[发明专利]一种高硬度矿井水预处理方法和系统

说明书

本发明涉及一种高硬度矿井水预处理方法，其包括向导入的高硬度矿井水中导入至少第一碱性物质以使得经混凝的高硬度矿井水中的至少部分金属离子形成沉淀物；向所述经混凝的高硬度矿井水中导入絮凝剂以使得低密度矾花发展为絮凝体且所述沉淀物与絮凝剂结合发展为絮凝体以得到降硬絮凝的矿井水；以及分离出絮凝体以得到经过预处理的矿井水，本发明还公开了对应的系统。本发明的方案可以同时去除高硬度矿井水中的钙镁离子和胶体等悬浮物，从而可适用于例如地下矿井水处理等操作空间不宽裕的场景。

技术领域

本发明涉及水处理领域中矿井水的预处理方法及其系统，尤其涉及高矿化度矿井水的预处理方法和系统。

背景技术

高矿化度矿井水是通常指阴阳离子含量的总和超过1000 mg/L的矿井水，其中包括高硬度的矿井水。高矿化度矿井水约占全国煤矿矿井水量的40%。它是地下水与煤系地层中碳酸盐类岩层及硫酸岩层接触,该类矿物溶解于水的结果。使矿井水中Ca²⁺、Mg²⁺、HCO^3-、CO₃^2-、SO₄^2-增多,有的酸性矿井水与碳酸盐类岩层中和,导致矿化度增高。

对于高矿化度矿井水, 它主要分布于西北高原、黄淮海平原、东北、华东部分矿区, 而这些矿区也多是我国煤矿缺水最严重的地区, 因此对高矿化度矿井水的净化利用,已是解决严重缺水矿区缺水问题的一条捷径。高矿化度矿井水主要是因含盐量高而不宜饮用, 目前已有比较成熟的脱盐技术主要是RO（即反渗透）脱盐。但是反渗透膜污染问题是一个亟待解决的问题,它严重的影响了高矿化度矿井水的处理与利用。

目前我公司接到的矿井水深度处理项目中，由于矿井水水质恶劣，矿化度高，碱度、硬度基本饱和，极易产生碳酸钙、氢氧化镁等沉淀。而后续除盐处理RO系统浓缩矿井水时，矿化度、碱度、硬度随之过饱和，在使用阻垢剂情况下，仍超过阻垢剂容量极限，产生碳酸钙、氢氧化镁等沉淀，堵塞RO膜，因此矿井水前处理应该增加除硬软化功能。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种矿井水预处理方法及系统，通过这种改进的水处理系统和方法，可以提高水处理效率，大大减少沉淀池的面积及沉淀时间，并能得到良好的出水效果。

根据本发明的一些实施例提供了高硬度矿井水预处理方法，其包括步骤：

向导入的高硬度矿井水中加入至少第一碱性物质以及混凝剂以使得所述高硬度矿井水产生絮凝矾花，所述絮凝矾花至少部分源自所述至少第一碱性物质与矿井水中金属离子反应生成的盐；加入絮凝剂及微砂以使得絮凝矾花发展为絮凝体；以及分离出絮凝体以得到经过预处理的矿井水。

在一些实施例中，加入碱性物质和混凝剂后以第一速度进行搅拌混凝。

在一些实施例中，在所述搅拌混凝后以第二速度进行搅拌以发展絮凝体，其中，所述第二速度小于所述第一速度。

在一些实施例中，向导入的矿井水中加入第一碱性物质和第二碱性物质。

在一些实施例中，所述第一碱性物质是Ca(OH)₂溶液或Na₂CO₃溶液。

在一些实施例中，所述第一碱性物质是Ca(OH)₂溶液，所述第二碱性物质是Na₂CO₃溶液。

在一些实施例中，向所述高硬度矿井水中导入过量的第一碱性物质和/或第二碱性物质。

在一些实施例中，导入过量第一碱性物质和/或第二碱性物质后的矿井水的PH值大于10。

本发明的一些实施例公开了一种高硬度矿井水预处理方法，其包括：