专利名称：一种矿井水高效处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于水处理领域，特别涉及一种矿井水高效处理工艺。
(二)
背景技术：
饮用水资源缺乏是世界性问题，对煤矿矿区而言， 一方面矿井下大量排放 造成水资源的浪费及环境污染，另一方面，矿区的生活饮用水因水质污染及缺
水而存在严重危机。我国煤矿矿井水处理技术起始于上世纪70年代末，但大 多污水治理工作都只停留在为排放而治理，然而回用才是当今污水治理发展的 必然趋势。将防治污染和回用结合起来，既可减轻地表7jc体受到污染，又可緩 解水源供需矛盾， 一举两得。
现国内使用的处理技术主要有沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀过滤等。处理 后直接排放的矿井水，通常采用沉淀或混凝沉淀处理4支术；处理后作为生产用 水或其它用水的，通常采用混凝沉淀过滤处理4支术；处理后作为生活用水的， 过滤后必须再经过除去酚等对人体有害的物质以及消毒处理；有些含悬浮物的 矿井水含盐量较高，处理后作为生活饮用水还必须在净化后再经过淡化处理。 近几年还相续出现了以有机膜材料为主的新型矿井水净化处理技术，简易工艺 流程图参见附图1。
以上技术均是以混凝沉淀工艺为基础，混凝工艺都存在以下问题处理成 本高、工艺复杂、设备占地面积大；化学品消耗量大，混凝剂容易低温失效， 运行可靠性不佳，而且由于目前的过滤方式无法彻底去除生物絮体及胶体物质 和乳化油，出水水质差。以有机膜材料为主的新型矿井水净化处理技术，从某 种程度上可以优化矿井水的处理效果，但有以下缺点有才几膜对进水的要求比 较高(有机超滤膜要求浊度小于50，反渗透膜要求浊度小于l)，这就对原水 进入有机膜设备之前的预处理提出了更为严格的要求，但矿井水的水质很不稳 定，预处理流程中很难把握预处理效果，极易导致膜的污染，特别是矿井水中预处理无法彻底除去的乳化油，对有机膜的污染是4艮难通过清洗消除的，膜无 法清洗再生，大大缩短了设备的使用寿命。而原水中存在的水合状态的金属氧 化物、含钾化合物、胶体物质、有机物以及细菌等，也会因不同的原因而最终
导致膜污染、膜性能的下降以及通量下降；膜不仅再生困难且清洗操作频繁， 增加了工人的劳动强度和处理成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种矿井水高效处理工艺，以克服现有工艺中设备 占地面积大，处理成本高，絮凝剂容易低温失效，有机滤膜易污染、有机膜设 ^f吏用寿命短，工艺复杂等问题。
本发明采用的技术方案如下
一种矿井水高效处理工艺，将矿井水进^f亍预沉均质，之后预处理除去矿井 水中的大颗粒固体物，其后进行陶资膜超滤，即可得到满足生活用水标准的处 理后矿井水。
所述的陶瓷膜超滤为错流过滤。
所述陶瓷膜的过滤精度为0. 05-0.1 pm。
所述大颗粒固体物粒径不小于2mm。
所述矿井水为高矿化度和/或含有重金属离子的矿井水，其在预处理前， 先调整pH值为7-8.5。
所述矿井水为高矿化度矿井水，其在陶瓷膜超滤后，进行脱盐处理，得到 符合饮水用标准的处理后矿井水。所述矿井水若是^氐矿化度矿井水，在陶瓷膜 超滤后，直接就可得到符合々欠水用标准的处理后矿井水。所述高矿化度矿井水 是指矿井水中含有SO,、 C1—、 Ca2+、 Mg、 K+、 Na+、 HC(V等离子,石M相应较高 (一般大于60ppm) ， 7JC质多数呈中性或偏碱，带苦涩味，少数有酸性。
所述预处理为斜板沉淀或旋流分离。
方法中预沉均质可在调节沉淀池中进行，水进入下一工序，而沉淀下来的 污泥可进行浓缩、压滤等处理，回收其中的煤泥，以进4亍再利用；压滤的滤液也循环打入沉淀池中继续进4亍处理。
调整pH值也在调节沉淀池中进行，主要加入碱性药剂，其目的是使有害
物质形成难溶物经下一道工序去除。具体根据水质不同、其中含有的有害物质 不同而添加不同的药剂，这些都可按照常规方法进行处理；如加入CaO水剂、 氢氧化钠、碳酸钠、石膏等，使水中部分金属离子、碳酸根离子、碳酸氩根离 子、重金属离子等反应生成难溶沉淀物或悬浮物，经下一道工序去除。若矿井 水矿化度低且有害物离子不超标，仅是悬浮物超标，此步骤可省去，直接进入 下一道工序。
预处理的目的是分离水中大颗粒物质，使不含大颗粒物质的矿井水进入下 道工序，防止堵塞陶乾膜孔道。斜板沉淀自然沉降大颗粒物和悬浮物，占地面 积较大；旋流分离器占地面积很小，效率较高。两种预处理方式均可以达到预 期效果，有效去除矿井水中的较大颗粒物。
陶瓷膜超滤经预处理后的矿井水进入陶乾膜超滤设备，所述的陶覺膜超 滤设备对进水浊度变化无要求。可有效去除矿井水中的大分子有机物、悬浮物、 细菌、油污和其他微生物，透过膜的是不含这些污物的洁净清水，出水水质达 到生活用水标准。
采用错流工艺对矿井水进行陶瓷膜超滤，过滤精度较高，矿井水中的所有 悬浮物和油污可以全部清除，出水水质悬浮物含量小于1, 一般为0.4-0.8， 小于饮用水国家标准。陶瓷膜抗污能力强，反冲洗容易、快捷，运行成本低。
脱盐工艺主要针对高矿化度矿井水，是经过陶乾膜超滤后的后续处理，一 般矿井水中，只要含盐度不超标， 一般不需要此道处理工艺步骤。采用的设备 可以是反渗透也可以是离子交换树脂除盐设备。经过前序处理工艺，此时水质 完全达到反渗透设备进水水质要求，可保证设备长期安全稳定运行。
本发明工艺关键点在于采用陶瓷膜错流超滤技术。陶瓷膜化学稳定性好， 耐酸、碱、有机溶剂、抗氧化，具有憎油特性，同时釆用错流过滤方式，大大 减轻了乳化油对膜的污染；还可CIP (cleaning in palce即原地冲洗)清洗， 机械强度大，可高压反沖洗，再生能力强，操作筒单，操作人员劳动强度小；过滤效果稳定，处理水质稳定；采用错流过滤，浓缩液在设备内部高速流动， 起到清洁膜壁的作用，有效减轻悬浮物对膜的污染；而使用了陶瓷膜错流过滤 后，就简化了矿井水的预处理工序，水处理工艺短，分离过程简单，生产周期 短；同时也节省了添加混凝剂、絮凝剂、助凝剂、助滤剂等化学药品的投资， 淘汰了砂滤、碳滤、保安过滤等预处理工序，大大节约运行成本；系统集成化 程度高；设备结构紧凑，占地面积小，操作与维护简便，系统能耗低，设备运 行费用低，工人劳动强度低。
本发明方法尤其适用于缺水矿区的矿井水回收利用，处理后水资源可以用 于生活和生产用水。悬浮物去除率大于99%,浊度小于1000的煤矿矿井水，经 处理后出水浊度一般在O. 4-0.8，残余的总大肠菌群数为0个/L，符合国家《生 活饮用水水质标准》(GB5749—2006);对含特殊污染物如氟、铜、铅、砷及铀、 镭等可安全有效去除。
本发明相对于现有技术，有以下优点
该发明工艺路线短，工艺简单，占地面积小；无混凝工序，不需要絮凝沉 淀，因此不存在絮凝剂低温失效的问题；由于使用了陶瓷膜，很好的解决了有 机膜易污染、难清洗的问题，设备使用寿命长；劳动强度小，工作效率高，不 仅可以将矿井水进行合理处理以进行回用，还能回收煤泥，实现了无污物零排 放。
(四)
图1为有机膜材料为主的新型矿井水净化处理技术的简易工艺流程图； 图2为实施例1矿井水高效处理工艺流程筒图。
(五)
具体实施例方式
以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于
此
实施例l:高悬浮物高矿化度矿井水矿井水高效处理工艺，工艺流程参见图2，先将矿井水引入调节沉淀池进 行预沉均质，然后加入适量Ca0水剂、氢氧化钠、碳酸钠和石膏调整pH值为8, 之后进入旋流器进行旋流分离过滤，矿井水中的大于2mm的大颗粒固体物被除 去，其后进入陶瓷膜设备进行陶瓷膜错流超滤，所述陶瓷膜过滤精度为 0. 05-0. ljam。陶资膜超滤后的水进行脱盐处理，得到满足^:用用水标准的处 理后矿井水；浓缩水打入调节沉淀池进4于循环处理。沉淀池中沉淀下来的污泥 可进行浓缩、压滤处理，回收其中的煤泥；压滤的滤液循环打入沉淀池进行处 理。处理前，矿井^c (即原水)中的细菌含量为8,处理后为零；原水浊度为 1000,处理后0.6。
实施例2:高悬浮物低矿化度矿井水
矿井水高效处理工艺，先将矿井水引入调节沉淀池进行预沉均质，之后进 行旋流分离过滤，矿井水中大于2mm的大颗粒固体物被除去，其后进行陶乾膜 错流超滤，所述陶瓷膜的过滤精度为0. 05-0. lfim，得到满足生活用水标准的 处理后矿井氷。沉淀池中沉淀下来的污泥可进行浓缩、压滤处理，回收其中的 煤泥；压滤的滤液循环打入沉淀池进行处理。处理前，矿井水中的细菌含量为 15,处理后为零；原水浊度为680，处理后O. 4。
实施例3:含氟、铜、铅、砷、铬重金属等有害离子矿井水
矿井水高效处理工艺，先将矿井水引入调节沉淀池进4亍预沉均质，然后加 入适量CaO水剂和氢氧化钠调整PH值为8. 5,使有害重金属物质形成难溶物， 之后进行旋流分离过滤，矿井水中大于2mm的大颗粒固体物被除去，其后进行 陶瓷膜错流超滤，所述陶瓷膜过滤精度为0.05-0.1 jam,得到满足生活用水标 准的处理后矿井水。沉淀池中沉淀下来的污泥可进^f亍浓缩、压滤处理，回收其 中的煤泥；压滤的滤液循环打入沉淀池进^f亍处理。处理前，矿井水(即原水) 中的细菌含量为IO，处理后为零；原水浊度为500，处理后O. 3，特殊污染物 氟、铜、铅、砷、铬安全有效去除。
权利要求
1. 一种矿井水高效处理工艺，其特征在于，将矿井水进行预沉均质，之后预处理除去矿井水中的大颗粒固体物，其后进行陶瓷膜超滤，即可得到满足生活用水标准的处理后矿井水。
2. 如权利要求1所述的矿井水高效处理工艺，其特征在于，所述的陶瓷膜 超滤为4昔流过滤。
3. 如权利要求1或2所述的矿井水高效处理工艺，其特征在于，所述陶瓷 膜的过滤精度为0. 05-0. 1 jum。
4. 如权利要求3所述的矿井水高效处理工艺，其特征在于，大颗粒固体物 并:M至不小于2mm。
5. 如权利要求3所述的矿井水高效处理工艺，其特征在于，矿井水为高矿 化度和/或含有重金属离子的矿井水，其在预处理前，先调整pH值为7-8. 5。
6. 如权利要求5所述的矿井水高效处理工艺，其特征在于，所述矿井水为 高矿化度矿井水，其在陶瓷膜超滤后，进行脱盐处理，得到符合饮水用标准的 处理后矿井水。
7. 如权利要求3所述的矿井水高效处理工艺，其特征在于，所述预处理为 斜板沉淀或旋流分离。
全文摘要
本发明属于水处理领域，特别涉及一种矿井水高效处理工艺。将矿井水进行预沉均质，之后预处理除去矿井水中的大颗粒固体物，其后进行陶瓷膜超滤，即可得到满足生活用水标准的处理后矿井水。该发明工艺路线短，工艺简单，占地面积小；无混凝工序，不需要絮凝沉淀，因此不存在絮凝剂低温失效的问题；由于使用了陶瓷膜，很好的解决了有机膜易污染、难清洗的问题，设备使用寿命长；劳动强度小，工作效率高，不仅可以将矿井水进行合理处理以进行回用，还能回收煤泥，实现了无污物零排放。
文档编号C02F9/02GK101544431SQ20091006486
公开日2009年9月30日 申请日期2009年5月12日 优先权日2009年5月12日
发明者王建刚 申请人:王建刚