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RO反渗透处理高矿化度矿井水

发布日期:(2016-11-1)   点击次数:605

伴随着采矿生产会有大量井下废水产生。据调查,每开采1吨煤炭,可产生1~2.5m3矿井水。另一方面,由于采矿破坏了地下水资源,许多采矿企业用水困难?缶纤砗蠡赜,不仅防止了污染,而且节约了宝贵的水资源,还可为企业降低供水成本,因此矿井水的处理利用受到越来越广泛的关注。

根据含盐量大小,可将水分为淡水(小于1 g/L),弱咸水(1~3 g/L),咸水(3~5 g/L),苦咸水(5~10 g/L),浓盐水(10~25 g/L),强盐水((大于50 g/L)?缶乃侍卣饕皇腔胱牵SS一般在100~500mg/L之间),二是存在有机物污染,三是含盐量变化较大(50~5000mg/L)。我国煤炭矿井水含盐量一般在1000~3000mg/L之间,少数矿井达到4000mg/L以上,属于高矿化度、弱咸水或咸水。这类矿井水的含盐成份主要是源于Ca2+、Mg2+、Na+、K+、SO42-、HCO-、Cl-等离子,使其硬度往往也较高。常规净化处理不能降低含盐量和硬度,其出水既不适用于生活饮用,更不宜作锅炉用水?缶砘赜帽匦肟悸浅未胧。

1、降低矿井水含盐量的方法

高矿化度矿井水的处理工艺除采用传统工艺去除悬浮物、有机物和消毒外,其关键工序是脱盐淡化。降低矿井水含盐量的方法主要有以下几种:

1)化学法
离子交换法是化学脱盐的主要方法。即利用阴阳离子交换剂去除水中的离子,以降低水的含盐量。其特点是:技术成熟、使用经验多,出水水质好,但工艺系统和运行管理复杂,不能连续出水,再生液会造成二次污染。离子交换软化法可作为RO的前处理,以减小硬度。此种脱盐工艺用于矿井水含盐量小于500mg/L时比较经济。

2)热力法
使用高温(蒸馏)和低温(冷冻)的处理过程均属于含盐水的热力法淡化。蒸馏法(高效蒸发、多级闪蒸、压汽蒸馏、太阳能蒸馏)是对含盐水进行热力脱盐淡化处理的有效方法。它以消耗热能为代价,适用于各种含盐量,尤其是高浓度的苦咸水淡化。蒸馏法的优点是设备寿命长,预处理要求低,操作方便,水质纯度高。但缺点是能耗高,设备较笨重,防腐要求高,热交换器表面易结垢等。一般当矿井水含盐量超过4000mg/L时才可以考虑采用。

3)膜滤法
电渗析(ED)和反渗透(RO)同属膜分离技术,是我国目前苦咸水脱盐淡化处理的两种主要方法。
ED法是在外加直流电场力的作用下,利用离子交换膜对溶液中离子的选择透过性,使溶质和溶剂分离的一种物理化学过程。含盐水经过电渗析后,便可得到淡化水和浓缩液(浓水)。当含盐量小于1000mg/L时,ED法的能耗低于蒸馏法。ED脱盐法的优点是:不需再生,可连续出水,工艺系统简单,设备少。其主要问题是:易发生极化结垢,水回收率低(一般为50%左右),对进水预处理要求高。当矿井水含盐量小于4000mg/L时用此法较为经济。上世纪七十年代初期,电渗析脱盐技术已在我国矿井水处理利用中得到应用。但由于它对SO42-去除率很难超过65%,用以淡化SO4.Na型和SO4.Cl-Na型水很难达到饮用水水质标准。另外它不能去除水中的有机物和细菌,设备运行能耗大。因此近年来在高矿化度矿井水淡化方面,ED法已逐渐被RO反渗透取代。

RO反渗透是借助于半透膜,在压力作用下进行物质分离的方法,它可有效地去除水中的无机盐、低分子有机物、病毒和细菌。对水的含盐量适用范围为3000~35000.mg/L。此法与ED法相比,其优点是产品水的回收率、脱盐率以及水的纯度均较高。缺点是操作压力高,对进水水质要求高,浓水若得不到适当处理将会造成二次污染。上世纪90年代,反渗透水处理技术已在我国得到较多的应用。



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