高含盐量矿井水资源化利用浅析.doc

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1、技术创新成果材料反渗透技术在新巨龙公司的创新应用完成单位：土建部完成人员：高增功、王宪东邱波公卫文魏恒宇完成时间：2011年3月一、课题背景涌水量大、温度高、含盐量高、腐蚀性强是我公司矿井水的典型特征。在冃前生产规模条件下，每天的涌水量约4万吨；经矿井水处理站处理过之后再泵送至各用水点的温度为夏天40°C、冬天30°C；根据检测，矿井水中的含盐量（TDS）一直处在4000mg/l—5000ing/l之间，属于高含盐量苦咸水，且硫酸根离子（sor）含量非常高，达到2600mg/L超出饮用水标准十倍之多，若不进行淡化处理，该水的利用价值很难得到有效体现；腐蚀性强是水中含盐量高、离子

2、成分复杂的一种伴随现象，采取相应防腐措施，此类问题比较容易解决。二、主要内容（一）我公司矿井水淡化工艺流程简述从浑浊的矿井水到生产出优质的纯净水，整个流程包含两个性质不同的处理单元，按先后顺序分别称之为“矿井水处理站”和“矿井水淡化车间”。“矿井水处理站”的工艺流程为：初级沉淀池、絮凝剂和助凝剂加药泵房、高效沉淀池、无阀滤池、紫外线杀菌设施、煤泥处理单元、产品水池等。本质上讲，“矿井水处理站”属于污水处理范畴，其主要功能是去除矿井水中的泥沙、煤屑等悬浮物，其山水水质只能达到污水排放的有关标准。若要对“矿井水处理站”出水实施综合利用，必须根据应用场合的水质耍求有针对性地对其进行深

3、度处理。“矿井水淡化车间”的工艺流程为：原水池、原水泵、压力式多介质过滤器、精密过滤器、高压泵、反渗透本体（淡水产出单元）、产品水池、辅助设施等。该工艺路线是对“离子交换”、“电渗析”、“反渗透”三种常用苦咸水淡化方法从经济合理性和操作方便性等各方面对比后作出的最佳选择。（二）我公司利用反渗透技术对矿井水进行淡化处理的实践过程矿建期间，我公司间隔两年先期投入运行的两套处理能力为30吨/小吋苦咸水淡化系统是针对矿区内临吋自备井和永久水源地深水井作为水源条件进行设计的，由于水源水量受客观条件限制，再加上水质相对较好（没有有机污染物，仅含有一定量泥沙），当时的设计理念是在技术要求允许

4、的范围内尽可能提高原水利用率，因此，系统回收率设定为75%,在水源条件没有改变之前，两套系统一直运行稳定，符合最初设计要求。随着煤矿开始进入正式生产阶段，矿井水涌水量也达到了一个非常客观的数量，为了变废为宝，使矿井水得到资源化利用，公司领导决定以矿井水处理站出水作为生产、生活用水的原水水源。为使苦咸水淡化系统能适应矿井水这一前提水质条件所发生的根本性变化，我们对矿井水处理站出水进行了较长时间的跟踪监测，待取得可靠稳定数据后，在系统设计单位的配合下，我们根据新的水质条件对系统配置和操作条件做了相应调整。根据原水不存在水量供应不足、但存在部分有机污染物这一现状，我们在运行过程中及时

5、降低了系统冋收率这一参数，以期减轻污染物对膜元件的污堵，并适时对膜元件进行化学清洗;根据在相同压力下原水水温高导致通量增加这一特点，通过调低高压泵变频器运行频率，在产水能力保持不变的条件下，大大降低了系统运行压力，节约能源消耗近30%,每年光节省电费就达到12万元。几年来的实践表明，此种办法是非常成功的，为拓展矿井水资源化利用领域积累了宝贵的经验和资料。在矿井产煤量不断增加的同时，井下各类设备对淡水的需求也显著加大，为此，我公司2009年委托另外一家水处理公司安装了两套设计产水能力皆为80吨/小吋的纯净水系统，尽管系统设计单位前期到我公司现场对原水做过多次取样分析，并将他们认为

6、是先进技术的设备应用其上，但经过差不多一年的调试，最终还是以失败告终，并致设备核心构件严重受损。为尽可能减少损失，公司领导断然决定对该系统进行技术改造，以免对井下安全生产造成进一步影响。由于有儿年来运行早期设备的成功经验，这次技术改造，我们充分考虑现有水质条件和特点，拓展创新思路，不断提高理论与实践的结合层次，达到非同寻常的良好效果。通过更换预处理设备，不仅能让其发挥正常预处理功能，还部分分担了矿井水处理站这一污水处理单元的效能，有效缓解了矿井水处理站出水水质不稳给后续纯净水生产设备带来的严重冲击；通过更换高压泵并增加变频器这一措施，一方面增加了设备调控的灵活性，能够根据原水水

7、温的变化随时调整系统运行压力，以达到保护设备的目的，更为突出的是，此举的节能降耗效果异常明显，不仅能挽冋原设备造成的损失，在运行过程屮每年还能为公司节省不菲的能耗费用。考虑到水温同膜元件通量的相关性，参考早期设备的运彳亍数据，在保证产水量不变并留有余量的前提下，我们对高压泵及原水泵作了符合实际的科学选型，使两套系统运行功率由原來的338KW减小到现在的172KW,整整降低了166KW。按每天运行20小时、每度电0.6元、每年运行350天计算，仅电费一项每年可为公司节约资金达70万元，再加上精