[发明专利]一种高碳酸盐矿井水零排放处理方法及系统

说明书

本发明涉及一种高碳酸盐矿井水零排放处理方法及系统，该系统包括，脱碳单元，用于将高碳酸盐矿井水中的碳酸氢根转化为碳酸根，并脱除矿井水中溶解的CO₂；蒸发浓缩单元，用于蒸发浓缩脱碳后的矿井水得到含有氯化钠质量浓度为9～11.8%，碳酸钠质量浓度为18～20.5%的蒸发浓缩液；冷却结晶单元，用于将蒸发浓缩液冷却结晶并离心分离得到十水碳酸钠和冷冻母液；蒸发结晶单元，用于将冷冻母液蒸发浓缩并离心分离得到氯化钠和蒸发母液；干燥单元，用于干燥蒸发结晶单元排出的蒸发母液得到杂盐。本发明可以低成本、高效率地实现高碳酸盐矿井水中碳酸钠与氯化钠的回收利用，减轻企业的环保压力，降低高盐矿井水的处理成本，实现废水资源综合利用。

技术领域

本发明涉及一种矿井水处理方法及系统，特别涉及一种高碳酸盐矿井水零排放处理方法及系统，属于水处理技术领域。

背景技术

随着煤炭行业的快速发展，开采煤炭过程中排放大量废水，若不经处理直接排放，势必对环境造成严重污染，同时造成资源的大量浪费。由于此类废水中含有大量盐分，为提高工业废水回收率，目前一般采用预处理、超滤膜、反渗透膜等组合处理工序，产生产品水(大约占进水量90％)和高盐废水(大约占进水量10％)两种出水水质，其中产品水作为锅炉房补充水或是作为中水回用，同时产生的高盐废水，一般作为清净下水排放，但新的环保法严格限制这种含盐废水的排放。因此，高盐废水的进一步处理成为提高煤炭废水深度处理回用率的关键，同时高盐废水的进一步浓缩和处置(分质结晶)，是实现零排放要求的最核心单元。因此，解决好高盐水，提高污水处理回用率，对煤炭行业污水“零排放”工艺具有重要意义。

目前高盐矿井水的处理方法很多，如DTRO蝶管式反渗透、纳滤、电吸附、焚烧以及结晶法等。其中，DTRO碟管式反渗透膜和纳滤膜随着料液浓缩，盐分浓度越来越高，膜会容易堵塞，其截留效率会大大降低，需经常清洗和更换，势必增加运行成本；电吸附一般针对氯离子的去除，系统除盐率不高，再生时间长，浓水排放量大，而且电极板成本较高，目前只停留在研究阶段；焚烧会使废水中盐分粘附焚烧炉内壁，造成结焦，烟气由于含盐量高，也会在冷却中析出，导致余热回收装置和烟气处理设备堵塞，影响工艺运行，同时烟气处理后的废水中含盐量仍然较高，需进一步处理。

中国专利CN106517417A公开了一种基于钛白三洗水循环利用的新工艺，包括表面处理后物料先进行膜水洗，洗水再先后进行一级DTRO膜除盐、二级DTRO膜除盐；一级DTRO膜除盐排出部分浓盐水及进入二级DTRO膜除盐的处理液；二级DTRO膜除盐排出部分低浓度盐水及回用水。该发明虽然可以利用回收水，但同时排放TDS4000mg/L的高盐水，势必污染环境，同时若钛白粉微小颗粒难以处理，附着在膜表面造成堵塞，严重会影响膜的分离率和使用寿命。

中国专利CN206308076U公开了一种工业浓盐水处理用纳滤膜过滤装置，包括多段纳滤膜装置，第一段所述纳滤膜装置的进水管线连接于一前段供水管线上，前一段所述纳滤膜装置的排水管线与相邻的后一段所述纳滤膜装置的进水管线之间通过一中间供水管线相连通，最后一段所述纳滤膜装置的排水管线连接有一流水管线。该方法虽然可以回用浓缩液，但浓缩液也会越来越浓，对后面纳滤膜组件提出了更高的要求，会大大增加成本，同时最后一段所述纳滤膜装置的浓缩液直接外排会环境污染。

中国专利CN102603040B公开了一种电吸附除盐水处理方法，待处理水在通电工作过程经电吸附除盐后，达到技术指标的产出水进入产水箱；未达到技术指标的产出水进入中间水箱，此时在继续通水、通电的情况下，将工业盐酸注入电吸附模块，控制注入盐酸后的水，刚刚充满电吸附模块系统，而不被排出系统为止，并将电吸附模块系统的PH控制在2.0～6.0之间，与注入盐酸同时，产出水由正常进入产水箱，切换到排入中间水箱；待盐酸注满电吸附模块系统后，停止通水、切断电源，进入放电静置再生工艺过程。该发明电吸附模块除盐效率受模块再生、模块通道以及电极使用情况影响较大，难以工程上应用。