【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及废水处理，具体涉及一种高矿化度矿井水零排放系统及其方法。
技术介绍
1、高矿化矿井水含盐量通常大于1000mg/l，若直接排放将对矿区周边环境造成不利影响，同时国家要求日趋严格：矿井水在充分利用后确需外排的，水质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，且含盐量不得超过1000mg/l。因此，高矿化度矿井水零排放势在必行，然而在零排放系统中势必存在盐浓缩工段，其浓缩液浓度可能会达到100,000mg/l甚至更高。如若能源角度考虑，如此高盐度的浓缩液蕴含着3倍于海水的盐差能，若能有效利用，将大幅降低盐浓缩工段的能耗。另外，高温有利于提升盐差能的利用效率及利用量，且西部矿区蕴藏着丰富的地热资源，若能有效结合在一起，利用地热尾热及盐差能等可再生能源同步驱动，将实现高矿化度矿井水零排放向低碳化迈进。
2、常规的矿井水零排放资源化系统包括预处理单元、纳滤分盐单元、反渗透浓缩单元、高压浓缩单元(碟管式反渗透等)、蒸发单元等，在实现废水零排放的同时，实现氯化钠等副产盐的资源化利用。但其中的能源供应还是依赖于传统的电力工艺模式，未大幅利用可再生能源工艺，且不可避免地存在浓缩能耗高的问题，尽管后续浓盐水的蒸发结晶可实现废液零排放，但是回收的杂盐经济价值低且属于危固废，仍未实现真正的绿色生产。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种高矿化度矿井水零排放系统及其方法，采用可再生能源驱动，通过将压力延迟渗透及双循环地热发电引入到常规高矿化度
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种高矿化度矿井水零排放系统，包括：
3、第一压力交换单元，用于待处理矿井原水进入以实现水力压力的提升，得到增压后矿井原水；
4、反渗透脱盐浓缩单元，用于所述增压后矿井原水进入以实现高度浓缩，得到ro产水和高压ro浓缩液；
5、第一热能交换单元，用于所述ro产水和源自外界的高温地热蒸汽进入并进行热能交换，得到高温蒸汽和低温地热采水；
6、第二压力交换单元，用于高压ro浓缩液进入以实现压力交换，得到减压后ro浓缩液；
7、第二热能交换单元，用于所述低温地热采水和源自外界的低温污水进入并进行热能交换，得到温度提升的污水和常温地热采水；
8、压力延迟渗透单元，用于所述温度提升的污水和减压后ro浓缩液进入以实现盐产能向机械能的转化，得到稀释后ro浓缩液和浓缩后污水，所述稀释后ro浓缩液进入第一压力交换单元，释放压力得到常压ro浓缩液；
9、双极膜电渗析单元，用于所述常压ro浓缩液进入以进行电渗析，得到酸、碱及低盐料液。
10、根据本专利技术的系统，还包括蒸汽发电单元，用于所述高温蒸汽进入以实现热能向电能的转化。
11、根据本专利技术的系统，所述第二热能交换单元得到的常温地热采水进入第一热能交换单元进行热能交换。
12、根据本专利技术的系统，所述低温污水为市政污水或厂区生活污水。
13、本专利技术另一方面还提供了一种高矿化度矿井水零排放方法，包括如下步骤：
14、将待处理矿井原水输入第一压力交换单元，以实现水力压力的提升，得到增压后矿井原水；
15、将所述增压后矿井原水输入反渗透脱盐浓缩单元，以实现高度浓缩，得到ro产水和高压ro浓缩液；
16、将所述ro产水和源自外界的高温地热蒸汽输入第一热能交换单元并进行热能交换，得到高温蒸汽和低温地热采水；
17、将高压ro浓缩液输入第二压力交换单元，以实现压力交换，得到减压后ro浓缩液；
18、将所述低温地热采水和源自外界的低温污水输入第二热能交换单元并进行热能交换，得到温度提升的污水和常温地热采水；
19、将所述温度提升的污水和减压后ro浓缩液输入压力延迟渗透单元以实现盐产能向机械能的转化，得到稀释后ro浓缩液和浓缩后污水，所述稀释后ro浓缩液进入第一压力交换单元，释放压力得到常压ro浓缩液；
20、将所述常压ro浓缩液输入双极膜电渗析单元进行电渗析，得到酸、碱及低盐料液。
21、根据本专利技术的方法，所述酸和碱应用于反渗透脱盐浓缩单元的预处理工段；和/或，所述低盐料液引入反渗透脱盐浓缩单元中的低压段反渗透膜组件进行深度脱盐，产水作为蒸汽发电单元的用水
22、根据本专利技术的方法，将所述高温蒸汽输入蒸汽发电单元以实现热能向电能的转化。
23、根据本专利技术的方法，所述第二热能交换单元得到的常温地热采水进入第一热能交换单元进行热能交换。
24、根据本专利技术的方法，所述高压ro浓缩液中含盐量≥10wt％。
25、根据本专利技术的方法，所述减压后ro浓缩液的压力为40-50bar。
26、本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
27、本专利技术通过将压力延迟渗透单元作为盐产能提取模块及将双循环地热发电模块(即第一热能交换单元、第二热能交换单元及蒸汽发电单元)作为地热能提取模块，并且利用双极膜电渗析单元将浓缩矿井水进行酸碱生产，实现杂盐的资源化处置。其中，压力延迟渗透单元可以将反渗透脱盐浓缩单元中的高盐度浓缩液蕴藏的盐产能转化成可高效利用的机械能，大幅降低反渗透脱盐浓缩单元的能量输入。第二，在热电转化后剩余的低品质尾热(<100℃)可进入压力延迟渗透单元用于提升盐产能提取效率，实现热能对盐产能向机械能转化的加强效应。第三，经过稀释后的常压ro浓缩液进入双极膜电渗析单元，由于含盐量的下降，双极膜电渗析单元中脱盐室产水能耗下降，可进入反渗透脱盐浓缩单元中的反渗透膜组件中，无需再进入预处理工段，进行纯水生产；同时，生产的酸、碱可以用于反渗透脱盐浓缩单元中的预处理工段，在盐减量的同时，实现物质的有效用的循环。
28、综上，本专利技术系统及方法可利用可再生能源供应，大幅降低能源消耗及二氧化碳排放；可产出酸碱产品，用于流程预处理，实现物料的绿色循环；可有效减少副产盐产量，降低企业对杂盐的处理成本。
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1.一种高矿化度矿井水零排放系统，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的高矿化度矿井水零排放系统，其特征在于：还包括蒸汽发电单元，用于所述高温蒸汽进入以实现热能向电能的转化。
3.根据权利要求1或2所述的高矿化度矿井水零排放系统，其特征在于：所述第二热能交换单元得到的常温地热采水进入第一热能交换单元进行热能交换。
4.根据权利要求1-3任一项所述的高矿化度矿井水零排放系统，其特征在于：所述低温污水为市政污水或厂区生活污水。
5.一种高矿化度矿井水零排放方法，其特征在于：包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述高矿化度矿井水零排放方法，其特征在于：所述酸和碱应用于反渗透脱盐浓缩单元的预处理工段；和/或，所述低盐料液引入反渗透脱盐浓缩单元中的低压段反渗透膜组件进行深度脱盐，产水作为蒸汽发电单元的用水。
7.根据权利要求5所述高矿化度矿井水零排放方法，其特征在于：将所述高温蒸汽输入蒸汽发电单元以实现热能向电能的转化。
8.根据权利要求5-7任一项所述高矿化度矿井水零排放方法，其特征在于：所述第二热能
9.根据权利要求5所述高矿化度矿井水零排放方法，其特征在于：所述高压RO浓缩液中含盐量≥10wt％。
10.根据权利要求5或9所述高矿化度矿井水零排放方法，其特征在于：所述减压后RO浓缩液的压力为40-50bar。
...【技术特征摘要】
1.一种高矿化度矿井水零排放系统，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的高矿化度矿井水零排放系统，其特征在于：还包括蒸汽发电单元，用于所述高温蒸汽进入以实现热能向电能的转化。
3.根据权利要求1或2所述的高矿化度矿井水零排放系统，其特征在于：所述第二热能交换单元得到的常温地热采水进入第一热能交换单元进行热能交换。
4.根据权利要求1-3任一项所述的高矿化度矿井水零排放系统，其特征在于：所述低温污水为市政污水或厂区生活污水。
5.一种高矿化度矿井水零排放方法，其特征在于：包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述高矿化度矿井水零排放方法，其特征在于：所述酸和碱应用于反渗透脱盐浓缩单...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘兆峰，郭强，蒋斌斌，王霄，唐佳伟，张海琴，李井峰，
申请(专利权)人：国能神东煤炭集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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