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工业膜设备

矿井水处理设备

矿井水处理设备
矿井水处理设备 矿井水处理设备
    据统计我国40%的矿区严重缺水,已制约了煤炭生产的发展。西北矿区多处于山区,水资源更为缺乏,地表水又多为间歇性河流,枯洪水季节流量相当悬殊,常年流量稀释能力差,排入河流的污水造成严重污染。甘肃华亭矿区是我国十三个重要能源基地之一,上世纪八十年代,拥有很好的水生态环境,水资源较充沛,地表水系水质也较好,基本上保证了当地居民的正常生活和工农业生产用水。但

详细描述

    据统计我国40%的矿区严重缺水,已制约了煤炭生产的发展。西北矿区多处于山区,水资源更为缺乏,地表水又多为间歇性河流,枯洪水季节流量相当悬殊,常年流量稀释能力差,排入河流的污水造成严重污染。甘肃华亭矿区是我国十三个重要能源基地之一,上世纪八十年代,拥有很好的水生态环境,水资源较充沛,地表水系水质也较好,基本上保证了当地居民的正常生活和工农业生产用水。但随着华亭矿区对煤炭资源大规模的开发,地下水严重超采,地下水为大幅下降,地表水系全面污染,五大河流(黄河二级支流泾河)的中下游河段几乎全年都是浊流、黑水。因此,开发、管理、利用好煤矿水资源,对煤炭工业可持续发展具有重要意义。矿井废水经治理后综合利用,对矿区与华亭地区乃至甘肃省经济的发展起到至关重要的作用。

       有些地方的矿井水未被污染的干净地下水。基本符合生活饮用水标准,有的含多种微量元素,可开发为矿泉水。
       这类矿井水水质较好,pH值为中性,低矿化度,不含有毒、有害离子(或者其含量低于生活饮用水标准值),低浊度,基本不含悬浮物,它的各项水质指标均符合国家《生活饮用水卫生标准》(GB5749--1985)。只要在源头妥善截流,通过并下单独布置的排水管道将其排出,稍加处理或消毒,即可回收利用。
    含悬浮物矿井水
    这里所指的含悬浮物矿井水系指除感官性指标和细菌学指标外,其余各项指标均符合生活饮用水卫生标准的矿井水.含悬浮物矿井水的主要污染物来自矿井水流经采掘工作面时带入的煤粒、煤粉、岩粒、岩粉等悬浮物(SS),所以这类水中含有较多固体悬浮物。由于悬浮物中煤粉多呈黑色,故这类矿井水多显灰黑色,并有一定的异味,混浊度也比较高,景观性和感官性都较差。矿井水在井下水仓中自然沉淀了一段时间,较粗的煤、岩颗粒都已被沉淀下来,因而在正常情况下,矿井水中的悬浮物颗粒都是比较细的。矿井水中SS以煤粉为主,颗粒物的平均密度约为1.3~1.5g/cm3,仅为泥砂类密度的1/2。而且煤属于有机物质,具有一定的疏水性,不容易被水包覆,均为导致难以自然沉淀的原因。含悬浮物矿井水的另一个水质特征是细菌含量较多,主要来自井下工人的生活、生产活动,所以消毒杀菌在矿井水处理中是非常必要的。
    高矿化度矿井水
    高矿化度矿井水是指溶解性总固体(含盐量)大于1000mg/L的矿井水。这一类水主要分布在西北地区、黄淮海平原和东北、华北部分地区,水中含盐量高而不适宜饮用。这类矿井水的含盐丰要来源于Ca2+、Mg2+、Na+、K+,SO2-、HCO-、C1-等离予,其硬度往往较高,有些矿井水硬度含CaO可达1000mg/L。这类矿井水还含有较高的煤、岩粉等悬浮物,浊度大。因高矿化度矿井水盐含量高,处理工艺除包括混凝、沉淀等工序外,其关键工作是脱盐。
    酸性矿井水
    酸性矿井水是硫铁矿在有氧、有水的条件下氧化彤成的,主要含有Fe2+’、Fe3+、Ca2+、Mg2+,SO2+以及其他金属离了,如A13+,Zn2+.Mn2+,cu2+等。游离的硫酸极少,可以忽略不计。酸性矿井水的主要指标是pH值、酸度、Fe2+等。水质pH值小于5.5,当开采含硫高的煤层时,硫化物受到氧化与升华作用产生硫酸,而使水呈酸性。目前酸性水一般处理后达标排放或回用于一些对水质要求较低的工业用水。
    含特殊污染物矿井水
    系指水中放射性指标或毒理学指标(如重金属、氟、砷等)超过国家饮用水卫生标准的矿井水。这类矿井水主要指含氟矿井水、含微量有毒有害元素矿井水、含放射性元素矿井水或油类矿井水。
目前,我国的东北、华北北部、淮南等矿区有些矿井水含铁、锰离子较多,同时还含有少量的重金属离予,大部分均超过我国生活饮用水所规定标准值。重金属不能被生物降解为无害物,无论采用何种方法处理重金属废水,都不能分解破坏重金属,而只能转移其存在的未知、物理和化学形态。我国绝大部分煤矿矿井水中均含有一定量的氟,但含量一般比较低,很少超过我国工业废水所允许最高排放浓度(10rag/L)的矿井水。产生含氟矿井水的条件比较复杂,通常认为主要受地理环境、地质构造等因素的影响。考虑到处理技术和成本,目前对含氟矿井水处理一般是处理到符合排放标准即可,很少将含氟矿井水用作生活水源。
 
设备参数
矿井废水由井下排水泵提升至灌浆水池,部分用于黄泥灌浆,其余废水自流进入曝气池,气浮除油后进入斜板沉淀池进行初步沉淀,由提升泵提升进入混凝沉淀设备,同时加入混凝剂,经过斜管沉淀后,将絮状物沉淀到底部而被去除,清水从上部溢流出水自流进入砂滤罐,出水自流进入清水池,清水池前投加二氧化氯进行杀菌消毒。砂滤罐的反冲冼水自流进入污泥池,上清液自流进入曝气池,以提高矿井废水资源的利用率。出水若用作生活用水,则砂滤罐出水进入活性炭吸附装置处理后流入清水池用作生活用水。
工艺配置

矿井废水处理回用工艺的比较

矿井废水处理回用工艺的比较,煤矿矿井废水处理回用的综合运行费用为:2.185-2.465元/吨。其中膜法的处理费用最低为:2.185元/吨。这样的价格对干旱缺水的西北地区是很有吸引力的。

1、污水废水资源化技术及应用简介
   水环境质量的严重恶化和经济的高速发展,迫切要求有相应的污水废水资源化的技术。在这一领域中膜分离技术占有重要的位置和作用。膜分离作为一项高新技术在近40年来迅速发展成为产业化的高效节能分离技术过程。40多年,电渗析、反渗透微滤超滤纳滤、渗透汽化,膜接触和膜反应过程相继发展起来,在能源、电子、石化、医药卫生、化工、轻工、食品、饮料行业和日常生活及环保领域等均获得广泛的应用,产生了显著的经济和社会效益。社会的需求使膜技术应允而生,也是社会的需求促使膜技术迅速发展,使膜技术不断创新、技术进步,完善,成为单元操作,成为集成过程中的关键。

1.1连续膜过滤技术(CMC)

    中空纤维膜由于比表面积大,膜组件的装填密度大,所以设备紧凑;这种膜因纺制而成,工艺简单,所以生产成本一般低于其它的膜:由于没有支撑层均可以反向清洗,特别是一些耐污染性好,对氧化性清洗剂耐受性好的膜的出现,使得在大规模的污水处理工程中,中空纤维膜的应用有独特的优势。
    CMF技术的核心是高抗污染膜以及与之相配合的膜清洗技术,可以实现对膜的不停机在线清洗清洗,从而做到对料液不间断连续处理,保证设备的连续高效运行。

    CMF目前主要用于大型城市污水处理厂二沉池生水的深度处理回用,海水淡化或大型反渗透系统的预处理。地表水地下水净化、饮料澄清除浊等。

1.2膜生物反应器(MBR)

    膜生物反应器是膜分离技术和生物技术结合的新工艺。用在污水废水处理领域,利用膜件进行固液分离,截留的污泥或杂质回流至(或保留)在生物反应器中,处理的清水透过膜排水,构成了污水处理的膜生物反应器系统,膜组件的作用相当于传统污水生物处理系统中的二沉池。

    MBR中使用的膜有平板膜、管式膜和中空纤维膜,目前主要以中空纤维膜为主。
    生活污水经MBR处理后,生水水源已达到很高的水标准。此方法不仅限于处理生活污水,MBR技术也广泛地用于染色废水,洗毛废水、肉类加工污水等水处理系统。MBR系统的另一个特点是规模可大可小,小装置可用于一个家庭,大型装置日处理量可达数万立方米。

1.3反渗透技术(RO)

    反渗透技术是20世纪60年代初发展起来的以压力为驱动力的膜分离技术。该技术是从海水、苦咸水淡化而发展起来的,通常称为“淡化技术”。由于反渗透技术具有无相变,组件化、流程简单,操作方便,占面积小、投资少,耗能低等优点,发展十分迅速。RO技术已广泛用于海水、苦咸水淡化,纯水、超纯水制备,化工分离、浓缩、提纯,废水资源化等领域。工程遍布电力、电子、化工、轻工、煤炭、环保、医药、食品等行业。
    废水资源化是有开发增量淡水资源与保护环境双重目的。无机系列废水处理与海水苦咸水淡化采用同类装并具有较多共性工艺技术。RO可使废液中的铜、铅、汞、镍、锑、铍、砷、铬、硒、铵、锌等离子脱除除90-99%。
    目前,反渗透技术在城市污水深度处理,一些工业废水深度处理方面的应用受到了高度重视,包括中水回用,污水处理厂二级出水的深度处理,经初级处理后的工业废水深度处理制取优质淡水。中东不少缺水国家,在大量采用反渗透海水淡化技术的同时,引入反渗透技技术处理二级污水,出水水质可达TDS ≤80mg/L,扩大了淡水资源。如中东地区、澳大利亚、新加坡等国都有这方面的大型工程实例。

1.4集成膜过程污水深度处理方法

    集成膜过程是将超滤/微滤与反渗透(或纳滤)结合使用,形成能够满足各咱回用目的的污水深度处理工艺。超滤、微滤可以作为独立的高级三级处理方法,也是反渗透过程理想的预处理工艺,抗污染能力强、性能优越的超滤、微滤单元代替了复杂的传统处理工艺,而且出水品质远高于三级出水指标,不但完全可以去除污水中的细菌和悬浮物,对COD、BOD也有一定的却除效果。在超滤、微滤之后使用的反渗透膜,其清洗周期由采用传统预处理工艺的3-4周增加到半年以上,膜寿命可延长到达-6年。膜集成污水再生工艺具有系统稳定、维护少、占地小、化学品用量少、流程简单和运行费用低等优点。

    新一代中空纤维超滤(微滤)膜与传统产品相比,具有机械强度高、抗氧化、抗污染、高通量等特点,在运行工艺上,采用了低压操作、反冲清洗、气水冲洗等新技术,使得超滤膜装置能够在污染倾向极强的污水介质中保持稳定的性能,超滤膜的使用范围因此扩展到了能适应于多种复杂的介质环境,同时大大扩展了反渗透技术的应用范围,新一代的超滤膜及其系统应用技术的应用范围,新一代的超滤膜及其系统应用技术将膜技术带到了一个全新的时代,彻底改变了膜法水处理技术必须依托于复杂、精细的预处理系统的形象,使膜技术应用于二级出水、三级出水以及多种原废水等许多复杂的水质体系的深度处理。

1.5 传统处理方法

    传统污水三级处理工艺,主要的工艺单元有石灰澄清、重碳酸化、絮凝、沉降、过滤和气浮等。根据具体污水排入物质的成分的不同,处理方式有所差异。传统处理工艺存在着工艺复杂、水利用率低、化学品消耗量大的弊病,而且由于无法彻底去除生物絮体及胶体物质,致使清洗频繁,影响了出水水质。

2 、矿井废水处理回用工艺比较

序号          方案1                         方案2                         方案3           
设备 (常规预处理+RO工艺)           (盘式过滤器+RO工艺)         (UF+RO膜组合工艺) 
1          混凝剂加药装置              混凝剂加药装置                 混凝剂加药装置  
2         次氯酸钠加药装置            次氯酸钠加药装置               次氯酸钠加药装置 
3          还原剂加药装置              还原剂加药装置                 还原剂加药装置  
4             加酸装置                    加酸装置                       加酸装置  
5          阻垢剂加药装置               阻垢剂加药装置                 阻垢剂加药装置  
6         膜杀菌剂加药装置             膜杀菌剂加药装置               全自动盘式过滤器  
7           多介质过滤器                  综合净水器                   全自动超滤装置  
8           活性碳过滤器               全自动盘式过滤器                 保安过滤器  
9            保安过滤器                  活性碳过滤器                     高压泵  
10              高压泵                    保安过滤器                     反渗透装置  
11            反渗透装置                    高压泵                        清洗装置  
12            清洗装置                     反渗透装置                     控制系统  
13            控制系统                     清洗装置     
14            控制系统    

3、矿井废水处理回用工艺经济分析比较

序号       项目                               方案1 (元/吨)    方案2 (元/吨)      方案3 (元/吨) 
1     反渗透膜组件的更换费用        0.38                      0.19              0.38  
2     超滤膜组件的更换费用            0.13     
3         耗电量                                     0.63                     0.63              0.63  
4      混凝剂的费用                             0.12                    0.12              0.12  
5     次氯酸钠的费用                           0.07                   0.07              0.07  
6      还原剂的费用                             0.10                    0.10              0.10  
7      加酸的费用                                 0.02                    0.02              0.02  
8     阻垢剂的费用                             0.375                  0.375             0.375  
9    膜杀菌剂的费用                             0.1                                0.1  
10  反渗透膜清洗酸碱费用                0.01                    0.01              0.01  
11  超滤膜清洗酸碱费用                    0.01     
12     设备折旧费用                             0.37                    0.3               0.31  
13  设备维修保养费用                         0.04                 0.05              0.04  
14     预处理费用                                 0.1                   0.05              0.10  
15  系统操作人工费                             0.1                   0.1               0.1  
16  滤芯的更换费用                            0.05             0.05              0.05  
17  系统总投资                                  116.2万元         111万元           101万元  
18  综合运行费用                                2.465            2.185             2.405 
 

    煤矿矿井水既是一种具有行业特点的污染源,又是一种宝贵的水资源。目前我国很多煤矿一方面严重缺水,另一方面未经处理直接外排,造成大量水资源的浪费,并且污染环境,在相当程度上制约了煤炭生产和矿区经济的可持续发展。因此,将煤矿矿井水处理后作为煤矿工业用水或生活用水,不仅解决了矿区缺水问题,而且充分利用了矿井水水资源,节省了地下水资源,具有明显经济、环境和社会效益。甘肃华亭矿区新柏煤矿矿井水处理技术经过甘肃经纬环境工程技术有限公司多年研究改进,其处理技术在其它煤矿区应用,会有广阔的推广前景。

由煤矿矿井废水处理回用工艺的比较可知:

(1) 煤矿矿井废水处理回用的综合运行费用为:2.185-2.465元/吨。其中膜法的处理费用最低为:2.185元/吨。这样的价格对干旱缺水的西北地区是很有吸引力的。
(2)用膜法处理煤矿矿井废水并回用在技术上是完全可靠的,国内外都有成功经验。
(3)随着工业的快速发展,水资源的污染日益严重,缺水现象会越来越严重,工业废水的回收利用将会提到议事日程。
(4)从环境保护方面讲,对矿井废水进行回收再利用具有非常重要的环境意义。
(5)对矿井废水进行回收再利用,不但可以减少废水排放量,又可以使废水资源化,应该说,它是一种水资源再生的希望方法,也是我国实现水资源可持续利用的有效途径之一。
(6)膜法处理煤矿矿井废水并回用,不但在技术上和经济上都是可行的,经济和环境效益都非常显著。

图片关键词

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主要用于大型工业生产,如:
★淀粉糖、果糖、低聚糖、木糖膜纯化过滤工艺
★动植物提取液、发酵液、结晶母液膜浓缩工艺
★色素、多肽、氨基酸、酶制剂膜澄清浓缩工艺
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点击次数:  更新时间:2016-07-16 09:57:20  【打印此页】  【关闭