公布日：2023.03.07
申請日：2022.12.06
分類號：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(tǒng)，高壓反滲透系統(tǒng)，超高壓反滲透系統(tǒng)，蒸發(fā)系統(tǒng)；加藥軟化沉淀池連接污泥處理系統(tǒng)；高反滲透系統(tǒng)、超高壓反滲透系統(tǒng)，蒸發(fā)系統(tǒng)分別通過管道連接到回用水池；CTUF超濾系統(tǒng)的截留液通過回流管道連接加藥軟化沉淀池，蒸發(fā)系統(tǒng)的蒸發(fā)液通過另一管道回流到CTUF超濾系統(tǒng)，CTUF超濾系統(tǒng)的清洗水通過管道回流到礦井廢水原水池。本發(fā)明工藝路線短、軟化加藥不添加PAM、PAC，5nm過濾精度超濾膜只需進(jìn)行一次軟化過濾，同時(shí)可以用90℃高溫蒸發(fā)液清洗超濾系統(tǒng)，整個(gè)工藝設(shè)備少、投資低，操作運(yùn)行簡單。
權(quán)利要求書
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(tǒng)，高壓反滲透系統(tǒng)，超高壓反滲透系統(tǒng)，蒸發(fā)系統(tǒng)；CTUF超濾系統(tǒng)的透過液接進(jìn)高壓反滲透系統(tǒng)，高壓反滲透系統(tǒng)的截留液接進(jìn)超高壓反滲透系統(tǒng)，超高壓反滲透系統(tǒng)的截留液接進(jìn)蒸發(fā)系統(tǒng)，所述加藥軟化沉淀池連接污泥處理系統(tǒng)；所述高反滲透系統(tǒng)的滲過液、超高壓反滲透系統(tǒng)的滲過液，蒸發(fā)系統(tǒng)的蒸發(fā)液分別通過管道連接到回用水池；所述CTUF超濾系統(tǒng)的截留液通過回流管道連接加藥軟化沉淀池，所述蒸發(fā)系統(tǒng)的蒸發(fā)液通過另一管道回流到CTUF超濾系統(tǒng)，所述CTUF超濾系統(tǒng)的清洗水通過管道回流到礦井廢水原水池。
2.一種利用權(quán)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(yīng)，將廢水中溶解態(tài)的鈣、鎂轉(zhuǎn)化為不溶性懸浮物，再經(jīng)沉淀去除掉大部分懸浮物，底層沉淀下來的污泥進(jìn)入污泥處理系統(tǒng)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(tǒng)，將上清液中不易沉淀、未沉淀的細(xì)小懸浮物截留，CTUF超濾系統(tǒng)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(tǒng)透過液進(jìn)入后端高壓反滲透；步驟三，CTUF超濾系統(tǒng)透過液進(jìn)入高壓反滲透，高壓反滲透采用90barSTRO膜，高壓反滲透透過液進(jìn)入回用水池作為廠區(qū)回用水、截留液進(jìn)入后端超高壓反滲透系統(tǒng)；步驟四，高壓反滲透系統(tǒng)截留液進(jìn)入超高壓反滲透，超高壓反滲透采用120barSTRO膜，超高壓反滲透透過液進(jìn)入回用水池作為廠區(qū)回用水、截留液進(jìn)入后端蒸發(fā)系統(tǒng)；步驟五，蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)置蒸發(fā)結(jié)晶器，通過加熱的方式將超高壓反滲透系統(tǒng)截留液轉(zhuǎn)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(tǒng)消毒清洗液，CTUF超濾系統(tǒng)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)入回用水池作為廠區(qū)回用水。
3.根據(jù)權(quán)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(tǒng)的過濾精度為5nm。
4.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(tǒng)的蒸發(fā)液溫度為70-90℃。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種高礦化度礦井廢水的零排放處理工藝，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)廢水零排放，工藝路線短，設(shè)備少，操作運(yùn)行簡單。
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(tǒng)，高壓反滲透系統(tǒng)，超高壓反滲透系統(tǒng)，蒸發(fā)系統(tǒng)；CTUF超濾系統(tǒng)的透過液接進(jìn)高壓反滲透系統(tǒng)，高壓反滲透系統(tǒng)的截留液接進(jìn)超高壓反滲透系統(tǒng)，超高壓反滲透系統(tǒng)的截留液接進(jìn)蒸發(fā)系統(tǒng)，所述加藥軟化沉淀池連接污泥處理系統(tǒng)；所述高反滲透系統(tǒng)的滲過液、超高壓反滲透系統(tǒng)的滲過液，蒸發(fā)系統(tǒng)的蒸發(fā)液分別通過管道連接到回用水池；所述CTUF超濾系統(tǒng)的截留液通過回流管道連接加藥軟化沉淀池，所述蒸發(fā)系統(tǒng)的蒸發(fā)液通過另一管道回流到CTUF超濾系統(tǒng)，所述CTUF超濾系統(tǒng)的清洗水通過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(yīng)，將廢水中溶解態(tài)的鈣、鎂轉(zhuǎn)化為不溶性懸浮物，再經(jīng)沉淀去除掉大部分懸浮物，底部沉淀下來的污泥進(jìn)入污泥處理系統(tǒng)進(jìn)行處理；步驟二，加藥軟化沉淀池的上清液進(jìn)入5nm過濾精度CTUF超濾系統(tǒng)，將上清液中不易沉淀、未沉淀的細(xì)小懸浮物截留，CTUF超濾系統(tǒng)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(tǒng)透過液進(jìn)入后端高壓反滲透；步驟三，CTUF超濾系統(tǒng)透過液進(jìn)入高壓反滲透，高壓反滲透采用90barSTRO膜，高壓反滲透透過液進(jìn)入回用水池作為廠區(qū)回用水、截留液進(jìn)入后端超高壓反滲透系統(tǒng)；步驟四，高壓反滲透系統(tǒng)截留液進(jìn)入超高壓反滲透，超高壓反滲透采用120barSTRO膜，超高壓反滲透透過液進(jìn)入回用水池作為廠區(qū)回用水、截留液進(jìn)入后端蒸發(fā)系統(tǒng)；步驟五，蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)置蒸發(fā)結(jié)晶器，通過加熱的方式將超高壓反滲透系統(tǒng)截留液轉(zhuǎn)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(tǒng)化學(xué)清洗液，CTUF超濾系統(tǒng)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)入回用水池作為廠區(qū)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(jī)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(yīng)，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(tǒng)的蒸發(fā)液溫度為70-90℃。
與現(xiàn)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(tǒng)，高壓反滲透系統(tǒng)，超高壓反滲透系統(tǒng)，蒸發(fā)系統(tǒng)；加藥軟化沉淀池連接污泥處理系統(tǒng)；高反滲透系統(tǒng)、超高壓反滲透系統(tǒng)、蒸發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)生的透過液進(jìn)入回用水池回用，CTUF超濾系統(tǒng)的截留液回到軟化池沉淀池，蒸發(fā)系統(tǒng)通過另一管道將蒸發(fā)液回流到CTUF超濾系統(tǒng)對超濾系統(tǒng)進(jìn)行高溫消毒以及清洗，清洗水通過管道回流到礦井廢水原水池；整個(gè)裝置需要采用的設(shè)備少，處理工藝路線短、操作運(yùn)行簡單，并且能夠?qū)崿F(xiàn)近零排放，處理得到的污泥以及結(jié)晶鹽均可進(jìn)行重復(fù)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(yùn)行；（3）CTUF超濾系統(tǒng)采用5nm過濾精度超濾膜，只進(jìn)行一次軟化過濾，即可將上清液中不易沉淀、未沉淀的細(xì)小懸浮物截留，工藝簡單、投資低；同時(shí)，CTUF超濾系統(tǒng)的超濾膜是采用有機(jī)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(tǒng)產(chǎn)生的蒸發(fā)液回流到CTUF超濾系統(tǒng)，對超濾膜進(jìn)行消毒和沖洗，加快恢復(fù)超濾膜的通量，利用90℃高溫蒸發(fā)液清洗超濾系統(tǒng)，相比常溫清洗更徹底、系統(tǒng)恢復(fù)性更好。
（4）經(jīng)過CTUF超濾系統(tǒng)過濾的透過液，再經(jīng)過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(tǒng)的蒸發(fā)結(jié)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）
