东北山村原始欲乱

                                                礦井水處理設備

                                                    據統計我國40%的礦區嚴重缺水,已制約了煤炭生產的發展。西北礦區多處于山區,水資源更為缺乏,地表水又多為間歇性河流,枯洪水季節流量相當懸殊,常年流量稀釋能力差,排入河流的污水造成嚴重污染。甘肅華亭礦區是我國十三個重要能源基地之一,上世紀八十年代,擁有很好的水生態環境,水資源較充沛,地表水系水質也較好,基本上保證了當地居民的正常生活和工農業生產用水。但

                                                    據統計我國40%的礦區嚴重缺水,已制約了煤炭生產的發展。西北礦區多處于山區,水資源更為缺乏,地表水又多為間歇性河流,枯洪水季節流量相當懸殊,常年流量稀釋能力差,排入河流的污水造成嚴重污染。甘肅華亭礦區是我國十三個重要能源基地之一,上世紀八十年代,擁有很好的水生態環境,水資源較充沛,地表水系水質也較好,基本上保證了當地居民的正常生活和工農業生產用水。但隨著華亭礦區對煤炭資源大規模的開發,地下水嚴重超采,地下水為大幅下降,地表水系全面污染,五大河流(黃河二級支流涇河)的中下游河段幾乎全年都是濁流、黑水。因此,開發、管理、利用好煤礦水資源,對煤炭工業可持續發展具有重要意義。礦井廢水經治理后綜合利用,對礦區與華亭地區乃至甘肅省經濟的發展起到至關重要的作用。

                                                       有些地方的礦井水未被污染的干凈地下水?;痉仙铒嬘盟畼藴?,有的含多種微量元素,可開發為礦泉水。
                                                       這類礦井水水質較好,pH值為中性,低礦化度,不含有毒、有害離子(或者其含量低于生活飲用水標準值),低濁度,基本不含懸浮物,它的各項水質指標均符合國家《生活飲用水衛生標準》(GB5749--1985)。只要在源頭妥善截流,通過并下單獨布置的排水管道將其排出,稍加處理或消毒,即可回收利用。
                                                    含懸浮物礦井水
                                                    這里所指的含懸浮物礦井水系指除感官性指標和細菌學指標外,其余各項指標均符合生活飲用水衛生標準的礦井水.含懸浮物礦井水的主要污染物來自礦井水流經采掘工作面時帶入的煤粒、煤粉、巖粒、巖粉等懸浮物(SS),所以這類水中含有較多固體懸浮物。由于懸浮物中煤粉多呈黑色,故這類礦井水多顯灰黑色,并有一定的異味,混濁度也比較高,景觀性和感官性都較差。礦井水在井下水倉中自然沉淀了一段時間,較粗的煤、巖顆粒都已被沉淀下來,因而在正常情況下,礦井水中的懸浮物顆粒都是比較細的。礦井水中SS以煤粉為主,顆粒物的平均密度約為1.3~1.5g/cm3,僅為泥砂類密度的1/2。而且煤屬于有機物質,具有一定的疏水性,不容易被水包覆,均為導致難以自然沉淀的原因。含懸浮物礦井水的另一個水質特征是細菌含量較多,主要來自井下工人的生活、生產活動,所以消毒殺菌在礦井水處理中是非常必要的。
                                                    高礦化度礦井水
                                                    高礦化度礦井水是指溶解性總固體(含鹽量)大于1000mg/L的礦井水。這一類水主要分布在西北地區、黃淮海平原和東北、華北部分地區,水中含鹽量高而不適宜飲用。這類礦井水的含鹽豐要來源于Ca2+、Mg2+、Na+、K+,SO2-、HCO-、C1-等離予,其硬度往往較高,有些礦井水硬度含CaO可達1000mg/L。這類礦井水還含有較高的煤、巖粉等懸浮物,濁度大。因高礦化度礦井水鹽含量高,處理工藝除包括混凝、沉淀等工序外,其關鍵工作是脫鹽。
                                                    酸性礦井水
                                                    酸性礦井水是硫鐵礦在有氧、有水的條件下氧化彤成的,主要含有Fe2+’、Fe3+、Ca2+、Mg2+,SO2+以及其他金屬離了,如A13+,Zn2+.Mn2+,cu2+等。游離的硫酸極少,可以忽略不計。酸性礦井水的主要指標是pH值、酸度、Fe2+等。水質pH值小于5.5,當開采含硫高的煤層時,硫化物受到氧化與升華作用產生硫酸,而使水呈酸性。目前酸性水一般處理后達標排放或回用于一些對水質要求較低的工業用水。
                                                    含特殊污染物礦井水
                                                    系指水中放射性指標或毒理學指標(如重金屬、氟、砷等)超過國家飲用水衛生標準的礦井水。這類礦井水主要指含氟礦井水、含微量有毒有害元素礦井水、含放射性元素礦井水或油類礦井水。
                                                目前,我國的東北、華北北部、淮南等礦區有些礦井水含鐵、錳離子較多,同時還含有少量的重金屬離予,大部分均超過我國生活飲用水所規定標準值。重金屬不能被生物降解為無害物,無論采用何種方法處理重金屬廢水,都不能分解破壞重金屬,而只能轉移其存在的未知、物理和化學形態。我國絕大部分煤礦礦井水中均含有一定量的氟,但含量一般比較低,很少超過我國工業廢水所允許*高排放濃度(10rag/L)的礦井水。產生含氟礦井水的條件比較復雜,通常認為主要受地理環境、地質構造等因素的影響??紤]到處理技術和成本,目前對含氟礦井水處理一般是處理到符合排放標準即可,很少將含氟礦井水用作生活水源。
                                                 
                                                設備參數
                                                礦井廢水由井下排水泵提升至灌漿水池,部分用于黃泥灌漿,其余廢水自流進入曝氣池,氣浮除油后進入斜板沉淀池進行初步沉淀,由提升泵提升進入混凝沉淀設備,同時加入混凝劑,經過斜管沉淀后,將絮狀物沉淀到底部而被去除,清水從上部溢流出水自流進入砂濾罐,出水自流進入清水池,清水池前投加二氧化氯進行殺菌消毒。砂濾罐的反沖冼水自流進入污泥池,上清液自流進入曝氣池,以提高礦井廢水資源的利用率。出水若用作生活用水,則砂濾罐出水進入活性炭吸附裝置處理后流入清水池用作生活用水。
                                                工藝配置

                                                礦井廢水處理回用工藝的比較

                                                礦井廢水處理回用工藝的比較,煤礦礦井廢水處理回用的綜合運行費用為:2.185-2.465元/噸。其中膜法的處理費用*低為:2.185元/噸。這樣的價格對干旱缺水的西北地區是很有吸引力的。

                                                1、污水廢水資源化技術及應用簡介
                                                   水環境質量的嚴重惡化和經濟的高速發展,迫切要求有相應的污水廢水資源化的技術。在這一領域中膜分離技術占有重要的位置和作用。膜分離作為一項高新技術在近40年來迅速發展成為產業化的高效節能分離技術過程。40多年,電滲析、反滲透、微濾、超濾、納濾、滲透汽化,膜接觸和膜反應過程相繼發展起來,在能源、電子、石化、醫藥衛生、化工、輕工、食品、飲料行業和日常生活及環保領域等均獲得廣泛的應用,產生了顯著的經濟和社會效益。社會的需求使膜技術應允而生,也是社會的需求促使膜技術迅速發展,使膜技術不斷創新、技術進步,完善,成為單元操作,成為集成過程中的關鍵。

                                                1.1連續膜過濾技術(CMC)

                                                    中空纖維膜由于比表面積大,膜組件的裝填密度大,所以設備緊湊;這種膜因紡制而成,工藝簡單,所以生產成本一般低于其它的膜:由于沒有支撐層均可以反向清洗,特別是一些耐污染性好,對氧化性清洗劑耐受性好的膜的出現,使得在大規模的污水處理工程中,中空纖維膜的應用有獨特的優勢。
                                                    CMF技術的核心是高抗污染膜以及與之相配合的膜清洗技術,可以實現對膜的不停機在線清洗清洗,從而做到對料液不間斷連續處理,保證設備的連續高效運行。

                                                    CMF目前主要用于大型城市污水處理廠二沉池生水的深度處理回用,海水淡化或大型反滲透系統的預處理。地表水地下水凈化、飲料澄清除濁等。

                                                1.2膜生物反應器(MBR)

                                                    膜生物反應器是膜分離技術和生物技術結合的新工藝。用在污水廢水處理領域,利用膜件進行固液分離,截留的污泥或雜質回流至(或保留)在生物反應器中,處理的清水透過膜排水,構成了污水處理的膜生物反應器系統,膜組件的作用相當于傳統污水生物處理系統中的二沉池。

                                                    MBR中使用的膜有平板膜、管式膜和中空纖維膜,目前主要以中空纖維膜為主。
                                                    生活污水經MBR處理后,生水水源已達到很高的水標準。此方法不僅限于處理生活污水,MBR技術也廣泛地用于染色廢水,洗毛廢水、肉類加工污水等水處理系統。MBR系統的另一個特點是規??纱罂尚?,小裝置可用于一個家庭,大型裝置日處理量可達數萬立方米。

                                                1.3反滲透技術(RO)

                                                    反滲透技術是20世紀60年代初發展起來的以壓力為驅動力的膜分離技術。該技術是從海水、苦咸水淡化而發展起來的,通常稱為“淡化技術”。由于反滲透技術具有無相變,組件化、流程簡單,操作方便,占面積小、投資少,耗能低等優點,發展十分迅速。RO技術已廣泛用于海水、苦咸水淡化,純水、超純水制備,化工分離、濃縮、提純,廢水資源化等領域。工程遍布電力、電子、化工、輕工、煤炭、環保、醫藥、食品等行業。
                                                    廢水資源化是有開發增量淡水資源與保護環境雙重目的。無機系列廢水處理與海水苦咸水淡化采用同類裝并具有較多共性工藝技術。RO可使廢液中的銅、鉛、汞、鎳、銻、鈹、砷、鉻、硒、銨、鋅等離子脫除除90-99%。
                                                    目前,反滲透技術在城市污水深度處理,一些工業廢水深度處理方面的應用受到了高度重視,包括中水回用,污水處理廠二級出水的深度處理,經初級處理后的工業廢水深度處理制取優質淡水。中東不少缺水國家,在大量采用反滲透海水淡化技術的同時,引入反滲透技技術處理二級污水,出水水質可達TDS ≤80mg/L,擴大了淡水資源。如中東地區、澳大利亞、新加坡等國都有這方面的大型工程實例。

                                                1.4集成膜過程污水深度處理方法

                                                    集成膜過程是將超濾/微濾與反滲透(或納濾)結合使用,形成能夠滿足各咱回用目的的污水深度處理工藝。超濾、微濾可以作為獨立的高級三級處理方法,也是反滲透過程理想的預處理工藝,抗污染能力強、性能優越的超濾、微濾單元代替了復雜的傳統處理工藝,而且出水品質遠高于三級出水指標,不但完全可以去除污水中的細菌和懸浮物,對COD、BOD也有一定的卻除效果。在超濾、微濾之后使用的反滲透膜,其清洗周期由采用傳統預處理工藝的3-4周增加到半年以上,膜壽命可延長到達-6年。膜集成污水再生工藝具有系統穩定、維護少、占地小、化學品用量少、流程簡單和運行費用低等優點。

                                                    新一代中空纖維超濾(微濾)膜與傳統產品相比,具有機械強度高、抗氧化、抗污染、高通量等特點,在運行工藝上,采用了低壓操作、反沖清洗、氣水沖洗等新技術,使得超濾膜裝置能夠在污染傾向極強的污水介質中保持穩定的性能,超濾膜的使用范圍因此擴展到了能適應于多種復雜的介質環境,同時大大擴展了反滲透技術的應用范圍,新一代的超濾膜及其系統應用技術的應用范圍,新一代的超濾膜及其系統應用技術將膜技術帶到了一個全新的時代,徹底改變了膜法水處理技術必須依托于復雜、精細的預處理系統的形象,使膜技術應用于二級出水、三級出水以及多種原廢水等許多復雜的水質體系的深度處理。

                                                1.5 傳統處理方法

                                                    傳統污水三級處理工藝,主要的工藝單元有石灰澄清、重碳酸化、絮凝、沉降、過濾和氣浮等。根據具體污水排入物質的成分的不同,處理方式有所差異。傳統處理工藝存在著工藝復雜、水利用率低、化學品消耗量大的弊病,而且由于無法徹底去除生物絮體及膠體物質,致使清洗頻繁,影響了出水水質。

                                                2 、礦井廢水處理回用工藝比較

                                                序號          方案1                         方案2                         方案3           
                                                設備 (常規預處理+RO工藝)           (盤式過濾器+RO工藝)         (UF+RO膜組合工藝) 
                                                1          混凝劑加藥裝置              混凝劑加藥裝置                 混凝劑加藥裝置  
                                                2         次氯酸鈉加藥裝置            次氯酸鈉加藥裝置               次氯酸鈉加藥裝置 
                                                3          還原劑加藥裝置              還原劑加藥裝置                 還原劑加藥裝置  
                                                4             加酸裝置                    加酸裝置                       加酸裝置  
                                                5          阻垢劑加藥裝置               阻垢劑加藥裝置                 阻垢劑加藥裝置  
                                                6         膜殺菌劑加藥裝置             膜殺菌劑加藥裝置               全自動盤式過濾器  
                                                7           多介質過濾器                  綜合凈水器                   全自動超濾裝置  
                                                8           活性碳過濾器               全自動盤式過濾器                 保安過濾器  
                                                9            保安過濾器                  活性碳過濾器                     高壓泵  
                                                10              高壓泵                    保安過濾器                     反滲透裝置  
                                                11            反滲透裝置                    高壓泵                        清洗裝置  
                                                12            清洗裝置                     反滲透裝置                     控制系統  
                                                13            控制系統                     清洗裝置     
                                                14            控制系統    

                                                3、礦井廢水處理回用工藝經濟分析比較

                                                序號       項目                               方案1 (元/噸)    方案2 (元/噸)      方案3 (元/噸) 
                                                1     反滲透膜組件的更換費用        0.38                      0.19              0.38  
                                                2     超濾膜組件的更換費用            0.13     
                                                3         耗電量                                     0.63                     0.63              0.63  
                                                4      混凝劑的費用                             0.12                    0.12              0.12  
                                                5     次氯酸鈉的費用                           0.07                   0.07              0.07  
                                                6      還原劑的費用                             0.10                    0.10              0.10  
                                                7      加酸的費用                                 0.02                    0.02              0.02  
                                                8     阻垢劑的費用                             0.375                  0.375             0.375  
                                                9    膜殺菌劑的費用                             0.1                                0.1  
                                                10  反滲透膜清洗酸堿費用                0.01                    0.01              0.01  
                                                11  超濾膜清洗酸堿費用                    0.01     
                                                12     設備折舊費用                             0.37                    0.3               0.31  
                                                13  設備維修保養費用                         0.04                 0.05              0.04  
                                                14     預處理費用                                 0.1                   0.05              0.10  
                                                15  系統操作人工費                             0.1                   0.1               0.1  
                                                16  濾芯的更換費用                            0.05             0.05              0.05  
                                                17  系統總投資                                  116.2萬元         111萬元           101萬元  
                                                18  綜合運行費用                                2.465            2.185             2.405 
                                                 

                                                    煤礦礦井水既是一種具有行業特點的污染源,又是一種寶貴的水資源。目前我國很多煤礦一方面嚴重缺水,另一方面未經處理直接外排,造成大量水資源的浪費,并且污染環境,在相當程度上制約了煤炭生產和礦區經濟的可持續發展。因此,將煤礦礦井水處理后作為煤礦工業用水或生活用水,不僅解決了礦區缺水問題,而且充分利用了礦井水水資源,節省了地下水資源,具有明顯經濟、環境和社會效益。甘肅華亭礦區新柏煤礦礦井水處理技術經過甘肅經緯環境工程技術有限公司多年研究改進,其處理技術在其它煤礦區應用,會有廣闊的推廣前景。

                                                由煤礦礦井廢水處理回用工藝的比較可知:

                                                (1) 煤礦礦井廢水處理回用的綜合運行費用為:2.185-2.465元/噸。其中膜法的處理費用*低為:2.185元/噸。這樣的價格對干旱缺水的西北地區是很有吸引力的。
                                                (2)用膜法處理煤礦礦井廢水并回用在技術上是完全可靠的,國內外都有成功經驗。
                                                (3)隨著工業的快速發展,水資源的污染日益嚴重,缺水現象會越來越嚴重,工業廢水的回收利用將會提到議事日程。
                                                (4)從環境保護方面講,對礦井廢水進行回收再利用具有非常重要的環境意義。
                                                (5)對礦井廢水進行回收再利用,不但可以減少廢水排放量,又可以使廢水資源化,應該說,它是一種水資源再生的希望方法,也是我國實現水資源可持續利用的有效途徑之一。
                                                (6)膜法處理煤礦礦井廢水并回用,不但在技術上和經濟上都是可行的,經濟和環境效益都非常顯著。

                                                膜分離設備

                                                膜分離設備


                                                 

                                                主要用于大型工業生產,如:
                                                ★淀粉糖、果糖、低聚糖、木糖膜純化過濾工藝
                                                ★動植物提取液、發酵液、結晶母液膜濃縮工藝
                                                ★色素、多肽、氨基酸、酶制劑膜澄清濃縮工藝
                                                主要用于大型工業生產,如:
                                                ★淀粉糖、果糖、低聚糖、木糖膜純化過濾工藝
                                                ★動植物提取液、發酵液、結晶母液膜濃縮工藝
                                                ★色素、多肽、氨基酸、酶制劑膜澄清濃縮工藝
                                                主要用于大型工業生產,如:
                                                ★淀粉糖、果糖、低聚糖、木糖膜純化過濾工藝
                                                ★動植物提取液、發酵液、結晶母液膜濃縮工藝
                                                ★色素、多肽、氨基酸、酶制劑膜澄清濃縮工藝
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