公布日：2023.10.24
申請日：2023.06.27
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/24(2023.01)N;C02F1/36(2023.01)N;C02F1/40(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F1
/50(2023.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F103/10(2006.01)N
摘要
本發明公開了一種礦井水再生循環利用方法及系統，涉及礦井水處理技術領域，包括：將礦井水經由專用管道通入專用蓄水池，通過超聲設備對礦井水進行超聲處理；選擇專用樹脂去除礦井水中的氨氮，再進行氣浮除油處理，并對除油后的礦井水進行初步沉淀；在沉淀池中加入混凝劑、助凝劑，利用攪拌裝置混合均勻，將混凝反應后的礦井水通入斜板沉淀池進行沉淀，得到沉渣和上層清液；對沉渣進行污泥脫水處理，通過二氧化氯對上層清液進行殺菌消毒，并利用反滲透膜對上層清液進行深度處理，將深度處理后的濾液回用于煤礦生產。本發明實現了科學合理利用礦井水，發展和開發新型的礦井水處理技術和工藝，提高了礦井水的利用率。
權利要求書
1.一種礦井水再生循環利用方法，其特征在于，包括以下步驟：將礦井水經由專用管道通入專用蓄水池，通過超聲設備對礦井水進行超聲處理；選擇專用樹脂去除礦井水中的氨氮，再進行氣浮除油處理，并對除油后的礦井水進行初步沉淀；在沉淀池中加入混凝劑、助凝劑，利用攪拌裝置混合均勻，將混凝反應后的礦井水通入斜板沉淀池進行沉淀，得到沉渣和上層清液；對沉渣進行污泥脫水處理，通過二氧化氯對上層清液進行殺菌消毒，并利用反滲透膜對上層清液進行深度處理，將深度處理后的濾液回用于煤礦生產。
2.根據權利要求1所述的一種礦井水再生循環利用方法，其特征在于，通過超聲設備對礦井水進行超聲處理，具體為：采用至少兩個頻率不同的超聲波換能器在超聲功率0.5～1.2kW/m3、頻率12～150kHz下混頻超聲處理0.5～5h，降解礦井水中的大分子有毒有機物，使其形成絮狀物；采用平行設置且頻率相同的兩個超聲波換能器在超聲功率0.5～1.2kW/m3、頻率12～150kHz下駐波超聲處理0.5～5h，將絮狀物與處理后的礦井水分離。
3.根據權利要求1所述的一種礦井水再生循環利用方法，其特征在于，專用樹脂的獲取方式為：依次通過超聲、硫酸銅溶液、NaOH溶液改性樹脂，烘干得到能夠去除礦井水中的氨氮的專用樹脂。
4.根據權利要求1所述的一種礦井水再生循環利用方法，其特征在于，進行氣浮除油處理，具體為：基于礦井水中的油類含量及種類確定所需氣體與破乳劑，向礦井水中加入一定量的破乳劑并攪拌均勻，靜置過濾；將礦井水及降溫后的所需氣體導入溶氣水發生器中進行氣浮除油處理，得到除油后的礦井水。
5.根據權利要求1所述的一種礦井水再生循環利用方法，其特征在于，混凝劑為聚合氯化鋁PAC或聚合硫酸鐵PFS或聚合硫酸鋁PAS。
6.根據權利要求1所述的一種礦井水再生循環利用方法，其特征在于，助凝劑為聚丙烯酰胺、活化硅酸、骨膠、海藻酸鈉中的一種或幾種按任意比例的組合。
7.根據權利要求1所述的一種礦井水再生循環利用方法，其特征在于，對沉渣進行污泥脫水處理，具體為：基于沉渣的含水率和泥性，調配沉渣的進料和絮凝劑的比例，通過絮凝劑將沉渣中的游離水脫離出來，得到第一污泥和第一污水；對第一污泥進行破壁處理、壓濾脫水，得到第二污泥和第二污水；將第一污水和第二污水合并后進行過濾處理，得到第三污泥和中水；之后，第三污泥重復上述步驟。
8.根據權利要求1所述的一種礦井水再生循環利用方法，其特征在于，利用反滲透膜對上層清液進行深度處理，具體為：上清液進入第一反滲透膜，經第一反滲透膜處理后的濃水進入納濾膜，產水進入第三反滲透膜；經納濾膜處理后的濃水進入濃縮裝置，產水進入第二反滲透膜；經第二反滲透膜處理后的濃水進入濃縮裝置，產水進入第三反滲透膜；經第三反滲透膜處理后的濃水進入第二反滲透膜再次處理，且第三反滲透膜處理后的最終產水在合格后回用于煤礦生產。
9.一種礦井水再生循環利用系統，其特征在于，包括：超聲處理模塊、預處理模塊、混凝反應模塊、深度處理模塊；超聲處理模塊，用于將礦井水經由專用管道通入專用蓄水池，通過超聲設備對礦井水進行超聲處理；預處理模塊，通過選擇專用樹脂去除礦井水中的氨氮，再進行氣浮除油處理，并對除油后的礦井水進行初步沉淀；混凝反應模塊，用于在沉淀池中加入混凝劑、助凝劑，利用攪拌裝置混合均勻，將混凝反應后的礦井水通入斜板沉淀池進行沉淀，得到沉渣和上層清液；深度處理模塊，用于對沉渣進行污泥脫水處理，通過二氧化氯對上層清液進行殺菌消毒，并利用反滲透膜對上層清液進行深度處理，將深度處理后的濾液回用于煤礦生產。
發明內容
有鑒于此，本發明提供了一種礦井水再生循環利用方法及系統，可以實現礦井水的循環利用，提高礦井水的利用率。
為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種礦井水再生循環利用方法，包括以下步驟：
將礦井水經由專用管道通入專用蓄水池，通過超聲設備對礦井水進行超聲處理；
選擇專用樹脂去除礦井水中的氨氮，再進行氣浮除油處理，并對除油后的礦井水進行初步沉淀；
在沉淀池中加入混凝劑、助凝劑，利用攪拌裝置混合均勻，將混凝反應后的礦井水通入斜板沉淀池進行沉淀，得到沉渣和上層清液；
對沉渣進行污泥脫水處理，通過二氧化氯對上層清液進行殺菌消毒，并利用反滲透膜對上層清液進行深度處理，將深度處理后的濾液回用于煤礦生產。
可選的，通過超聲設備對礦井水進行超聲處理，具體為：
采用至少兩個頻率不同的超聲波換能器在超聲功率0.5～1.2kW/m3、頻率12～150kHz下混頻超聲處理0.5～5h，降解礦井水中的大分子有毒有機物，使其形成絮狀物；
采用平行設置且頻率相同的兩個超聲波換能器在超聲功率0.5～1.2kW/m3、頻率12～150kHz下駐波超聲處理0.5～5h，將絮狀物與處理后的礦井水分離。
可選的，專用樹脂的獲取方式為：
依次通過超聲、硫酸銅溶液、NaOH溶液改性樹脂，烘干得到能夠去除礦井水中的氨氮的專用樹脂。
可選的，進行氣浮除油處理，具體為：
基于礦井水中的油類含量及種類確定所需氣體與破乳劑，向礦井水中加入一定量的破乳劑并攪拌均勻，靜置過濾；
將礦井水及降溫后的所需氣體導入溶氣水發生器中進行氣浮除油處理，得到除油后的礦井水。
可選的，混凝劑為聚合氯化鋁PAC或聚合硫酸鐵PFS或聚合硫酸鋁PAS。
可選的，助凝劑為聚丙烯酰胺、活化硅酸、骨膠、海藻酸鈉中的一種或幾種按任意比例的組合。
可選的，對沉渣進行污泥脫水處理，具體為：
基于沉渣的含水率和泥性，調配沉渣的進料和絮凝劑的比例，通過絮凝劑將沉渣中的游離水脫離出來，得到第一污泥和第一污水；
對第一污泥進行破壁處理、壓濾脫水，得到第二污泥和第二污水；
將第一污水和第二污水合并后進行過濾處理，得到第三污泥和中水；之后，第三污泥重復上述步驟。
可選的，利用反滲透膜對上層清液進行深度處理，具體為：
上清液進入第一反滲透膜，經第一反滲透膜處理后的濃水進入納濾膜，產水進入第三反滲透膜；
經納濾膜處理后的濃水進入濃縮裝置，產水進入第二反滲透膜；
經第二反滲透膜處理后的濃水進入濃縮裝置，產水進入第三反滲透膜；
經第三反滲透膜處理后的濃水進入第二反滲透膜再次處理，且第三反滲透膜處理后的最終產水在合格后回用于煤礦生產。
一種礦井水再生循環利用系統，包括：超聲處理模塊、預處理模塊、混凝反應模塊、深度處理模塊；
超聲處理模塊，用于將礦井水經由專用管道通入專用蓄水池，通過超聲設備對礦井水進行超聲處理；
預處理模塊，通過選擇專用樹脂去除礦井水中的氨氮，再進行氣浮除油處理，并對除油后的礦井水進行初步沉淀；
混凝反應模塊，用于在沉淀池中加入混凝劑、助凝劑，利用攪拌裝置混合均勻，將混凝反應后的礦井水通入斜板沉淀池進行沉淀，得到沉渣和上層清液；
深度處理模塊，用于對沉渣進行污泥脫水處理，通過二氧化氯對上層清液進行殺菌消毒，并利用反滲透膜對上層清液進行深度處理，將深度處理后的濾液回用于煤礦生產。
經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本發明提供了一種礦井水再生循環利用方法及系統，通過超聲處理、去除氨氮、氣浮除油、混凝反應、殺菌消毒、反滲透膜等過程，操作方法簡單，提高了礦井水的處理效果及處理效率，實現礦井水的循環利用，節能環保，經濟和社會效益巨大。
（發明人：鄭潔銘;楊晶晶;尤龍;王丹丹;黃泰譽）
