(冶金行业)高矿化度水

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高矿化度矿井水处理与回用技术导则

高矿化度矿井水处理与回用技术导则

高矿化度矿井水处理与回用技术导则一、引言高矿化度矿井水处理与回用是矿业领域中的重要课题。

随着矿业开采的不断深入,矿井水中的矿化度越来越高,给环境和生态造成了严重的影响。

因此,开发和应用高效的矿井水处理与回用技术,对于保护环境、节约水资源具有重要意义。

二、矿井水的高矿化度特点矿井水的高矿化度主要表现在以下几个方面: 1. 盐度高:矿井水中含有大量的溶解性盐类,如氯化物、硫酸盐等,导致水体盐度高。

2. 高浊度:矿井水中常常携带有大量的悬浮物和胶体颗粒,导致水体浑浊。

3. 酸碱度极端:矿井水中的酸碱度通常偏酸或偏碱,具有一定的腐蚀性。

三、矿井水处理技术为了有效处理高矿化度矿井水,以下是几种常用的矿井水处理技术:1. 混凝沉淀法混凝沉淀法是将矿井水中的悬浮物和胶体颗粒通过加入混凝剂使其凝聚成较大的颗粒,然后通过沉淀的方式将其从水中分离出来。

常用的混凝剂有聚合氯化铝、聚合硫酸铝等。

2. 离子交换法离子交换法是利用离子交换树脂对矿井水中的溶解性盐类进行吸附和交换,从而降低水体的盐度。

离子交换树脂具有特定的选择性,可以选择性地去除矿井水中的某些离子。

3. 膜分离技术膜分离技术是利用半透膜对矿井水进行过滤和分离的方法。

常用的膜分离技术包括超滤、纳滤和反渗透等。

这些技术可以有效去除矿井水中的悬浮物、胶体颗粒和溶解性盐类。

4. 气浮法气浮法是利用气泡的浮力将矿井水中的悬浮物和胶体颗粒浮起,然后通过表面沉降将其分离出来。

气浮法对于处理高浊度的矿井水具有良好的效果。

四、矿井水回用技术矿井水回用是将经过处理的矿井水重新利用于矿山生产或其他用途的过程。

以下是几种常用的矿井水回用技术:1. 循环冷却系统循环冷却系统是将处理后的矿井水用于冷却设备的循环冷却中。

通过循环利用矿井水,可以节约大量的淡水资源,并减少对环境的影响。

2. 灌溉用水经过适当处理的矿井水可以用于农田灌溉。

矿井水中的一些微量元素对于作物的生长有一定的促进作用,因此可以利用矿井水进行农田灌溉,提高农作物的产量和质量。

西部地区高矿化度矿井水零排放技术进展

西部地区高矿化度矿井水零排放技术进展

西部地区高矿化度矿井水零排放技术进展矿井水的零排放是矿业企业治理水污染、实现可持续发展的重要措施之一。

特别是在西部地区这样高矿化度、高硬度、高凝结度等矿井水品质较为复杂的地区,开展矿井水零排放技术研究就显得尤为重要。

本文将介绍目前西部地区高矿化度矿井水零排放技术的进展情况。

西部地区矿井水的水质特点复杂多样,主要由于地质构造复杂,地下水补给来源不同,水文地质条件差异较大所致。

高矿化度是西部地区矿井水的一个显著特点。

该地区矿井水中的总硬度、碳酸钙、硫酸钠等指标均较高,超标情况比较严重。

此外,由于矿井水与采矿过程中使用的化学药剂接触,污染物质如重金属、有机物等也会被带入矿井水中。

另外,西部地区矿井水的颜色较深,PH值偏低,具有一定的腐蚀性和难降解性。

综合来看,西部地区高矿化度矿井水品质复杂,污染严重,难以直接排放到环境中。

零排放技术的研究现状1.化学沉淀技术化学沉淀技术是目前应用最广泛的一种矿井水处理技术。

它通过添加沉淀剂,将水中的杂质、重金属等物质沉淀下来,从而达到净化矿井水的目的。

石英粉、FeSO4、PAC等常用沉淀剂可有效去除水中悬浮颗粒和污染物。

此外,化学沉淀技术还可与过滤、超滤、反渗透等工艺联合使用,对矿井水进行综合过滤和净化,以达到零排放要求。

2.离子交换技术离子交换技术是利用离子交换树脂对矿井水中特定离子进行去除的技术,其原理与化学沉淀技术不同。

离子交换技术适用于高浓度、高质量的矿井水处理,可以高效去除矿井水中的重金属、放射性核素等,操作简单、稳定,流程直接,处理水量大。

但缺点在于经常需要进行树脂的再生和替换,成本较高。

3.生物处理技术生物处理技术利用生物菌群将有机物质转化为无机物质及二氧化碳和水,是一种较新的矿井水治理方法。

生物处理技术需耗时较长,对温度,PH等条件要求较高,但具有较好的环保效益,并且可将矿井水处理后用于工业生产及农业灌溉等用途。

4.膜技术膜技术是指利用半透膜分离技术对矿井水中的各项成分进行分离,膜分离技术具备分子筛选选择性高、耐高温、高压、抗腐蚀等特点,并且可实现模块化设计,抗污染能力好等优点。

高矿化度矿井水处理与回用技术导则

高矿化度矿井水处理与回用技术导则

高矿化度矿井水处理与回用技术导则高矿化度矿井水处理与回用技术导则随着矿业的发展,矿井水的处理和回用成为了一个重要的问题。

对于高矿化度的矿井水,如何进行有效的处理和回用是一个挑战。

本文将从以下几个方面介绍高矿化度矿井水处理与回用技术导则。

一、高矿化度矿井水的特点高矿化度的矿井水通常具有以下特点:1. 高含盐量:由于地下水经过长期地与岩层接触,吸收了大量的溶解性盐类,导致含盐量较高。

2. 高硬度:硬度是指水中钙、镁离子含量的总和。

由于地下水中钙、镁离子含量较高,因此硬度也相应较高。

3. 高酸碱值:地下水中常常含有大量溶解性气体,如二氧化碳等,这些气体会与水反应形成酸性物质或碱性物质。

4. 富含金属离子:地下水经过长期地与岩层接触,吸收了大量金属离子,如铁、锰、铝等。

二、高矿化度矿井水处理技术1. 电渗析技术电渗析技术是利用电场作用使带电离子在膜中迁移的一种分离技术。

该技术主要用于去除高矿化度矿井水中的盐类,如氯化物、硫酸盐等。

2. 反渗透技术反渗透技术是利用半透膜将水中的溶解性物质分离出来的一种方法。

该技术可以去除高矿化度矿井水中的盐类、硬度和金属离子等。

3. 离子交换技术离子交换技术是利用固体离子交换树脂将水中的离子与树脂上的离子进行置换,从而达到去除目标物质的目的。

该技术可以去除高矿化度矿井水中的钙、镁等硬度物质和铁、锰等金属离子。

4. 活性炭吸附法活性炭吸附法是利用活性炭对水中有机物和重金属进行吸附,从而达到净化水质的目的。

该技术可以去除高矿化度矿井水中的有机物和重金属等。

三、高矿化度矿井水回用技术1. 混合处理法混合处理法是将高矿化度矿井水与低盐度水混合,从而达到降低盐度、硬度和酸碱值等效果。

该技术可以使高矿化度矿井水得到有效利用,减少对环境的污染。

2. 直接回用法直接回用法是将经过处理后的高矿化度矿井水直接回用于生产过程中,如冶金、造纸等行业。

该技术可以节约水资源,减少对环境的影响。

3. 循环冷却系统循环冷却系统是将经过处理后的高矿化度矿井水用于工业生产过程中的循环冷却系统中,从而达到节约水资源、减少对环境污染等效果。

DTRO膜浓缩处理高矿化度矿井水的优点

DTRO膜浓缩处理高矿化度矿井水的优点

DTRO膜浓缩处理高矿化度矿井水的优点DTRO膜浓缩处理高矿化度矿井水的优点高矿化度矿井水一般是指无机盐含量大于1000mg/L,我国的高矿化度矿井水的无机盐含量基本在1000-3000mg/L之间,少数在4000mg/L以上。

高矿化度矿井水的污染性很大,不仅需要常规的污染物截留处理,更需要除盐处理,甚至是回收盐分,实现水资源回用和盐的回收处理。

浓缩处理是指对矿井水经过反渗透膜处理之后的浓水继续进行浓缩,减少浓水的水量,降低后段蒸发工艺的能耗,降低用户运行成本,目前浓缩工艺应用较多的有DTRO膜、电渗析等。

高矿化度矿井水的近零排放和回用是两种处理意义,回用水采用普通反渗透膜就可以做到,而近零排放指的是预处理、膜处理、浓缩处理、蒸发处理,浓缩是重要环节之一,可降低用户的投资成本。

DTRO 膜采用开放式流道设计,本身就可以处理高悬浮物、高胶体、高有机物的水质,只需要简单的预处理过滤就可以,此外DTRO膜组件按照压力等级可分为75、90、120、160bar,运行压力越高,回收率越高,减少浓水水量,适合作为反渗透膜浓水浓缩、盐分回收处理中。

DTRO膜组件在处理高浓度矿井水的浓水时,随着设备运行时间的加长,需要定期的采用在线化学清洗,确保膜元件通量无变化。

德兰梅尔DTRO膜浓缩处理高矿化度矿井水具有以下优点:1、处理效果不依赖于进水的可生化性,系统稳定,出水水质高。

2、不依赖于预处理,开放式流道可处理含胶体及悬浮物较多的废水。

3、膜组件流程短,流道宽,特殊的水力条件使废水在膜柱内湍流行,不易发生膜污染。

4、污染易清除,尤其是生物污染去除效果显著。

5、回收率高,20~50bar回收率可达80%,压力达150bar时回收率可达90%。

6、标准化的膜组件系列,组装灵活,易于室内及集装箱内安装,占地面积小。

7、能耗及运行成本低。

8、自动化程度高,易于操作及维护。

德兰梅尔DTRO膜致力于为用户提供水处理及流体分离在内的膜集成技术整体解决方案。

地下水矿化度分类标准

地下水矿化度分类标准

地下水矿化度分类标准
Dissolved Solids)来表示。

地下水的矿化度可用于判断水质的适用性,以及确定地下水的适用性,尤其是用于饮用水、灌溉、工业用水等不同领域的需求。

根据TDS的浓度,可以将地下水矿化度分为以下几个分类:
1.淡水(Freshwater):TDS浓度低于1,000毫克/升(mg/L),通
常适用于饮用水、农业灌溉和许多工业用途。

2.低矿化水(Low Mineralization):TDS浓度在1,000至3,000
mg/L之间,可以用于农业、工业和一些饮用水供应,但可能需要适当的处理。

3.中等矿化水(Moderate Mineralization):TDS浓度在3,000至
10,000 mg/L之间,通常不适合直接用于饮用水,但可用于农业和工业用途。

4.高矿化水(High Mineralization):TDS浓度在10,000至35,000
mg/L之间,通常不适合用作饮用水或农业灌溉,但可能适合用于工业用途,如冷却水或矿产提取。

5.盐水(Brackish Water):TDS浓度在35,000至100,000 mg/L
之间,通常包含较高浓度的溴化物、氯化物、硫酸盐等盐类。

通常不适合用于大多数用途,但可以用于特定工业应用。

6.咸水(Saline Water):TDS浓度高于100,000 mg/L,通常包含
高浓度的盐类,如氯化钠。

通常不适合大多数用途,但可能用于一些特殊工业过程或盐类生产。

这些分类是一般性的指导,实际应用中还需要根据具体的地下水质量、用途和法规要求进行更详细的评估和处理。

地下水的矿化度可以通过实验室分析来测定,以确定其TDS浓度。

高矿化度矿井水处理及资源化利用途径

高矿化度矿井水处理及资源化利用途径

高矿化度矿井水处理及资源化利用途径作者:姚卿来源:《科技风》2021年第14期摘要:在目前形勢下,高矿化度矿井水是煤炭废水污染的重要问题。

同时在工矿企业中,高矿化度矿井水成为关注的热点问题。

文章介绍了高矿化度矿井水处理技术,并指出了脱盐处理净水利用途径,最后提出了高浓盐水回用方式。

关键词:高矿化度矿井水;资源利用对于矿井水来讲,主要是以地下水为主。

具体而言,是煤炭在开采中,垮落带和水裂隙带导通含水层,导致含水层地下水融入到井下,最终成为矿井涌水。

在一定程度上讲,水文地质以及气候等对水质具有严重影响。

在矿井水当中的盐质量来讲,一般来说其浓度如果高于1000mg/L,则是高矿化度矿井水。

在当前形势下,我国煤矿排放矿井水主要是以悬浮物为主,其中包含了常规矿井水以及含铁锰的酸性矿井水。

1高矿化度矿井水处理技术对于高矿化度矿井水来讲,主要是以水资源十分贫乏地区为主。

针对这部分地区,如果对高矿化度矿井水进行有效利用,能够防止矿井水排放,进而减少对环境造成污染,并且对矿区用水问题还能得到有效的解决。

以一般矿井水水质进行比较,煤矿排放高矿化度矿井水具有一定的含盐量特点,同时还包含悬浮物等相关污染物。

对于这些悬浮物来讲,利用常规混凝沉淀以及过滤等,能够有效去除。

其中的离子,应利用相关途径进行脱除。

在高矿化度矿井水工序中,脱盐是十分重要的工序,同时也被称之为深度处理。

1.1离子交换法对于离子交换法来讲,主要是将离子交换剂进行有效利用,确保交换剂以及水溶液交换离子中出现物质可逆性交换,造成水质改善而离子交换剂结构没有发生变化的一种水处理形式。

另外,在离子交换法当中,面临的最为主要的问题是,应对离子交换剂进行再生,而其再生过程控制是十分麻烦的。

在目前形势下,离子交换主要是以锅炉软水末端处理进行有效利用。

在高矿化度矿井水脱盐处理工程中,没有将这种方法大规模进行利用。

1.2蒸馏法在海水淡化工业当中,蒸馏法具有较好的利用,是一种十分成熟的技术。

我国高矿化度矿井水水质特征及处理技术应用现状

我国高矿化度矿井水水质特征及处理技术应用现状摘要:本文总结了我国高矿化度矿井水分布区域及水质特征情况,并对目前各种高矿化度矿井水处理技术进行了介绍,重点论述了反渗透技术处理高矿化矿井水在我国的应用情况,指出反渗透技术是今后高矿化度矿井水脱盐处理技术的发展方向。

关键词:矿井水高矿化度处理技术反渗透中途分类号:S969.38 文献标识码:A一、我国高矿化度矿井水分布区域及水质特征矿井水是煤矿生产中排放的主要污染源,煤矿产生的矿井水受到采煤作业、天气条件、煤系地层等冈素的影响,含有一定量的盐分,当盐的质量浓度大于1000mg/L时,即为高矿化度矿井水。

我国大多数煤矿排放的矿井水是以悬浮物为主的常规矿井水和含铁锰的酸性矿井水,但在我国较为缺水的西北及北方矿区往往排出高矿化度的矿井水,相关资料显示,在陕西、甘肃、宁夏、新疆、内蒙、山西以及两淮、徐州、新汶、抚顺、阜新等地区都有高矿化度矿井水分布,淮南矿区排放高矿化度矿井水的数量占到矿区煤矿的50%以上,这些地区煤矿矿井水的矿化度一般在1000~10000mg/L,个别煤矿的矿井水矿化度则高达10000mg/L 以上[1]。

高矿化度矿井水是地下水与煤系地层中碳酸盐类岩层及硫酸盐岩层接触,该类矿物溶解于水的结果,从而使矿井水中Ca2+、Mg2+、HCO3-、CO32-、SO42-增多,有的酸性矿井水与碳酸盐类岩层中和,导致矿化度增高;也有的矿区气候干旱,年蒸发量远大于降水量,地层中盐分较高,地下水矿化度相应增高;少数矿区处于海水与矿井水交混分布区,因而矿井水盐分增多。

表1为我国部分煤矿中含盐量较高的矿井水中的离子分布情况。

表1 我国部分煤矿含盐量较高的矿井水离子组成及总含盐量高矿化度矿井水不仅以煤粉为主的悬浮物含量超标,而且溶解性总固体、硬度、硫酸盐或氯化物等含量也超标,属于水质较差的矿井水。

根据产生高矿化度的离子超标类型不同,高矿化度矿井水分为高硬度型、高硫酸盐型、高氯化物型或这几种类型的混合型。

高矿化度水反渗透处理后的浓盐水综合处理方法

高矿化度水反渗透处理后的浓盐水综合处理方法水的矿化度又叫做水的含盐量,是表示水中所含盐类的数量。

由于水中的各种盐类一般是以离子的形式存在,所以水的矿化度也可以表示为水中各种阳离子的量和阴离子的量的和。

一般用M表示。

高矿化度矿井水一般是指含盐量大于1000mg/L的矿井水。

反渗透(RO)脱盐处理是借助压力((30 -70kg/cm范围)促使水分子透过半透膜,而溶质被截留下来,进行浓缩矿井水的方法。

将盐水和纯水用只有水分子可以通过的半透膜隔开,水分子就会透过半透膜进入盐水,盐水变稀且液而上升至某一定值,水柱的高度(决定于盐水的浓度)是由于盐水的渗透压所致,此现象为渗透。

如果我们向盐水的一侧施加大于渗透压的压力,则盐水中的水分子就会透过半透膜流向纯水的一侧,而溶质被截留在盐水的一侧,就形成了反渗透。

反渗透法对进水水质要求比电渗析法高,高矿化度矿井水进入反渗透之前,除了必要的预处理还应作软化处理,防止由于Ca+、Mg+形成反渗透膜化学性结垢,造成膜堵塞。

RO处理后的浓水中富集的主要污染物主要有45种。

其中对人类和环境危害重大的污染物有:a.内分泌干扰物,Nghiem等通过试验指出反渗透工艺产生的浓水和清洗水会浓缩大量的内分泌干扰物;b.药物,Radjenovic等发现饮水厂的纳滤和反渗透浓水中可检测到每升几百纳克的药物残留,而这些浓水被排入附近的一条河流;c.病原菌,Ivnitsky等指出微生物种群、胞外聚合物的形成和累积对降低膜的渗透性影响很大,而病原细菌生物膜的形成会影响浓水的安全排放,以及回用水的可持续利用。

RO处理后浓盐水的处理方法有:1.直接或间接排放1.1将浓水直接排入海洋将反渗透浓水直接排入海洋,高效、廉价,是最常用的方法。

但海洋对排放物的消纳能力并不是无限的,高浓度的浓盐水和淡化过程中引入的化学物质可能对排放口周围的海洋环境及生物造成伤害,或对水源产生污染。

此外,浓水可能快速沉入海底并危害敏感的深海环境,影响大小取决于排放地的水力及地理因素、海测学、波浪、水流、海水深度等[。

煤矿高矿化度矿井水地下分质利用与封存技术研究及工程示范

煤矿高矿化度矿井水地下分质利用与封存技术研究及工程示范你听说过煤矿水的“高矿化度”吗?这听起来就有点高大上对吧,其实它指的就是煤矿里面的地下水含有很多矿物质,基本上就是水里溶解了好多矿盐、铁、钙这些东西,反正喝一口估计嘴巴都能感觉到咸。

这种水通常看起来很脏,闻起来也有点怪,但是它的利用价值可不小。

人们说,矿井水就是煤矿里的“黄金水”,用得好,不仅能解决矿井里水源短缺的问题,还能给我们的生活带来不少好处。

所以,这个高矿化度的矿井水,要是能用得当,那可真是“变废为宝”的好机会。

你要知道,煤矿这个地方一挖一个坑,水就往里涌,结果一堆矿井水淤积在地下,坑里积水也是常事。

别看这水浑浑的,看起来没啥用,但实际上,它们可承载着不少有价值的东西。

科学家们经过一番研究,发现这些矿井水能通过一些技术处理,被分成好几种类型,分别利用,甚至还能封存起来,避免环境污染。

这就像我们把一堆杂乱无章的东西整理一下,分成有用的和没用的,剩下的丢掉,留下的拿去做别的事。

就拿分质利用来说,矿井水不是只能拿来灌溉或者浑浑噩噩地排放掉。

经过处理,它可以转变成各种用途,像是用来做工业冷却、生产一些化肥、或者拿来处理废水,甚至一些高矿化度水,经过特殊处理后,能变得适合人类的生活用水。

听起来是不是有点像魔法?就是一堆化学反应,技术手段让这些水变得“有用”。

这些技术,可不是科幻小说里的内容,而是现在我们已经在实践中的事情。

你想,原来那些让人头痛的矿井水,现在能转变成一项技术成果,真是让人拍手叫好。

再说到封存技术,这可更让人眼前一亮。

你可能会想,矿井水封存起来有啥用?这事儿就像是把废气封进瓶子里不让它再漏出来一样,目的就是减少对环境的污染。

你想,煤矿开采出来的水不经处理直接排放,环境就会受到很大影响。

而如果通过封存技术,把这些水处理掉,再进行封存,不但能避免污染,还能减少水资源的浪费。

就像是把它们“藏”在地下,给大地一个安心,给空气一个清新。

说实话,搞这个矿井水的地下分质利用和封存技术,不是轻松活儿。

高矿化度矿井水处理综述

Advances in Environmental Protection 环境保护前沿, 2021, 11(2), 299-303Published Online April 2021 in Hans. /journal/aephttps:///10.12677/aep.2021.112031高矿化度矿井水处理综述余欢安徽理工大学,安徽淮南收稿日期:2021年3月17日;录用日期:2021年4月20日;发布日期:2021年4月27日摘要本文对高矿化度矿井水的处理方法进行了综述,分析处理方法的利弊,以及对高效处理高矿化度矿井水方法进行展望。

关键词高矿化度矿井水,处理方法,脱盐机理Summary of Mine Water Treatment withHigh SalinityHuan YuAnhui University of Science and Technology, Huainan AnhuiReceived: Mar. 17th, 2021; accepted: Apr. 20th, 2021; published: Apr. 27th, 2021AbstractThis article reviews the treatment methods of mine water with high salinity, analyzes the advan-tages and disadvantages of the treatment methods, and the efficient treatment methods of high sa-linity mine drainage are prospected.KeywordsHigh Salinity Mine Water, Treatment Method, Desalination Mechanism余欢Copyright © 2021 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 高矿化度矿井水的特征高矿化度矿井水一般指含盐量高于1000 mg/L 的矿井水,我国矿井水含盐量基本上在1000~3000mg/L ,部分地区的矿井水含盐量达到4000 mg/L 以上,这类矿井水的主要含盐离子为:Ca 2+、Mg 2+、23CO −、24SO −、3HCO −、Na +、K +、Cl −,因而此类矿井水硬度较高。

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(冶金行业)高矿化度水
高矿化度水的处理方法
我国属于贫水国家,全国水资源总量为28255亿m3(水利部2002年中国水资源公报),人均占有量仅有2170m3,约为世界人均占有量的1/4,名列世界第88位。

煤矿矿井水是重要的水资源,据报道目前我国煤炭生产过程中,每年排出约20~30亿m3矿井水,其中北方地区约占60%,且且随着煤炭开采深度的增加而逐年增加。

当下我国煤矿矿井水资源的利用率不到20%,我国西部高原、黄淮平原及华东沿海地区的多数煤矿矿井水的矿化度较高,这类矿井水的直接排放不仅浪费了宝贵的水资源,而且仍会对环境造成污染。

如何选用更为经济合理且简单高效的方法来处理高矿化度矿井水,引起了环保工作者和社会的广泛关注。

2高矿化度矿井水的处理技术
2.1化学方法
离子交换法是化学脱盐的主要方法,这是壹种比较简单的方法,就是利用阴阳离子交换剂去除水中的离子,以降低水的含盐量。

此法用在进水含盐量小于500mg/L时比较经济,可用作高矿化度水经膜分离法处理的进壹步除盐工序。

2.2膜分离法
膜分离方法是利用选择性透过膜分离介质,当膜俩侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差)时,使溶剂(通常是水)和溶质或微粒分离的方法。

膜分离法的主要特点:低耗、高效、不发生相变、常温进行、适用范围广、装置简单、易操作和易控制等。

而膜法水处理则具有适应性强、效率高、占地面积小、运行经济的特点。

反渗透和电渗析脱盐技术均属于膜分离技术,是我国目前苦咸水脱盐淡化处理的主要方法。

可是膜分离法的壹个主要问题是膜易污染,为了防止膜污染,壹般这俩种技术对进水水质均有严格的要求。

因此进水必须经过壹般的预处理,即经过沉淀、过滤、吸附和消毒等几个步骤方可。

2.2.1反渗透法
反渗透(简称RO)技术发源于国外20世纪五六十年代的宇航技术研究,80年代初在我国得到实际应用。

进入20世纪90年代后,随着反渗透膜性能的提高和膜制造成本的降低,进壹步加快了反渗透的应用。

经过近40a的不懈努力,反渗透技术已经取得了令人瞩目的进展。

反渗透技术是利用压力差——各种离子、分子、有机物、胶体、细菌、病毒、热源等,是当今世界公认的高效、低耗、无污染水处理新技术,适用于含盐量大于4000mg/L的水的脱盐处理。

目前反渗透膜和组件的生产已经相当成熟,膜的脱盐率高于99.3%,透水通量增加,抗污染和抗氧化能力不断提高,销售价格稳中有降;反渗透的给水预处理工艺经过多年摸索,基本可保证膜组件的安全运行;高压泵和能量回收装置的效率也在不断提高。

之上措施使得反渗透淡化的投资费用不断降低,淡化水的成本明显降低。

和常规的水处理技术如离子交换、加药、电渗析相比,反渗透装置特点为单位体积内膜面积比大,脱盐离高达99%之上;在分离过程中无相变化及相变化引起的化学反应,能耗低;膜分离过程是清洁的生产过程,不使用化学试剂,不排放再生废液,不污染环境;工艺流程简单,有利于实现水处理的连续化、自动化;反渗透装置结构紧凑,占地面积小,适应大规模连续供水的水处理系统;水的回收率比电渗析高,壹般为75%~80%。

可是,在反渗透运行过程中,除了对原水进行严格处理外,仍要控制进水pH 值,以防止膜的水解,同时要定期清洗膜组件,以避免膜表面污染和结垢阻塞。

2.2.2电渗析法
电渗析法(ED)是壹种利用电能来进行膜分离的方法。

电渗析是在直流电场作用下,利用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子的选择透过性,而使溶液中的
溶质和水分离的壹种物理化学过程。

电渗析法除盐以俩个条件为基本:壹是离子的带电性。

水中离子是带电的,在直流电场中,阴、阳离子作定向迁移,根据同性相斥、异性相吸的原则,阳离子移向阴极,阴离子移向阳极。

二是离子交换具有选择透过性。

离子交换膜是电渗分,离子交换膜是壹种由高分子材料制成的具有离子交换基团的薄膜,分为阳膜和阴膜俩类,阳膜只允许水中的阳离子透过,阻挡阴离子,而阴膜只允许水中的阴离子透过而阻挡阳离子。

良好的离子交换膜应具备下列各种条件:①具有较高的离子选择透过性;②具有低的渗水性;③具有较低的膜电阻;④化学稳定性良好,能耐高浓度的酸碱和壹定的温度;⑤具有高的机械强度和适当的厚度;⑥膜的全部结构应均匀壹致,表面光滑。

电渗析技术具有无需任何化学药品,且设备及其组装工艺简单、操作方便等优点。

我国有数十家煤矿相继采用了这壹技术,均取得了较好的脱盐效果。

但这壹技术也暴露壹些缺点,如:①对原水的预处理要求较高;②电耗较大,易结垢和膜寿命短;③电渗析本体由塑料件组成,因此塑料老化成为增加电渗析维修费用的因素;④电渗析操作电流、电压直接受原水水质、水量的影响,过程稳定性差,容易出现恶性化。

2.3蒸馏淡化法
蒸馏法是对含盐水进行热力脱盐淡化处理的有效方法。

此法以消耗热能为代价,壹般适用于含盐量超过3000mg/L矿井水的处理。

1957年英国学者R.S.SILVER发明了多级闪蒸(MSF)脱盐方法,当时,它在降低能耗及防垢问题方面有独到的优越性,析器的重要组成因而自其诞生之日起,发展非常迅速,成为脱盐的壹种重要方法。

多效蒸馏法(MED)历史比较悠久,变化较为剧烈,至今具有商业价值的脱盐技术有竖管蒸馏(VT-MED)和水平管蒸馏(HT-MED)。

随后在俩
种方法的基础上又发展到多效多级闪级蒸发(MEMS),它改善了MSF和MED的性能,具有重复利用二次蒸汽的潜热,即能使热量经济利用,又避免了严重的结垢现象,大幅度地提高造水比。

蒸馏法和其他处理方法不同,其最大的弱点是高能消耗,这也成为阻碍其推广的主要原因。

但其有独特的优点:①由于这种方法是依靠能源加热原水,经蒸发提取淡水,故不需任何化学药品或离子分离膜;②适应原水的含盐量的范围广,含盐数百~数万mg/L的矿井水均可处理,这壹点是其他方法不能比拟的;③对原水的预处理要求低,只需进行普通预处理悬浮物即可;④由于蒸馏法得到的是蒸馏水,故水质品质高;⑤淡化率较高。

虽然蒸馏法有高能消耗的弱点,可是其能够在煤矿广泛推广。

若是在煤矿区利用煤矸石和低热值煤作燃料,用蒸馏法处理高矿化度矿井水,有几个好处:壹能够加速煤矸石的利用程度,减少占用土地和征地费用;,有利于改善矿区大气环境质量、水环境质量和土壤环境质量;三是能够变废为宝,大大降低高矿化度矿井水的处理费用;四是燃烧后的煤矸石仍然可作建筑材料和水泥拌料。

3结语
高矿化度矿井水处理是壹项较为复杂的系统工程,涉及范围广,影响因素多,投资大。

从之上各种处理工艺及运行结果来见,用蒸馏法淡化苦咸水,能够充分利用煤矿充裕的低值能源,处理同等规模的苦咸水水量时,投资大体和电渗析相当,但运行费用要低于电渗析,在煤矿处理高矿化度矿井水方面具有广泛的前景;反渗透技术优越的价格性能比在煤矿苦咸水淡化中将发挥其更大的作用,无论出水水质、电耗、脱盐效率、占地面积、自动化程度都是其它工艺所无法比的,但由于壹次性投资较大,在目前的煤矿经济条件下,仍不可能广泛推广应用。

电渗
析技术是目前处理高矿化度矿井水较为成熟也较为经济的壹种方法,虽然仍存在壹些问题,但仍是使用最广泛的壹种技术,我国目前处理高矿化度矿井水大多使用电渗析技术。

总之,高矿化度矿井水的处理方法已经相对成熟,可是各种方法都有壹些缺点,且处理成本较高,因此,研究高矿化度矿井水处理技术的新方法,且二是能够消除矿区煤矸石污染源部降低处理成本,是矿井水处理技术今后研究的壹个重要课题。

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