一种高矿化度矿井水零排放净化协同深层回注系统及工艺技术方案

本发明专利技术提供一种高矿化度矿井水零排放净化协同深层回注系统及工艺，该系统包括依次连通的预处理装置、管道混合器、脱碳器、反渗透装置、纳滤装置和灌溉水蓄水池，还包括送水管道、深层回注机构、纯净水蓄水池和回用水蓄水池。本发明专利技术能够改善传统零排放工艺的膜无机结垢问题，同时通过深层回注机构替代传统的蒸发结晶装置，降低了处理成本，在西部高矿化度矿区具有推广潜力。具有推广潜力。具有推广潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种高矿化度矿井水零排放净化协同深层回注系统及工艺


[0001]本专利技术属于水处理
，涉及煤矿矿井水处理，具体涉及一种高矿化度矿井水零排放净化协同深层回注系统及工艺。

技术介绍

[0002]由于环保政策趋严，西部矿区大部分矿井水需要零排放处理，传统的矿井水零排放工艺是通过多级膜浓缩以及蒸发结晶工艺对水体进行处理。虽然这种方式能够有效降低矿井水的矿化度和盐浓度，但是多级膜浓缩处理容易结垢；蒸发结晶工艺由于液柱静压头效应引起的温度差损失较大，为了保持一定的有效温度差，要求加热蒸汽有较高的压力，因此设备较为庞大，消耗的材料多，需要高大的厂房，处理成本较高，并不适合在西部地区进行推广。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的缺陷和不足，本专利技术的目的在于，提供一种高矿化度矿井水零排放净化协同深层回注系统及工艺，解决现有技术中零排放工艺易出现膜无机结垢现象，以及蒸发结晶工艺成本过高的技术问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
[0005]一种高矿化度矿井水零排放净化协同深层回注系统，包括预处理装置，所述的预处理装置的进水端为高矿化度矿井水进水端，预处理装置的出水端与管道混合器的进水端相连通，所述的管道混合器的出水端与脱碳器的进水端相连通；所述的脱碳器的第一出水端与反渗透装置的进水端相连通，脱碳器的第二出水端与纳滤装置的进水端相连通，所述的纳滤装置的第一出水端与反渗透装置的进水端相连通，纳滤装置的第二出水端与灌溉水蓄水池相连通。
[0006]所述的反渗透装置的第一出水端与浓水箱的进水端相连通，所述的浓水箱的出水端与送水管道的进水端相连通，所述的送水管道的出水端与水射器的进水端相连通，所述的水射器的出水端与深层回注机构的进水端相连通，水射器的进气端与脱碳器的出气端相连通；反渗透装置的第二出水端与纯净水蓄水池相连通，所述的纯净水蓄水池的第一出水端与回用水蓄水池相连通，纯净水蓄水池的第二出水端与灌溉水蓄水池相连通。
[0007]本专利技术还具有如下技术特征：
[0008]可选的，所述的纳滤装置的第二出水端与除氟池的进水端相连通，所述的除氟池的出水端与灌溉水蓄水池相连通。
[0009]具体的，所述的脱碳器包括脱碳器壳体，脱碳器壳体内的空间从上到下依次为分水区、填料区和出水区，分水区内设置有分水花洒；所述的分水区的出气端与水射器相连通，分水区的进水端与管道混合器相连通，分水区的出水端与填料区的进水端相连通，填料区的出水端与出水区的进水端相连通，出水区的第一出水端与反渗透装置相连通，脱碳器的第二出水端与纳滤装置相连通。
[0010]具体的，所述的送水管道上设置有原水泵。
[0011]具体的，所述的深层回注机构包括注水池，注水池的进水端与水射器相连通，注水池的排气排水端与注水管道的进水端相连通，注水管道的出水端与钻孔的进水端相连通，钻孔的排气排水端与排水排气管道相连通，钻孔的排气端与泄压管道的进气端相连通，泄压管道的出气端与注水池的进气端相连通；所述的注水管道上设置有高压注水泵。
[0012]具体的，所述的钻孔的顶端处设置有压力表。
[0013]具体的，所述的排水排气管道上设置排气排水阀。
[0014]具体的，所述的泄压管道上设置有安全泄压阀。
[0015]本专利技术还保护一种高矿化度矿井水零排放净化协同深层回注工艺，该工艺采用如上所述的高矿化度矿井水零排放净化协同深层回注系统；该工艺具体包括如下步骤：
[0016]步骤一，将高矿化度矿井水通入预处理装置中，进行预处理，制得预处理产水，然后将预处理产水和盐酸通入管道混合器进行混合，制得管道混合器产水。
[0017]步骤二，将步骤一制得的管道混合器产水通入脱碳器中，在脱碳器中将二氧化碳从水体中分离出后，制得脱碳器产水，分离出的二氧化碳送入水射器中备用。
[0018]步骤三，将步骤二中的一部分脱碳器产水通入反渗透装置中，经过处理后，制得反渗透浓水和反渗透产水，将反渗透浓水通入浓水箱中后，再通过送水管道和水射器送入深层回注机构中。
[0019]步骤四，将步骤三的反渗透产水通入纯净水蓄水池中，然后将纯净水蓄水池中的一部分水体通入回用水蓄水池中，另一部分水体通入灌溉水蓄水池中。
[0020]步骤五，将步骤二中的另一部分脱碳器产水通入纳滤装置中，经过处理后，制得纳滤产水和纳滤浓水；然后将纳滤产水通入反渗透装置中，将纳滤浓水通入灌溉水蓄水池中。
[0021]可选的，所述的步骤五或为：将步骤二中的另一部分脱碳器产水通入纳滤装置中，经过处理后，制得制得纳滤产水和纳滤浓水；然后将纳滤产水通入反渗透装置中，将纳滤浓水先通入除氟池中进行处理，再通入灌溉水蓄水池中。
[0022]本专利技术与现有技术相比，具有如下有益的技术效果：
[0023](Ⅰ)本专利技术的高矿化度矿井水零排放净化协同深层回注系统，将高矿化度矿井水采用预处理装置处理后，先通过管道混合方式加入盐酸，再经过脱碳器将水体中的二氧化碳析出，去除二氧化碳后的水体部分进入纳滤装置，部分直接进入反渗透装置，反渗透产水部分直接进行生产生活用水回用，部分反渗透产水与纳滤装置浓水混合，混合后的水为低碳酸氢根钙钠离子浓度适中的适宜灌溉水，反渗透浓水通过水射器吸收脱碳器中的二氧化碳，与浓水一起回注至目标地层水。
[0024]本专利技术通过上述过程，能够改善传统零排放工艺的膜无机结垢现象，同时通过深层回注机构替代传统的蒸发结晶装置，降低了处理成本，在西部高矿化度矿区具有推广潜力。
[0025](Ⅱ)本专利技术的高矿化度矿井水零排放净化协同深层回注工艺，由于二氧化碳添加后的反渗透浓水为弱酸性，与地层水匹配性更好，能够减轻地层堵塞风险。
附图说明
[0026]图1为高矿化度矿井水零排放净化协同深层回注系统的整体结构示意图。
[0027]图2为包括除氟池的高矿化度矿井水零排放净化协同深层回注系统的整体结构示意图。
[0028]图3为深层回注机构的结构示意图。
[0029]图4为25℃下不同压力对应的二氧化碳质量分数预测趋势线。
[0030]图5为二氧化碳相态图。
[0031]图中各标号的含义为：1
‑
预处理装置，2
‑
管道混合器，3
‑
脱碳器，4
‑
反渗透装置，5
‑
纳滤装置，6
‑
灌溉水蓄水池，7
‑
浓水箱，8
‑
送水管道，9
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深层回注机构，10
‑
纯净水蓄水池，11
‑
回用水蓄水池，12
‑
除氟池，13
‑
原水泵，14
‑
水射器。
[0032]301
‑
脱碳器壳体，302
‑
分水区，303
‑
填料区，304
‑
出水区，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高矿化度矿井水零排放净化协同深层回注系统，其特征在于，包括预处理装置(1)，所述的预处理装置(1)的进水端为高矿化度矿井水进水端，预处理装置(1)的出水端与管道混合器(2)的进水端相连通，所述的管道混合器(2)的出水端与脱碳器(3)的进水端相连通；所述的脱碳器(3)的第一出水端与反渗透装置(4)的进水端相连通，脱碳器(3)的第二出水端与纳滤装置(5)的进水端相连通，所述的纳滤装置(5)的第一出水端与反渗透装置(4)的进水端相连通，纳滤装置(5)的第二出水端与灌溉水蓄水池(6)相连通；所述的反渗透装置(4)的第一出水端与浓水箱(7)的进水端相连通，所述的浓水箱(7)的出水端与送水管道(8)的进水端相连通，所述的送水管道(8)的出水端与水射器(14)的进水端相连通，所述的水射器(14)的出水端与深层回注机构(9)的进水端相连通，水射器(14)的进气端与脱碳器(3)的出气端相连通；反渗透装置(4)的第二出水端与纯净水蓄水池(10)相连通，所述的纯净水蓄水池(10)的第一出水端与回用水蓄水池(11)相连通，纯净水蓄水池(10)的第二出水端与灌溉水蓄水池(6)相连通。2.如权利要求1所述的高矿化度矿井水零排放净化协同深层回注系统，其特征在于，所述的纳滤装置(5)的第二出水端与除氟池(12)的进水端相连通，所述的除氟池(12)的出水端与灌溉水蓄水池(6)相连通。3.如权利要求1所述的高矿化度矿井水零排放净化协同深层回注系统，其特征在于，所述的脱碳器(3)包括脱碳器壳体(301)，脱碳器壳体(301)内的空间从上到下依次为分水区(302)、填料区(303)和出水区(304)，分水区(302)内设置有分水花洒(305)；所述的分水区(302)的出气端与水射器(14)相连通，分水区(302)的进水端与管道混合器(2)相连通，分水区(302)的出水端与填料区(303)的进水端相连通，填料区(303)的出水端与出水区(304)的进水端相连通，出水区(304)的第一出水端与反渗透装置(4)相连通，脱碳器(3)的第二出水端与纳滤装置(5)相连通。4.如权利要求1所述的高矿化度矿井水零排放净化协同深层回注系统，其特征在于，所述的送水管道(8)上设置有原水泵(13)。5.如权利要求1所述的高矿化度矿井水零排放净化协同深层回注系统，其特征在于，所述的深层回注机构(9)包括注水池(901)，注水池(901)的进水端与水射器(14)相连通，注水池...

【专利技术属性】
技术研发人员：张全，杨建，葛光荣，胡骁，王淑璇，刘基，王甜甜，冯龙飞，
申请(专利权)人：中煤科工西安研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：