰二次滤渣和碱性滤液；
[0026]步骤1.4，制备酸性混合物；
[0027]将步骤1.3制得的粉煤灰二次滤渣与步骤1.2制得的酸性滤液通入二级滤渣混合池中，搅拌均匀后制得酸性混合物；
[0028]步骤二，平衡处理和沉淀处理；
[0029]将待处理水通入进水调节池，在进水调节池中进行平衡处理；将步骤三制得的碱性滤液和经过平衡处理后的水通入高密池中，进行沉淀处理；
[0030]步骤三，除氟处理；
[0031]将步骤1.4制得的酸性混合物和步骤二中经过沉淀处理的水通入膜混凝反应器中，进行除氟处理，除氟处理的水力停留时间为0.5h～1.5h；
[0032]步骤四，脱碳处理和去离子处理；
[0033]将步骤三经过除氟处理后的水通入脱碳器中，在脱碳器中进行脱碳处理，将经过脱碳处理后的水依次通入苦咸膜装置、海淡膜装置、纳滤膜装置、树脂吸附装置和高压反渗透装置，进行去离子处理；
[0034]步骤五，制得混合净出水；
[0035]将步骤四中经过苦咸膜装置处理后的水、经过纳滤膜装置处理后的水和经过高压反渗透装置处理后的水一并通入混合净出水管道中，制得混合净出水。
[0036]步骤1.2、步骤1.3和步骤1.4中，所述的搅拌时间均为2.5h。
[0037]具体的，所述的步骤1.1为：采用双极膜装置制备混合酸液和碱液，将NaCl和Na2SO4溶于纯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向零排放的高盐高氟矿井水净化工艺，其特征在于，该工艺以粉煤灰、混合酸液和碱液为原料，制得酸性混合物和碱性滤液，将酸性混合物作为除氟剂，将碱性滤液作为絮凝剂，采用面向零排放的高盐高氟矿井水净化系统制得混合净出水；所述的酸性混合物和碱性滤液的制备过程为：以粉煤灰和混合酸液为原料，制得粉煤灰酸液混合物，将粉煤灰酸液混合物进行固液分离，制得粉煤灰一次滤渣和酸性滤液；以粉煤灰一次滤渣和碱液为原料，制得粉煤灰碱液混合物，将粉煤灰碱液混合物进行固液分离，制得粉煤灰二次滤渣和碱性滤液；以粉煤灰二次滤渣和酸性滤液为原料，制得酸性混合物；所述的面向零排放的高盐高氟矿井水净化系统，包括进水管道(1)，进水管道(1)的出水端与双极膜装置(2)的第一进水端相连通，所述的双极膜装置(2)的出碱液端与滤液
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混合物制备装置(3)的进碱液端相连通，双极膜装置(2)的出酸液端与滤液
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混合物制备装置(3)的进酸液端相连通；所述的滤液
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混合物制备装置(3)的出碱液端与高密池(4)的进液端相连通，滤液
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混合物制备装置(3)的出混合物端与膜混凝反应器(5)的进混合物端相连通；所述的高密池(4)的进水端与进水调节池(6)相连通，高密池(4)的出水端与膜混凝反应器(5)的进水端相连通，所述的膜混凝反应器(5)的出水端与脱碳器(7)的进水端相连通，所述的脱碳器(7)的出水端与去离子脱盐装置(8)的进水端相连通，所述的去离子脱盐装置(8)的第一出水端与混合净出水管道(9)相连通；所述的滤液
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混合物制备装置(3)包括进酸液端与双极膜装置(2)出酸液端相连通的粉煤灰搅拌池(301)，粉煤灰搅拌池(301)的出混合物端与一级固液分离塔(302)的进混合物端相连通，一级固液分离塔(302)的出液端与二级滤渣混合池(303)的进滤液端相连通，一级固液分离塔(302)的出滤渣端与一级滤渣混合池(304)的进滤渣端相连通；一级滤渣混合池(304)的进碱液端与双极膜装置(2)出碱液端相连通，一级滤渣混合池(304)的出混合物端与二级固液分离塔(305)的进混合物端相连通；所述的二级固液分离塔(305)的出滤渣端与二级滤渣混合池(303)的进滤渣端相连通，二级固液分离塔(305)的出液端与高密池(4)的进滤液端相连通，二级滤渣混合池(303)的出混合物端与膜混凝反应器(5)的进混合物端相连通；所述的去离子脱盐装置(8)包括进水端与脱碳器(7)相连通的苦咸膜装置(801)，所述的苦咸膜装置(801)的第一出水端与混合净出水管道(9)相连通，苦咸膜装置(801)的第二出水端与海淡膜装置(802)的进水端相连通，所述的海淡膜装置(802)的出水端与纳滤膜装置(803)的进水端相连通，所述的纳滤膜装置(803)的第一出水端与混合净出水管道(9)相连通，纳滤膜装置(803)的第二出水端与树脂吸附装置(804)的进水端相连通；所述的树脂吸附装置(804)的出水端与高压反渗透装置(805)的进水端相连通，所述的高压反渗透装置(805)的第一出水端与混合净出水管道(9)相连通。2.如权利要求1所述的面向零排放的高盐高氟矿井水净化工艺，其特征在于，该工艺包括如下步骤：步骤一，制备酸性混合物和碱性滤液；步骤1.1，制备混合酸液和碱液；步骤1.2，制备粉煤灰一次滤渣和酸性滤液；
将研磨后的粉煤灰和步骤1.1制得的混合酸液通入至粉煤灰搅拌池(301)中，搅拌均匀后制得粉煤灰酸液混合物；将粉煤灰酸液混合物通入一级固液分离塔(302)中进行固液分离，制得粉煤灰一次滤渣和酸性滤液；步骤1.3，制备粉煤灰滤渣和碱性滤液；将步骤1.2制得的粉煤灰一次滤渣和步骤1.1制得的碱液通入一级滤渣混合池(304)中，搅拌均匀后制得粉煤灰碱液混合物，将粉煤灰碱液混合物通入二级固液分离塔(305)中进行固液分离，制得粉煤灰二次滤渣和碱性滤液；步骤1.4，制备酸性混合物；将步骤1.3制得的粉煤灰二次滤渣与步骤1.2制得的酸性滤液通入二级滤渣混合池(303)中，搅拌均匀后制得酸性混合物；步骤二，平衡处理和沉淀处理；将待处理水通入进水调节池(6)，在进水调节池(6)中进行平衡处理；将步骤三制得的碱性滤液和经过平衡处理后的水通入高密池(4)中，进行沉淀处理；步骤三，除氟处理；将步骤1.4制得的酸性混合物和步骤二中经过沉淀处理的水通入膜混凝反应器(5)中，进行除氟处理，除氟处理的水力停留时间为0.5h～1.5h；步骤四，脱碳处理和去离子处理；将步骤三经过除氟处理后的水通入脱碳器(7)中，在脱碳器(7)中进行脱碳处理，将经过脱碳处理后的水依次通入苦咸膜装置(801)、海淡膜装置(802)、纳滤膜装置(803)、树脂吸附装置(804)和高压反渗透装置(805)，进行去离子处理；步骤五，制得混合净出水；将步骤四中经过苦咸膜装置(801)处理后的水、经过纳滤膜装置(803)处理后的水和经过高压反渗透装置(805)处理后的水一并通入混合净出水管道(9)中，制得混合净出水。3.如权利要求2所述的面向零排放的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张全，王皓，杨建，王晓东，葛光荣，刘基，胡骁，张溪彧，
申请(专利权)人：中煤科工集团西安研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：