申请日2018.09.28
公开(公告)日2019.01.11
IPC分类号C02F1/44; C02F9/02; C10L5/46
摘要
本发明公开了一种煤炭矿井水和/或洗煤废水的处理方法，包括如下步骤：(1)将煤炭矿井水和/或洗煤废水送入调节池，调节水质水量，获得原水;(2)将原水送入平板陶瓷膜池，用平板陶瓷膜组件进行净化，以完全除去其中的细小颗粒物，降低产水的浊度;该平板陶瓷膜组件的运行方式为抽吸、间停和反冲洗周期性交替进行;(3)将上述平板陶瓷膜池的底泥制作成可与煤风燃料混合的洗煤泥饼，再次形成燃料，实现污泥资源化利用;将上述平板陶瓷膜组件的产水进行深度处理或作为工业中水直接回用。本发明的处理方法不但能去除大颗粒物，且能有效去除细小颗粒物，无需加药，所得底泥均可回用作为燃料，所得产水水质稳定，满足回用标准。
权利要求书
1.一种煤炭矿井水和/或洗煤废水的处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将煤炭矿井水和/或洗煤废水送入调节池，调节水质水量，获得原水;
(2)将原水送入平板陶瓷膜池，用平板陶瓷膜组件进行净化，以完全除去其中的细小颗粒物，降低产水的浊度;该平板陶瓷膜组件的运行方式为抽吸、间停和反冲洗周期性交替进行，每抽吸8-9min，间停1-2min，每30min-60min，进行一次反冲洗以恢复膜通量的初始值，同时曝气持续进行或间歇性进行;平板陶瓷膜组件的膜片精度为0.1-0.2μm，抽吸的负压为-5～-30KPa，膜通量为100-500LMH;
(3)将上述平板陶瓷膜池的底泥制作成可与煤风燃料混合的洗煤泥饼，再次形成燃料，实现污泥资源化利用;将上述平板陶瓷膜组件的产水进行深度处理或作为工业中水直接回用。
2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述平板陶瓷膜的材质为氧化铝、堇青石、碳化硅和高岭土中的至少一种。
3.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述反冲洗的时间为30-60s，压力为2bar，通量为200-1000LMH。
4.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述曝气的气水比10～20∶1，风机压力0.25-0.35bar。
5.如权利要求1至4中任一权利要求所述的处理方法，其特征在于：所述步骤(1)为：将煤炭矿井水和/或洗煤废水送入调节池，调节水质水 量后再送入预沉池，以将大颗粒的物质通过沉淀去除，获得原水，将预沉池的底泥制作成可与煤风燃料混合的洗煤泥饼，再次形成燃料，实现污泥资源化利用。
6.如权利要求5所述的处理方法，其特征在于：所述预沉池中的水力停留时间为0.5-2h。
7.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于：还包括步骤(4)：将平板陶瓷膜组件的产水送入反渗透膜系统进一步除杂净化，以去除各类添加剂、色度、重金属和有机物污染。
8.如权利要求7所述的处理方法，其特征在于：所述反渗透膜的膜通量为15-18LMH，压力为6-20bar，回收率为60-80%，反渗透膜透析液进入产水箱，浓缩液返回至所述平板陶瓷膜池。
说明书
一种煤炭矿井水和/或洗煤废水的处理方法
技术领域
本发明属于矿山废水处理技术领域，具体涉及一种煤炭矿井水和/或洗煤废水的处理方法。
背景技术
煤炭矿井水、煤矸石、煤矿瓦斯是煤矿开采行业的典型三废。煤炭矿井水是指在采煤过程中，所有渗入井下采掘空间的水，有时也含有少量渗入的地表水，具有量大面广的特点。据煤炭工业协会统计，预计到2020年，我国煤炭开采总量将达到40亿吨，产生矿井水60亿立方米。煤炭矿井水主要含有悬浮物、无机盐、重金属等，若直接排放，将对周边水体、土壤、人畜造成危害。因此，煤炭矿井水净化与水资源综合利用成为行业新重点。
洗煤废水包括湿式洗煤产生的废水、选煤厂的煤泥水、燃煤电厂的地面冲洗废水等，都是水与细煤粉的混合物，其主要特点是浊度高，颗粒物粒度细，固体颗粒表面多带负电荷，同性电荷间的斥力使这些微粒在水中保持分散状态，受重力和布朗运动的影响;由于煤泥水中固体颗粒界面之间的相互作用(如吸附、溶解、化合等)，使洗煤废水的性质相当复杂，不仅具有悬浮液的性质，还具有胶体的性质。由于上述原因，洗煤废水很难自然澄清，而且这类废水经沉淀后上清液仍是带有大量煤泥等悬浮物的黑色液体，其中含有选煤加工过程中的各类添加剂和重金属等有害物质。大量的洗煤废水未达标排放，造成水体污染、河道淤塞、煤泥流失，也造成了极大的水资源浪费。大多数煤矿并没有严格区分上述煤炭矿井水和/或洗煤废水，而是混在一起进入污水处理厂进行处理。
目前煤炭矿井水和/或洗煤废水的传统处理工艺为“混凝沉淀+过滤”，采用混凝剂(聚合氯化铝等)和高分子絮凝剂(聚丙烯酰胺等)与煤泥颗粒或煤泥胶体接触作用，中和煤泥表面的电性，降低表面能，使得煤泥微粒凝聚沉淀。该工艺可以去除一部分大煤炭颗粒、悬浮物，但是仍存在不少弊端：混凝剂、絮凝剂用量大，药剂费用较高;药剂对设备有一定的腐蚀性，而且一旦絮凝剂添加过量，将对后续的深度处理造成严重影响;对细小颗粒物去除效果不理想，容易导致冲洗喷头结垢堵塞;出水水质波动大，满足不了排放和回用标准等。
ZL201611025222.4公开了一种含煤废水处理的方法，通过设计一预沉池和一管式微滤膜系统，去除废水中细小的颗粒杂质。但是管式微滤膜系统运行压力1.5～4.0bar，依靠高表面流速缓解膜污染，运行能耗高同时，管式微滤膜系统易被污染，清洗频率高。且管式微滤膜系统只能去除细小颗粒物，无法去除各类添加剂、色度和重金属等，产水水质低，无法满足高品质用水需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种洗煤废水的处理方法。
本发明的技术方案如下：
一种煤炭矿井水和/或洗煤废水的处理方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将煤炭矿井水和/或洗煤废水送入调节池，调节水质水量，获得原水;
(2)将原水送入平板陶瓷膜池，用平板陶瓷膜组件进行净化，以完全除去其中的细小颗粒物，降低产水的浊度;该平板陶瓷膜组件的运行方式为抽吸、间停和反冲洗周期性交替进行，每抽吸8-9min，间停1-2min，每30min-60min，进行一次反冲洗以恢复膜通量的初始值，同时曝气持续进行或间歇性进行;平板陶瓷膜组件的膜片精度为0.1-0.2μm，抽吸的负压为-5～-30KPa，膜通量为100-500LMH;
(3)将上述平板陶瓷膜池的底泥制作成可与煤风燃料混合的洗煤泥饼，再次形成燃料，实现污泥资源化利用;将上述平板陶瓷膜组件的产水进行深度处理或作为工业中水直接回用(洗煤厂补水、灭尘、煤场喷淋、厂区绿化)。
在本发明的一个优选实施方案中，所述平板陶瓷膜的材质为氧化铝、堇青石、碳化硅和高岭土中的至少一种。
在本发明的一个优选实施方案中，所述反冲洗的时间为30-60s，压力为2bar，通量为200-1000LMH。
在本发明的一个优选实施方案中，所述曝气的气水比10～20∶1，风机压力0.25-0.35bar。
进一步优选的，所述步骤(1)为：将煤炭矿井水和/或洗煤废水送入调节池，调节水质水量后再送入预沉池，以将大颗粒的物质通过沉淀去除，获得原水，将预沉池的底泥制作成可与煤风燃料混合的洗煤泥饼，再次形成燃料，实现污泥资源化利用。
更进一步优选的，所述预沉池中的水力停留时间为0.5-2h。
在本发明的一个优选实施方案中，还包括步骤(4)：将平板陶瓷膜组件的产水送入反渗透膜系统进一步除杂净化，以去除各类添加剂、色度、重金属和有机物污染。
进一步优选的，所述反渗透膜的膜通量为15-18LMH，压力为6-20bar，回收率为60-80%，反渗透膜透析液进入产水箱，浓缩液返回至所述平板陶瓷膜池。
本发明的有益效果是：
1、本发明的处理方法不但能去除大颗粒物，且能有效去除细小颗粒物，无需加药，消除二次污染及药剂对后续深度处理的影响，所得底泥浓缩液SS含量更高，容易发生自身沉淀，污泥更密实，更易处理，均可回用作为燃料，实现污泥资源化利用，所得产水水质稳定，满足回用标准。
2、本发明的平板陶瓷膜可完全去除细小颗粒物，产水浊度低，抽吸压力往往低于80KPa，运行成本低。经测算，1.0万吨/天处理量，平板陶瓷膜的运行成本仅为管式陶瓷膜的1/4。
3、本发明的平板陶瓷膜组件直接浸泡至膜池，与外置式的管式微滤装置相比，占地面积小，纳污容量更大，清洗频率低，且膜受污染后清洗更易恢复。
4、本发明的处理方法的系统运行能耗低，清洗频率低。
5、本发明的反渗透膜可有效去除各类添加剂、色度、重金属和有机物污染等，提高产水水质，无论进水水质如何，都可以保证高品质产水。
