[发明专利]一种高盐高硬度矿井水近零排放工艺

权利要求书

1.一种高盐高硬度矿井水近零排放工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、沉淀及絮凝预处理

首先将矿井水排入预沉调节池进行水质和水量的均衡；然后将预沉处理后、投加絮凝剂PAC的矿井水泵入斜管沉淀池；接着将沉淀后的存水经高密沉淀池排入无阀滤池；无阀滤池的出水最后自流进入中间水池；

S2、超滤及反渗透深度处理

首先将步骤S1中间水池的存水泵至超过滤装置中；然后将超滤装置的出水贮存在超滤水池中；最后将超滤水池的存水由反渗透供水泵提升至反渗透装置内，经反渗透装置处理后，部分存水成为脱盐淡水进入清洗池，剩余存水成为脱盐尾水排至浓水池；

S3、脱盐尾水的浓缩处理

使用SED浓缩系统对步骤S2浓水池内的脱盐尾水进行浓缩、淡化、精制和提纯处理，得到的淡水回流至预沉调节池，得到的浓水排至综合回用水池；

S4、污泥脱水处理

首先将步骤S1中预沉调节池内的污泥泵至污泥浓缩机内进行浓缩，斜管沉淀池内的污泥经污泥池收集后亦泵至污泥浓缩机内进行浓缩；然后将所有污泥在污泥浓缩池中进行重力浓缩，随后泵至板框压滤机内进行压滤脱水，将含水率降至75％以下；

S5、脱盐淡水和脱盐尾水回收处理

步骤S2中得到的脱盐淡水主要用于满足矿井井下生产用水，多余部分外供电厂，满足电厂的生产用水和非饮用生活用水；

步骤S2中得到的脱盐尾水仅用于矿井工业场地的黄泥灌浆、矸石山防尘以及防火；

S6、煤泥和化学污泥回收处理

步骤S1中预沉淀调节池产生的煤泥经压滤后送至电厂用作发电燃料；

步骤S4中产生的脱水污泥前期可压制成泥饼、运至电厂灰场进行填埋处理，后期可经蒸发结晶得到氯化钠、硝酸钠以及氢氧化钠进行外售。

2.如权利要求1所述的一种高盐高硬度矿井水近零排放工艺，其特征在于，在步骤S1中，各装置的具体处理步骤如下：

S1-1、所述预沉调节池内的矿井水由提升泵提升至斜管沉淀池，沉淀煤泥泵至煤泥浓缩池；

S1-2、混合了絮凝剂的矿井水在所述斜管沉淀池的前端絮凝段进行混合，沉淀后由重力自流进入高密沉淀池；所述斜管沉淀池内的沉淀煤泥由重力自流进入污泥池，最终进入污泥浓缩池；

S1-3、向所述高密沉淀池的矿井水内投加氢氧化钠调节pH值到10～12，同时向矿井水中投加碳酸钠，对矿井水进行除硬；高密度沉淀池的沉淀污泥一部分回流前端絮凝段，提高矿井水中的悬浮物浓度，一部分排至后续的污泥脱水单元；

S1-4、所述无阀滤池经过一段时间的运行后会进行自动反冲洗，冲洗水自流进入集水池，再由设在集水池内的转输水泵提升至预沉调节池进行再处理。

3.如权利要求1所述的一种高盐高硬度矿井水近零排放工艺，其特征在于，所述超滤装置的滤网孔径为0.02μm，所述超滤装置的产水水量为3×150t/h；在10℃条件下，回收水率≥90％，胶体硅去除率≥80％；所述超滤装置的产水水质特性为：SDI为1～2，浊度为0.5FTU。

4.如权利要求1所述的一种高盐高硬度矿井水近零排放工艺，其特征在于，所述反渗透装置的产水水量为4×100t/h；在10℃条件下，回收水率≥75％；所述反渗透装置的产水水质特性为：浊度为0.2～0.5FTU，SS为8～10mg/L钙硬度为200～250mg/L，碱度为180～200mg/L。

5.如权利要求1所述的一种高盐高硬度矿井水近零排放工艺，其特征在于，所述深度处理单元的脱盐淡水回收率控制在74～76％，脱盐尾水排量控制在24～26％。

6.如权利要求1所述的一种高盐高硬度矿井水近零排放工艺，其特征在于，步骤S3中所述SED浓缩系统包括MVA，所述MVA为一种多孔荷电单价选择性阴离子交换膜，其制备方法如下：

S3-1、制备支撑基膜

S3-1-1、采用非溶剂致相分离法，在纺制三孔PVDF中空纤维膜时，将高强度PVDF筋线同步加入三孔PVDF中空纤维膜中，得到支撑基膜；

S3-1-2、将步骤S3-1-1制备的支撑基膜首先在蒸馏水中浸泡24h，取出后经清洗干燥，装入反应器中；

S3-2、荷电改性

首先将pH＝8.5的100mL多巴胺水溶液加入步骤S3-1-2的反应器中，然后将支撑基膜在室温搅拌的条件下浸泡改性24h,最后经取出、清洗、干燥得到荷电改性基膜；

S3-3、外表层改性

首先将步骤S3-1制备的荷电改性基膜浸泡到质量分数为0.5％的均苯三甲酰氯的正己烷溶液中、反应10min，然后用正己烷溶液冲洗后置于60℃下加热15min，得到TMC改性基膜；

S3-4、内表层改性

首先配制浓度为5mg/mL的DAS水溶液150mL﹐用稀盐酸调节pH为3.8；接着取步骤S3-3中制备的TMC改性基膜浸泡在100mL配好的DAS溶液中1～10min；然后取出，使用在紫外交联仪、在λ＝365nm的条件下中交联35min；最后将制备的TMC-DAS改性膜浸泡在纯水中保存。