超濾-反滲透雙膜法在礦井水處理中的應(yīng)用

超濾-反滲透雙膜法在礦井水處理中的應(yīng)用

超濾-反滲透雙膜法工藝系統(tǒng)在礦井水處理系統(tǒng)的應(yīng)用煤炭作為中國的主要能源之一，在我國經(jīng)濟和社會發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，預(yù)計未來不久，煤炭仍將成為中國能源結(jié)構(gòu)的主要趨勢。在煤炭生產(chǎn)的過程中伴隨著礦井水的排放，據(jù)統(tǒng)計表明我國煤礦每年實際排水量可達75億m而針對北方地區(qū)的煤礦而言，其礦井水屬于高礦化度的特點，需在常規(guī)回收工藝后對其采用超濾-反滲透工藝進行深度處理。本文將主要研究超濾-反滲透雙膜法在礦井水處理系統(tǒng)的應(yīng)用。具體闡述如下。1超濾處理雙膜法的總結(jié)1.1級處理工藝超濾-反滲透雙膜法為礦井水處理的深度處理工藝。目前，大部分國家對污水處理的分為三個級別。我國針對煤礦礦井水的處理僅僅達到二級處理的標準。二級處理的主要目的是去除礦井水中的懸浮物、有機物、氮以及磷等營養(yǎng)雙膜法為超濾技術(shù)和反滲透技術(shù)的聯(lián)合，該工藝能夠充分發(fā)揮各種膜的效果，達到更佳的回收效率。其中，超濾作為反滲透的預(yù)處理工藝，具有抗污染能力強、工藝流程簡單等優(yōu)勢。超濾技術(shù)不能夠去除礦井水中的細菌和懸浮物，還能在一定程度上去除礦井水中的COD和BOD；反滲透技術(shù)能夠有效縮短處理工藝周期，可延長膜的使用壽命1.2雙膜法的過程和描述1.2.1水資源處理雙膜法是對礦井水的深度處理，首先需采用傳統(tǒng)方式對礦井水資源進行處理，在此基礎(chǔ)上采用預(yù)處理裝置，最后采用超濾-反滲透雙膜法進行深度處理。經(jīng)相關(guān)理論可知，基于超濾-發(fā)滲透雙膜法處理后的礦井水可達到生活用水的標準。1.2.2超濾技術(shù)的應(yīng)用超濾-反滲透雙膜工藝包含超濾、反滲透以及處理三個系統(tǒng)。其中，超濾系統(tǒng)的核心為超濾膜，基于超濾膜和外界推力的作用下能夠?qū)崿F(xiàn)將水、小的溶質(zhì)可以與膠體、顆粒以及分子量相對高的物質(zhì)分離反滲透系統(tǒng)所采用的是孔徑更小的膜，能夠?qū)⒔?jīng)超濾處理后水中的溶解性鹽和分子量大于100的有機物分離。反滲透原理如第112頁圖2所示。2試驗裝置設(shè)計為驗證超濾法滲透工藝對礦井水的回收效率，本文在采集煤礦現(xiàn)場數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上搭建相關(guān)的試驗裝置。該試驗裝置的相關(guān)參數(shù)如下。本次試驗所設(shè)計的礦井水的進水流量為200L/h，出水流量為20L/h。為驗證采用不同膜對礦井水的回收效率。本文將采用進口膜和國產(chǎn)膜分貝應(yīng)用于所設(shè)計的試驗裝置中。國產(chǎn)膜和進口膜的相關(guān)參數(shù)對比如表1、表2所示。該試驗裝置對礦井水進行深度處理的工藝流程如圖3所示。礦井水由進水口進入砂濾罐中經(jīng)過預(yù)過濾后，進入超濾裝置中，經(jīng)超濾裝置處理后的濃縮水直接排放后進入緩沖水箱。反滲透裝置中的水泵將緩沖水箱中的污水抽入反滲透裝置對其進行凈化處理，并將反滲透淡水和反滲透濃縮水進行分離排放3試驗結(jié)果的分析本次試驗分別對礦井污水的濁度、電導(dǎo)率、COD以及重金屬離子的去除效果進行驗證。3.1超濾-反滲透雙膜法工藝超濾-反滲透雙膜法對礦井水濁度的處理效果如圖4所示。分析圖4可知，隨著超濾-反滲透雙膜處理的工藝的進行能夠?qū)⒌V井水的濁度降低50%，且經(jīng)超濾膜處理后濃縮水的濁度穩(wěn)定，適合反滲透系統(tǒng)所要求的濁度指標。此外，若經(jīng)超濾膜處理后礦井污水的濁度不滿足反滲透的要求，應(yīng)加入適量的絮凝劑進行處理。3.2超濾和反滲透技術(shù)對電導(dǎo)率的影響超濾-反滲透雙膜法對礦井水電導(dǎo)率的處理效果如圖5所示。如圖5所示，采用超濾技術(shù)僅能夠?qū)⒌V井水的電導(dǎo)率下降1.46%；而采用反滲透技術(shù)能夠?qū)⒌V井水的電導(dǎo)率下降97.35%。綜上所述，采用超濾-反滲透雙膜法能夠?qū)⒌V井水的電導(dǎo)率降低97.44%。3.3中氨氮含量質(zhì)量濃度超濾-反滲透雙膜法對氨氮的處理效果如圖6所示。如圖6所示，超濾膜能夠?qū)⒌V井水中氨氮含量（質(zhì)量濃度）由最初的0.0325mg/L將低為0.01mg/L，處理效果為20%；反滲透膜能夠?qū)⒌V井水中的氨氮含量去除53%。經(jīng)現(xiàn)場核算，采用超濾-雙膜法能夠?qū)ΦV井水中氨氮的處理效果達到63%，并未達到最佳的處理效果。4礦井水處理技術(shù)展望煤炭的生產(chǎn)過程中伴隨著礦井水的產(chǎn)生，礦井水的排放在一定程度上造成了水資源的浪費和流失。因此，在新形勢下應(yīng)加強對煤礦生產(chǎn)過程中礦井水的回收。超濾-發(fā)滲透雙膜法作為對礦井水深度處理的關(guān)鍵技術(shù)，不同的超濾膜和發(fā)