公布日：2023.10.24
申请日：2023.06.27
分类号：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
本发明公开了一种矿井水再生循环利用方法及系统，涉及矿井水处理技术领域，包括：将矿井水经由专用管道通入专用蓄水池，通过超声设备对矿井水进行超声处理；选择专用树脂去除矿井水中的氨氮，再进行气浮除油处理，并对除油后的矿井水进行初步沉淀；在沉淀池中加入混凝剂、助凝剂，利用搅拌装置混合均匀，将混凝反应后的矿井水通入斜板沉淀池进行沉淀，得到沉渣和上层清液；对沉渣进行污泥脱水处理，通过二氧化氯对上层清液进行杀菌消毒，并利用反渗透膜对上层清液进行深度处理，将深度处理后的滤液回用于煤矿生产。本发明实现了科学合理利用矿井水，发展和开发新型的矿井水处理技术和工艺，提高了矿井水的利用率。
权利要求书
1.一种矿井水再生循环利用方法，其特征在于，包括以下步骤：将矿井水经由专用管道通入专用蓄水池，通过超声设备对矿井水进行超声处理；选择专用树脂去除矿井水中的氨氮，再进行气浮除油处理，并对除油后的矿井水进行初步沉淀；在沉淀池中加入混凝剂、助凝剂，利用搅拌装置混合均匀，将混凝反应后的矿井水通入斜板沉淀池进行沉淀，得到沉渣和上层清液；对沉渣进行污泥脱水处理，通过二氧化氯对上层清液进行杀菌消毒，并利用反渗透膜对上层清液进行深度处理，将深度处理后的滤液回用于煤矿生产。
2.根据权利要求1所述的一种矿井水再生循环利用方法，其特征在于，通过超声设备对矿井水进行超声处理，具体为：采用至少两个频率不同的超声波换能器在超声功率0.5～1.2kW/m3、频率12～150kHz下混频超声处理0.5～5h，降解矿井水中的大分子有毒有机物，使其形成絮状物；采用平行设置且频率相同的两个超声波换能器在超声功率0.5～1.2kW/m3、频率12～150kHz下驻波超声处理0.5～5h，将絮状物与处理后的矿井水分离。
3.根据权利要求1所述的一种矿井水再生循环利用方法，其特征在于，专用树脂的获取方式为：依次通过超声、硫酸铜溶液、NaOH溶液改性树脂，烘干得到能够去除矿井水中的氨氮的专用树脂。
4.根据权利要求1所述的一种矿井水再生循环利用方法，其特征在于，进行气浮除油处理，具体为：基于矿井水中的油类含量及种类确定所需气体与破乳剂，向矿井水中加入一定量的破乳剂并搅拌均匀，静置过滤；将矿井水及降温后的所需气体导入溶气水发生器中进行气浮除油处理，得到除油后的矿井水。
5.根据权利要求1所述的一种矿井水再生循环利用方法，其特征在于，混凝剂为聚合氯化铝PAC或聚合硫酸铁PFS或聚合硫酸铝PAS。
6.根据权利要求1所述的一种矿井水再生循环利用方法，其特征在于，助凝剂为聚丙烯酰胺、活化硅酸、骨胶、海藻酸钠中的一种或几种按任意比例的组合。
7.根据权利要求1所述的一种矿井水再生循环利用方法，其特征在于，对沉渣进行污泥脱水处理，具体为：基于沉渣的含水率和泥性，调配沉渣的进料和絮凝剂的比例，通过絮凝剂将沉渣中的游离水脱离出来，得到第一污泥和第一污水；对第一污泥进行破壁处理、压滤脱水，得到第二污泥和第二污水；将第一污水和第二污水合并后进行过滤处理，得到第三污泥和中水；之后，第三污泥重复上述步骤。
8.根据权利要求1所述的一种矿井水再生循环利用方法，其特征在于，利用反渗透膜对上层清液进行深度处理，具体为：上清液进入第一反渗透膜，经第一反渗透膜处理后的浓水进入纳滤膜，产水进入第三反渗透膜；经纳滤膜处理后的浓水进入浓缩装置，产水进入第二反渗透膜；经第二反渗透膜处理后的浓水进入浓缩装置，产水进入第三反渗透膜；经第三反渗透膜处理后的浓水进入第二反渗透膜再次处理，且第三反渗透膜处理后的最终产水在合格后回用于煤矿生产。
9.一种矿井水再生循环利用系统，其特征在于，包括：超声处理模块、预处理模块、混凝反应模块、深度处理模块；超声处理模块，用于将矿井水经由专用管道通入专用蓄水池，通过超声设备对矿井水进行超声处理；预处理模块，通过选择专用树脂去除矿井水中的氨氮，再进行气浮除油处理，并对除油后的矿井水进行初步沉淀；混凝反应模块，用于在沉淀池中加入混凝剂、助凝剂，利用搅拌装置混合均匀，将混凝反应后的矿井水通入斜板沉淀池进行沉淀，得到沉渣和上层清液；深度处理模块，用于对沉渣进行污泥脱水处理，通过二氧化氯对上层清液进行杀菌消毒，并利用反渗透膜对上层清液进行深度处理，将深度处理后的滤液回用于煤矿生产。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种矿井水再生循环利用方法及系统，可以实现矿井水的循环利用，提高矿井水的利用率。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种矿井水再生循环利用方法，包括以下步骤：
将矿井水经由专用管道通入专用蓄水池，通过超声设备对矿井水进行超声处理；
选择专用树脂去除矿井水中的氨氮，再进行气浮除油处理，并对除油后的矿井水进行初步沉淀；
在沉淀池中加入混凝剂、助凝剂，利用搅拌装置混合均匀，将混凝反应后的矿井水通入斜板沉淀池进行沉淀，得到沉渣和上层清液；
对沉渣进行污泥脱水处理，通过二氧化氯对上层清液进行杀菌消毒，并利用反渗透膜对上层清液进行深度处理，将深度处理后的滤液回用于煤矿生产。
可选的，通过超声设备对矿井水进行超声处理，具体为：
采用至少两个频率不同的超声波换能器在超声功率0.5～1.2kW/m3、频率12～150kHz下混频超声处理0.5～5h，降解矿井水中的大分子有毒有机物，使其形成絮状物；
采用平行设置且频率相同的两个超声波换能器在超声功率0.5～1.2kW/m3、频率12～150kHz下驻波超声处理0.5～5h，将絮状物与处理后的矿井水分离。
可选的，专用树脂的获取方式为：
依次通过超声、硫酸铜溶液、NaOH溶液改性树脂，烘干得到能够去除矿井水中的氨氮的专用树脂。
可选的，进行气浮除油处理，具体为：
基于矿井水中的油类含量及种类确定所需气体与破乳剂，向矿井水中加入一定量的破乳剂并搅拌均匀，静置过滤；
将矿井水及降温后的所需气体导入溶气水发生器中进行气浮除油处理，得到除油后的矿井水。
可选的，混凝剂为聚合氯化铝PAC或聚合硫酸铁PFS或聚合硫酸铝PAS。
可选的，助凝剂为聚丙烯酰胺、活化硅酸、骨胶、海藻酸钠中的一种或几种按任意比例的组合。
可选的，对沉渣进行污泥脱水处理，具体为：
基于沉渣的含水率和泥性，调配沉渣的进料和絮凝剂的比例，通过絮凝剂将沉渣中的游离水脱离出来，得到第一污泥和第一污水；
对第一污泥进行破壁处理、压滤脱水，得到第二污泥和第二污水；
将第一污水和第二污水合并后进行过滤处理，得到第三污泥和中水；之后，第三污泥重复上述步骤。
可选的，利用反渗透膜对上层清液进行深度处理，具体为：
上清液进入第一反渗透膜，经第一反渗透膜处理后的浓水进入纳滤膜，产水进入第三反渗透膜；
经纳滤膜处理后的浓水进入浓缩装置，产水进入第二反渗透膜；
经第二反渗透膜处理后的浓水进入浓缩装置，产水进入第三反渗透膜；
经第三反渗透膜处理后的浓水进入第二反渗透膜再次处理，且第三反渗透膜处理后的最终产水在合格后回用于煤矿生产。
一种矿井水再生循环利用系统，包括：超声处理模块、预处理模块、混凝反应模块、深度处理模块；
超声处理模块，用于将矿井水经由专用管道通入专用蓄水池，通过超声设备对矿井水进行超声处理；
预处理模块，通过选择专用树脂去除矿井水中的氨氮，再进行气浮除油处理，并对除油后的矿井水进行初步沉淀；
混凝反应模块，用于在沉淀池中加入混凝剂、助凝剂，利用搅拌装置混合均匀，将混凝反应后的矿井水通入斜板沉淀池进行沉淀，得到沉渣和上层清液；
深度处理模块，用于对沉渣进行污泥脱水处理，通过二氧化氯对上层清液进行杀菌消毒，并利用反渗透膜对上层清液进行深度处理，将深度处理后的滤液回用于煤矿生产。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种矿井水再生循环利用方法及系统，通过超声处理、去除氨氮、气浮除油、混凝反应、杀菌消毒、反渗透膜等过程，操作方法简单，提高了矿井水的处理效果及处理效率，实现矿井水的循环利用，节能环保，经济和社会效益巨大。
（发明人：郑洁铭;杨晶晶;尤龙;王丹丹;黄泰誉）