1、1内蒙能源上海庙矿区矿井水深度处理的研究摘要文章分析研究内蒙能源上海庙矿区井水情况，采用国内首创的反渗透处理+浓盐水深度处理节水减排方法。并达到了良好的社会效益，经济效益。供业内人士参考。 关键词矿井水发渗透 浓盐水 节水减排 深度处理 中图分类号： TU991 文献标识码： A 文章编号： 项目简介 新矿内蒙古能源有限责任公司所辖上海庙矿区地处毛乌苏沙漠边缘，年降雨量 230mm，蒸发量 2000mm，属严重缺水地区。 新矿内蒙能源上海庙矿区供水规划确定建设中心水处理厂将上海庙矿区矿井涌水统一处理成为饮用水标准的淡水后输送回各矿供生产生活之用。 按照集团公司新矿内蒙能源上海庙矿区供水规划要求
2、，新矿内蒙古能源有限责任公司工程部对上海庙矿区供水系统分析发现存在如下问题： 1）根据新矿内蒙能源上海庙矿区供水规划上海庙矿区建设2500 th 反渗透水处理系统，额定产水率 75，每小时产生浓盐水250 th，水量较大。浓盐水是处理过程产生的废水，根据环保部门规定不能直接排放，冬季自然蒸发量小，存储困难。 2）根据新矿内蒙能源上海庙矿区供水规划水量平衡分析,上海庙矿区建成投产后需外购饮用水标准的淡水（黄河水）215000md，用水量大于供水量。 3）为实现浓盐水的减量化和对水资源的节约利用，新矿内蒙古能源有限责任公司工程部组织北京大地设计院、江苏华熙环保科技有限公司开展中心水处理厂浓盐水深度
3、处理系统的研究。根据该工艺的试验数据，水厂二期将增加一套进水量 300 m3/h 的浓盐水回收系统，系统产水率约为 50%。淡化综合产水率按 87.5%计算。水厂日产水量为 19586 m3/d。系统按 22h 工作制度计算，小时产水量为 890m3/h。 项目实施工艺方案 采用国内首创的反渗透处理+浓盐水深度处理节水减排方法。 中心水处理厂：现有一套进水 500 m3/h 的淡化水处理系统，根据原水水质分析，原水溶解性总固体在 3000 mg/l4000 mg/l。而生活饮用水卫生标准 （GB5749-2006）要求溶解性总固体1000 mg/l。因此，必须进行淡化处理。原脱盐水站采用了反渗
4、透工艺（RO） 。反渗透工艺已经是目前比较成熟和常用的工艺。根据原水量，二期增加一套进水量 500 m3/h 的淡化水处理系统处理系统既能满足需要。 浓盐水回收淡化工艺 现有淡化水工艺采用的是一段多级式工艺，系统产水率为 75%（25）。回收率低，浓盐水排放量大，为了提高产水率，较少浓盐水排放。拟以第一段浓盐水为原水，选用专用的抗污染膜，建设浓盐水回收系统。 根据对浓盐水水质的分析。浓盐水水质复杂，尤其是原水中含有可能对反渗透膜造成严重损害的钡离子。为保证反渗透膜的稳定运行，需要对中的钡离子进行处理。设计考虑的预处理方案为弱酸性阳床。即浓3盐水先浸入浓盐水箱，经水泵提升进入弱酸性阳床进行离子交
5、换，再经过保安过滤器，然后高压泵加压通过反渗透装置。 为了避免风险，按照上述工艺，搭建了小试装置。进行试验，获得运行数据后，验证工艺路线的合理性、可靠性。 小试进水量按 2 m3/h 设计，通过多点取样，对浓水、阳床出水、反渗透出水的水质进行分析。通过实验，确定阳床合理的运行参数。通过实验，确定反渗透进水膜进水的水质参数，并根据制造厂家的计算软件，推测其合理的运行环境和运行寿命。 需要关注的是，阳床运行以“软化”为目的，并不以“脱盐”为目的。着重点在对二价阳离子（致垢性离子）的去除。因此，根据实际水质对其运行参数进行试验确定，主要有工作交换容量、周期制水量、周期运行时间、再生剂比耗。反渗透装置
6、应确定膜通量的变化情况，确保其运行寿命。 通过过试验证明，设计采用弱酸阳床作为反渗透系统的预处理工艺是可行的，从化验数据看，弱酸阳床对致垢性离子去除效果明显，尤其是钡离子，弱酸阳床出水已不可检出。34 天的运行中，反渗透膜产水率稳定。说明，预处理措施可靠，所选的抗污染膜对进水适应性好。 树脂灌再生周期平均为 4 天一次，杀菌剂每 2 天加一次，每次120g。树脂罐再生周期比预计的要长，大大节约了药剂费用。下一步进入大规模生产，估计药剂成本还会降低。 3、反渗透预处理工艺 反渗透进水对水质有严格的要求，各项指标中本矿井排水总铁、总4锰、水温能满足要求。硫酸钙溶度积通过加阻垢剂解决。 为满进水水浊
7、度要求。因此在进入反渗透前还需进一步处理。 目前常用的预处理工艺为活性炭吸附和超滤二种方式。活性炭是一种多孔颗粒，具有很大的比表面积，可以将水中的有害物质吸附在表面，从而使水质净化。超滤的分离机理是筛孔分离过程。超滤膜截流的粒径范围为 120nm，可以截留溶解的大分子物质，主要是蛋白质、乳胶、各类酶、细菌、糖类、微粒子等。超滤的操作压力小（0.10.5 MPa） ，透水量大，运行费用低。 原脱盐水站预处理采用了多介质过滤器过滤+活性炭过滤器作为反渗透预处理设施，能够满足要求。 原脱盐水站设置了换热器对原水进行加热，为节约能源，充分利用成品水所蕴含的热量，拟对成品水余热进行回收。在原水加热过程中
8、设立两级换热系统，首先进行 25的成品水与 5原水的换热，然后再由锅炉房来的蒸汽将初级换热后的原水加热至 25。 本区位于毛乌素沙漠西南边缘，呈低缓丘陵地貌，西低东高。区内无常年地表径流，在矿区南端长城南侧之边沟有水流，自东而西流经横城矿区北端，在临河汇入黄河，流量一般为 2.5840.5 升/秒，随季节性变化。区内地势平坦，大的行洪干沟也不多，矿区范围内缺乏排水出路。因此，矿区井下排水、生活污水均无外排除路。 另一方面，矿区属严重缺水地区。按照循环经济的原则，井下排水和生活污水均应充分复用。如前所述，井下排水水量具有较大的不确定性。矿井建设也存在一个周期。另外在生产中，也存在发生最大涌水量5
9、的可能。 矿区中心水处理厂采用的反渗透脱盐淡化工艺，根据测算，每天有2798 m3/d（90.6 万 m3/a）浓盐水外排。这部分水无法再生利用。需要进行处置。 目前，浓盐水的最终处置主要方法是蒸发。采用人工加热蒸发的方法成本太大。设计建议采用自然蒸发的方法。即将浓盐水排入水塘，利用本区自然蒸发量大的特点自然蒸发。在中心水厂北部建设浓盐水池一座，容积 60 万立方米。 此外，在矿区北部还规划了排矸场一座，可以将浓盐水通过管道输送到排矸场用于压实降尘。 三、达到的技术水平、经济、社会效益及推广应用前景 1、社会效益：1）实现浓盐水的减量排放，减少土地盐碱化污染。 2）开创缺水地区水处理节水减排新方法。 3）提高回收率，减少对地表水资源（黄河）的使用。 2、经济效益：预计该工艺可提高浓盐水的利用率达 50%55%，可以由原来 2500t/h 原水产 2375t/h 的一类清水增加到 2437t/h 的一类清水，每吨清水的产水成本 4.3 元，与黄河水 4.5 元比较，可以尽可能的减少黄河水的使用量，并解决了矿井排水的处置问题； 试验成功后，技术水平达到国内先进水平，开创国内缺水地区水处理节水减排新方法
