公布日：2023.03.07
申請日：2022.12.06
分類(lèi)號：C02F9/00(2023.01)I;C02F5/02(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/04(2006.01)N;C02F103/10(2023.01)N
摘要
本發(fā)明涉及一種高礦化度礦井廢水的零排放處理裝置及處理工藝，包括依次連接的礦井廢水原水池，加藥軟化沉淀池，CTUF超濾系統，高壓反滲透系統，超高壓反滲透系統，蒸發(fā)系統；加藥軟化沉淀池連接污泥處理系統；高反滲透系統、超高壓反滲透系統，蒸發(fā)系統分別通過(guò)管道連接到回用水池；CTUF超濾系統的截留液通過(guò)回流管道連接加藥軟化沉淀池，蒸發(fā)系統的蒸發(fā)液通過(guò)另一管道回流到CTUF超濾系統，CTUF超濾系統的清洗水通過(guò)管道回流到礦井廢水原水池。本發(fā)明工藝路線(xiàn)短、軟化加藥不添加PAM、PAC，5nm過(guò)濾精度超濾膜只需進(jìn)行一次軟化過(guò)濾，同時(shí)可以用90℃高溫蒸發(fā)液清洗超濾系統，整個(gè)工藝設備少、投資低，操作運行簡(jiǎn)單。
權利要求書(shū)
1.一種高礦化度礦井廢水的零排放處理裝置，其特征在于，包括依次連接的礦井廢水原水池，加藥軟化沉淀池，CTUF超濾系統，高壓反滲透系統，超高壓反滲透系統，蒸發(fā)系統；CTUF超濾系統的透過(guò)液接進(jìn)高壓反滲透系統，高壓反滲透系統的截留液接進(jìn)超高壓反滲透系統，超高壓反滲透系統的截留液接進(jìn)蒸發(fā)系統，所述加藥軟化沉淀池連接污泥處理系統；所述高反滲透系統的滲過(guò)液、超高壓反滲透系統的滲過(guò)液，蒸發(fā)系統的蒸發(fā)液分別通過(guò)管道連接到回用水池；所述CTUF超濾系統的截留液通過(guò)回流管道連接加藥軟化沉淀池，所述蒸發(fā)系統的蒸發(fā)液通過(guò)另一管道回流到CTUF超濾系統，所述CTUF超濾系統的清洗水通過(guò)管道回流到礦井廢水原水池。
2.一種利用權利要求1所述的高礦化度礦井廢水的零排放處理裝置處理礦井廢水工藝，其特征在于：包括以下工藝步驟，步驟一，高礦化度礦井廢水首先從原水池進(jìn)入加藥軟化沉淀池中加藥劑進(jìn)行軟化反應，將廢水中溶解態(tài)的鈣、鎂轉化為不溶性懸浮物，再經(jīng)沉淀去除掉大部分懸浮物，底層沉淀下來(lái)的污泥進(jìn)入污泥處理系統進(jìn)行處理；步驟二，加藥軟化沉淀池沉淀后的上清液進(jìn)入CTUF超濾系統，將上清液中不易沉淀、未沉淀的細小懸浮物截留，CTUF超濾系統截留液返回步驟一加藥軟化沉淀池進(jìn)行沉淀排泥，CTUF超濾系統透過(guò)液進(jìn)入后端高壓反滲透；步驟三，CTUF超濾系統透過(guò)液進(jìn)入高壓反滲透，高壓反滲透采用90barSTRO膜，高壓反滲透透過(guò)液進(jìn)入回用水池作為廠(chǎng)區回用水、截留液進(jìn)入后端超高壓反滲透系統；步驟四，高壓反滲透系統截留液進(jìn)入超高壓反滲透，超高壓反滲透采用120barSTRO膜，超高壓反滲透透過(guò)液進(jìn)入回用水池作為廠(chǎng)區回用水、截留液進(jìn)入后端蒸發(fā)系統；步驟五，蒸發(fā)系統內置蒸發(fā)結晶器，通過(guò)加熱的方式將超高壓反滲透系統截留液轉化為蒸發(fā)液，截留液中的溶解性的物質(zhì)析出，形成硫酸鈉晶體、氯化鈉以及雜鹽固體顆粒晶體；步驟六，蒸發(fā)液一部分作為步驟二中的CTUF超濾系統消毒清洗液，CTUF超濾系統化學(xué)清洗產(chǎn)生的清洗水回流到礦井廢水原水池，另一部分進(jìn)入回用水池作為廠(chǎng)區回用水。
3.根據權利要求2所述的一種利用高礦化度礦井廢水的零排放處理裝置處理礦井廢水工藝，其特征在于：所述CTUF超濾系統的過(guò)濾精度為5nm。
4.根據權利要求3所述的一種利用高礦化度礦井廢水的零排放處理裝置處理礦井廢水工藝，其特征在于：所述步驟一中添加的藥劑為碳酸鈉、氫氧化鈉。
5.根據權利要求4所述的一種利用高礦化度礦井廢水的零排放處理裝置處理礦井廢水工藝，其特征在于：所述步驟一中添加的藥劑濃度為500-2000ppm。
6.根據權利要求3所述的一種利用高礦化度礦井廢水的零排放處理裝置處理礦井廢水工藝，其特征在于：所述步驟六中回流到CTUF超濾系統的蒸發(fā)液溫度為70-90℃。
發(fā)明內容
本發(fā)明為了解決現有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供了一種高礦化度礦井廢水的零排放處理工藝，實(shí)現了工業(yè)廢水零排放，工藝路線(xiàn)短，設備少，操作運行簡(jiǎn)單。
本發(fā)明提供了一種高礦化度礦井廢水的零排放處理裝置，包括依次連接的礦井廢水原水池，加藥軟化沉淀池，CTUF超濾系統，高壓反滲透系統，超高壓反滲透系統，蒸發(fā)系統；CTUF超濾系統的透過(guò)液接進(jìn)高壓反滲透系統，高壓反滲透系統的截留液接進(jìn)超高壓反滲透系統，超高壓反滲透系統的截留液接進(jìn)蒸發(fā)系統，所述加藥軟化沉淀池連接污泥處理系統；所述高反滲透系統的滲過(guò)液、超高壓反滲透系統的滲過(guò)液，蒸發(fā)系統的蒸發(fā)液分別通過(guò)管道連接到回用水池；所述CTUF超濾系統的截留液通過(guò)回流管道連接加藥軟化沉淀池，所述蒸發(fā)系統的蒸發(fā)液通過(guò)另一管道回流到CTUF超濾系統，所述CTUF超濾系統的清洗水通過(guò)管道回流到礦井廢水原水池。
本發(fā)明還提供了一種利用上述的高礦化度礦井廢水的零排放處理裝置處理礦井廢水工藝，包括以下工藝步驟，步驟一，高礦化度礦井廢水首先從原水池進(jìn)入加藥軟化沉淀池中加藥劑進(jìn)行軟化反應，將廢水中溶解態(tài)的鈣、鎂轉化為不溶性懸浮物，再經(jīng)沉淀去除掉大部分懸浮物，底部沉淀下來(lái)的污泥進(jìn)入污泥處理系統進(jìn)行處理；步驟二，加藥軟化沉淀池的上清液進(jìn)入5nm過(guò)濾精度CTUF超濾系統，將上清液中不易沉淀、未沉淀的細小懸浮物截留，CTUF超濾系統截留液返回步驟一加藥軟化沉淀池進(jìn)行沉淀排泥，CTUF超濾系統透過(guò)液進(jìn)入后端高壓反滲透；步驟三，CTUF超濾系統透過(guò)液進(jìn)入高壓反滲透，高壓反滲透采用90barSTRO膜，高壓反滲透透過(guò)液進(jìn)入回用水池作為廠(chǎng)區回用水、截留液進(jìn)入后端超高壓反滲透系統；步驟四，高壓反滲透系統截留液進(jìn)入超高壓反滲透，超高壓反滲透采用120barSTRO膜，超高壓反滲透透過(guò)液進(jìn)入回用水池作為廠(chǎng)區回用水、截留液進(jìn)入后端蒸發(fā)系統；步驟五，蒸發(fā)系統內置蒸發(fā)結晶器，通過(guò)加熱的方式將超高壓反滲透系統截留液轉化為蒸發(fā)液，蒸發(fā)液一部分作為步驟二中的CTUF超濾系統化學(xué)清洗液，CTUF超濾系統化學(xué)清洗產(chǎn)生的清洗水回流到礦井廢水原水池，另一部分進(jìn)入回用水池作為廠(chǎng)區回用水，截留液中的溶解性的物質(zhì)析出，形成硫酸鈉晶體、氯化鈉以及雜鹽固體顆粒晶體。
進(jìn)一步地，所述步驟一中添加的藥劑為碳酸鈉、氫氧化鈉。
進(jìn)一步地，所述步驟一中添加的藥劑濃度為500-2000ppm。
礦井水水質(zhì)的特點(diǎn)如下：高鹽分，總含鹽量在3000-5000mg/L左右，主要為NaCl和Na2SO4，且大部分為Na2SO4；高硬度：總硬度在1000mg/L左右，主要為Ca2+、Mg2+；少量有機物：COD一般低于50mg/L；一定量的SS：不同礦差異較大，幾十到幾千PPM不等。通過(guò)添加藥劑碳酸鈉、氫氧化鈉，與礦井水質(zhì)中的主要存在的Ca2+、Mg2+進(jìn)行反應，生成沉淀物，經(jīng)沉淀后去除。
進(jìn)一步地，所述步驟六中回流到CTUF超濾系統的蒸發(fā)液溫度為70-90℃。
與現有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：（1）本發(fā)明的處理裝置包括依次連接的礦井廢水原水池，軟化池，沉淀池，CTUF超濾系統，高壓反滲透系統，超高壓反滲透系統，蒸發(fā)系統；加藥軟化沉淀池連接污泥處理系統；高反滲透系統、超高壓反滲透系統、蒸發(fā)系統產(chǎn)生的透過(guò)液進(jìn)入回用水池回用，CTUF超濾系統的截留液回到軟化池沉淀池，蒸發(fā)系統通過(guò)另一管道將蒸發(fā)液回流到CTUF超濾系統對超濾系統進(jìn)行高溫消毒以及清洗，清洗水通過(guò)管道回流到礦井廢水原水池；整個(gè)裝置需要采用的設備少，處理工藝路線(xiàn)短、操作運行簡(jiǎn)單，并且能夠實(shí)現近零排放，處理得到的污泥以及結晶鹽均可進(jìn)行重復利用；（2）軟化加藥添加的是碳酸鈉和氫氧化鈉即可，不添加藥劑PAM（聚丙烯酰胺）、PAC（聚合氯化鋁），有利于后段反滲透膜運行；（3）CTUF超濾系統采用5nm過(guò)濾精度超濾膜，只進(jìn)行一次軟化過(guò)濾，即可將上清液中不易沉淀、未沉淀的細小懸浮物截留，工藝簡(jiǎn)單、投資低；同時(shí)，CTUF超濾系統的超濾膜是采用有機陶瓷制備而成的膜片，具有耐污染，高溫性能，能夠進(jìn)行高溫消毒處理，蒸發(fā)系統產(chǎn)生的蒸發(fā)液回流到CTUF超濾系統，對超濾膜進(jìn)行消毒和沖洗，加快恢復超濾膜的通量，利用90℃高溫蒸發(fā)液清洗超濾系統，相比常溫清洗更徹底、系統恢復性更好。
（4）經(jīng)過(guò)CTUF超濾系統過(guò)濾的透過(guò)液，再經(jīng)過(guò)一次高壓反滲透和一次超高壓反滲透進(jìn)行進(jìn)一步濃縮，濃縮液進(jìn)入蒸發(fā)系統的蒸發(fā)結晶器中進(jìn)行加熱蒸發(fā)，分別析出硫酸鈉晶體、氯化鈉晶體，最后得到雜鹽，其中，硫酸鈉晶體含量≥97%wt，含水率≤1%；氯化鈉晶體含量≥92%wt，含水量≤6%，雜鹽含水量≤10%。
（發(fā)明人：方麗娜;沈斌;王立江;張園園）
