許多煤礦礦井水中除含有以煤屑為主的懸浮物外,溶解性總固體、總硬度、硫酸鹽、氯化物、氟化物等的含量也比較高,必須對這些礦井污水進(jìn)行深度處理后才能作為煤礦生活用水和生產(chǎn)用水。不同的礦井水中離子含量各不相同,不能簡(jiǎn)單地套用常規自來(lái)水制純備凈水的反滲透技術(shù),必須根據某一特定煤礦的礦井水的水質(zhì)特點(diǎn),通過(guò)模擬試驗采用相應的處理技術(shù)和工藝參數。
離子交換法是化學(xué)脫鹽的主要方法,這是一種比較簡(jiǎn)單的方法,就是利用陰陽(yáng)離子交換劑去除水中的離子,以降低水的含鹽量。此法用在進(jìn)水含鹽量小于500mg/L時(shí)比較經(jīng)濟,可用作高礦化度水經(jīng)膜分離法處理的進(jìn)一步除鹽工序。
礦井水深度處理(1)反滲透法
反滲透法是以大于溶質(zhì)滲透壓的壓力為推動(dòng)力,用半透膜過(guò)濾,使溶液中的溶劑和溶質(zhì)分離的方法。反滲透工藝一般包括預處理、膜分離和后處理。預處理是為了清除和減少原水對膜分離功能有害的各種因素,包括去除懸浮物、調節PH值和溫度、去除油類(lèi)和有機物等,一般采用混凝、沉淀、過(guò)濾、活性炭吸附等步驟。后處理通常是根據出水的使用目的,采取中和、消毒、脫除CO2等。
工藝原理及流程見(jiàn)圖
礦井水深度處理。2)膜分離法
膜分離方法是利用選擇性透過(guò)膜分離介質(zhì),當膜兩側存在某種推動(dòng)力(如壓力差、濃度差、電位差)時(shí),使溶劑(通常是水)與溶質(zhì)或微粒分離的方法。
膜分離法的主要特點(diǎn):低耗、高效、不發(fā)生相變、常溫進(jìn)行、適用范圍廣、裝置簡(jiǎn)單、易操作和易控制等。而膜法水處理則具有適應性強、效率高、占地面積小、運行經(jīng)濟的特點(diǎn)。反滲透和電滲析脫鹽技術(shù)均屬于膜分離技術(shù),是我國目前苦咸水脫鹽淡化處理的主要方法。但是膜分離法的一個(gè)主要問(wèn)題是膜易污染,為了防止膜污染,一般這兩種技術(shù)對進(jìn)水水質(zhì)均有嚴格的要求。因此進(jìn)水必須經(jīng)過(guò)一般的預處理,即經(jīng)過(guò)沉淀、過(guò)濾、吸附和消毒等幾個(gè)步驟方可。
礦井水深度處理。3)電滲析法
電滲析法(ED)是一種利用電能來(lái)進(jìn)行膜分離的方法。電滲析是在直流電場(chǎng)作用下,利用陰、陽(yáng)離子交換膜對溶液中陰、陽(yáng)離子的選擇透過(guò)性,而使溶液中的溶質(zhì)與水分離的一種物理化學(xué)過(guò)程。電滲析法除鹽以?xún)蓚(gè)條件為基本:一是離子的帶電性。水中離子是帶電的,在直流電場(chǎng)中,陰、陽(yáng)離子作定向遷移,根據同性相斥、異性相吸的原則,陽(yáng)離子移向陰極,陰離子移向陽(yáng)極。二是離子交換具有選擇透過(guò)性。離子交換膜是電滲析器的重要組成部分,離子交換膜是一種由高分子材料制成的具有離子交換基團的薄膜,分為陽(yáng)膜和陰膜兩類(lèi),陽(yáng)膜只允許水中的陽(yáng)離子透過(guò),阻擋陰離子,而陰膜只允許水中的陰離子透過(guò)而阻擋陽(yáng)離子。良好的離子交換膜應具備下列各種條件:①具有較高的離子選擇透過(guò)性;②具有低的滲水性;③具有較低的膜電阻;④化學(xué)穩定性良好,能耐高濃度的酸堿和一定的溫度; ⑤具有高的機械強度和適當的厚度;⑥膜的全部結構應均勻一致,表面光滑。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
電滲析技術(shù)具有無(wú)需任何化學(xué)藥品,且設備及其組裝工藝簡(jiǎn)單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。我國有數十家煤礦相繼采用了這一技術(shù),均取得了較好的脫鹽效果。但這一技術(shù)也暴露一些缺點(diǎn),如:①對原水的預處理要求較高;②電耗較大,易結垢和膜壽命短;③電滲析本體由塑料件組成,因此塑料老化成為增加電滲析維修費用的因素;④電滲析操作電流、電壓直接受原水水質(zhì)、水量的影響,過(guò)程穩定性差,容易出現惡性化。