煤矿矿井水资源化绿色短流程关键技术与装备
何绪文
王绍州
张学伟
季晓晴
中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京 100083
摘要：煤炭是我国重要的工业原料,与我国经济发展关系密切.煤炭开采过程中会产生大量矿井水,是重要的非常规水资源,需妥善处理.然而现有矿井水处理技术普遍存在占地大、流程长、需加药、运行维护复杂和出水水质不稳定等问题,为缩短处理流程、提高处理效率和保证出水水质,亟需研发新的关键技术与装备.采用聚瓷膜直滤技术处理矿井水,通过对膜通量、膜比通量、运行压力和循环流量等条件的对比分析,确定最佳运行参数为:运行压力0.2 MPa,循环流量18 m3/h,处理过程无需加药,出水悬浮物质量浓度稳定<1 mg/L,浊度稳定<1 NTU.采用广泛应用的膜堵塞模型来探讨膜污染机制,膜污染分析结果表明,膜污堵主要以滤饼层污堵为主,并伴随中间污堵,具体表现为膜的表面污染和膜孔的堵塞.通过水力反洗及时清除膜表面污染,最佳反洗时间为 60 s,通量恢复率为 85.12%;通过定时化学清洗清除膜孔污堵,用复配制剂清洗 3h,通量恢复率可达 95%以上.工程案例表明,聚瓷膜直滤可直接取代"混凝沉淀-过滤-超滤"(一代三),且已连续稳定运行2a,满足设计产水量要求,系统回收率均在90%以上,处理后水质达到GB 3838-2002地表水环境质量Ⅲ类 24种标准限值要求,且自动化程度高,可无人值守,实现了矿井水资源化利用绿色短流程、节能高效和智能化新要求,可为该技术大规模推广应用提供技术参考.
关键词：煤矿矿井水聚瓷膜直滤膜污染资源化
分类号：X752(矿业、冶金工业污染、废物处理与综合利用)
资助基金：黄河流域生态保护和高质量发展联合研究一期资助项目(2022-YRUC-01-0203)河北省自然科学基金智慧矿山联合基金资助项目(E2021402015)
论文发表日期：2024-02-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 958-966 )
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