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纳滤膜在矿井废水处理工艺中的应用

来源:海德能膜公司作者:海德能膜发表时间:2013-02-27 10:38:58

  矿井水是指在采煤工作面及巷道汇集和流动过程中受到污染的煤矿开采废水,其水色发黑且细菌总数超标,主要污染项目为煤粉悬浮物(SS)、色度、浊度、铁、细菌和COD。这类矿井水处理后常被用于生活饮用水、矿区淋浴使用.矿井水中的煤粉来自井下开采工作面,这些煤粉颗粒细小,悬浮于水中,不易自然沉淀,本课题研究了微絮凝过滤一纳滤膜处理矿井水,考察了纳滤膜操作特性对膜过滤性能的影响以及该工艺对矿井水的处理效果。

  1矿井水水质

  试验用水取自某矿井水处理厂处理煤矿原煤开采产生的矿井水,处理后的清水主要用于洗煤、绿化以及矿区职工洗浴及生活用水.原矿井水水质见表1。

  2处理工艺流程及膜组件

  2.1工艺流程

  本试验利用强化微絮凝的原理,通过优化絮凝剂种类与加药条件,使矿井水中的有机物与悬浮物质形成微絮凝过滤的前提条件,然后经过强化过滤的工艺单元处理后,达到纳滤膜的进水水质要求。精密过滤起到保安过滤的作用,纳滤是本工艺系统的主要单元,通过进一步去除水中细菌、有机物与含盐量,使最终工艺出水水质达到淋浴用水标准。纳滤处理后排出的浓水可回流与矿井水混合后处理,工艺流程见图1。

  2.2工艺装置

  2.2.1预处理过程

  在处理含悬浮物矿井水时,聚合铝作为混凝剂的混凝效果优于硫酸铝和硫酸铁等,故本试验采用聚合铝为混凝剂,通过混凝试验确定较佳投药量。在1000mL烧杯中加入混凝剂聚合铝,以DBJ一621定时变速六联搅拌器快速搅拌1rain,反应10rain,静置沉淀20rain后取上清液测试不同投药量时对原水浊度的去除效果,从而确定较佳投药量。微絮凝过滤器采用直径为600//llTI,高度为7001Tlrn陶粒过滤器,滤速控制在10m/h。

  2.2.2纳滤膜装置

  纳滤膜是一种介于超滤和反渗透的分离膜,本装置采用的是美国Trisep公司的TS80—4040纳滤膜,其基本性能见表2。并联方式运行,操作压力为0.7MPa,淡水回收率75%。

  结论

  采用纳滤膜组合工艺处理含悬浮物矿井水,系统在过滤周期为T=30min,气反冲洗时间3min,化学清洗周期5天,系统投加聚合铝的投药量为l5mg/L条件下,稳定运行一个月的试验结果表明,系统对矿井水中CODMn去除率为98.1%,浊度去除率为99.7%,硬度和含盐量去除率分别为95.1%和78.2%,色度去除率为95%.纳滤膜工艺不需要加氯消毒细菌的去除率为93.6%,出水达到国家标准,既节省了加氯消毒费用,又避免了加氯消毒产生的副产物。此外,由于时间和试验经费的原因,对系统长期运行的规律还有待进一步研究,特别是化学清洗的周期以及化学清洗对膜运行和膜寿命的影响,是试验下阶段的研究重点。

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