礦井廢水處理回用工藝的比較

礦井廢水處理回用工藝的比較，煤礦礦井廢水處理回用的綜合運行費用為：2.185-2.465元/噸。其中膜法的處理費用*低為:2.185元/噸。這樣的價格對干旱缺水的西北地區(qū)是很有吸引力的。

1、污水廢水資源化技術(shù)及應(yīng)用簡介
   水環(huán)境質(zhì)量的嚴重惡化和經(jīng)濟的高速發(fā)展，迫切要求有相應(yīng)的污水廢水資源化的技術(shù)。在這一領(lǐng)域中膜分離技術(shù)占有重要的位置和作用。膜分離作為一項高新技術(shù)在近40年來迅速發(fā)展成為產(chǎn)業(yè)化的高效節(jié)能分離技術(shù)過程。40多年，電滲析、反滲透、微濾、超濾、納濾、滲透汽化，膜接觸和膜反應(yīng)過程相繼發(fā)展起來，在能源、電子、石化、醫(yī)藥衛(wèi)生、化工、輕工、食品、飲料行業(yè)和日常生活及環(huán)保領(lǐng)域等均獲得廣泛的應(yīng)用，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟和社會效益。社會的需求使膜技術(shù)應(yīng)允而生，也是社會的需求促使膜技術(shù)迅速發(fā)展，使膜技術(shù)不斷創(chuàng)新、技術(shù)進步，完善，成為單元操作，成為集成過程中的關(guān)鍵。

1．1連續(xù)膜過濾技術(shù)（CMC）

    中空纖維膜由于比表面積大，膜組件的裝填密度大，所以設(shè)備緊湊；這種膜因紡制而成，工藝簡單，所以生產(chǎn)成本一般低于其它的膜：由于沒有支撐層均可以反向清洗，特別是一些耐污染性好，對氧化性清洗劑耐受性好的膜的出現(xiàn)，使得在大規(guī)模的污水處理工程中，中空纖維膜的應(yīng)用有獨特的優(yōu)勢。
    CMF技術(shù)的核心是高抗污染膜以及與之相配合的膜清洗技術(shù)，可以實現(xiàn)對膜的不停機在線清洗清洗，從而做到對料液不間斷連續(xù)處理，保證設(shè)備的連續(xù)高效運行。

    CMF目前主要用于大型城市污水處理廠二沉池生水的深度處理回用，海水淡化或大型反滲透系統(tǒng)的預(yù)處理。地表水地下水凈化、飲料澄清除濁等。

1．2膜生物反應(yīng)器（MBR）

    膜生物反應(yīng)器是膜分離技術(shù)和生物技術(shù)結(jié)合的新工藝。用在污水廢水處理領(lǐng)域，利用膜件進行固液分離，截留的污泥或雜質(zhì)回流至（或保留）在生物反應(yīng)器中，處理的清水透過膜排水，構(gòu)成了污水處理的膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)，膜組件的作用相當于傳統(tǒng)污水生物處理系統(tǒng)中的二沉池。

    MBR中使用的膜有平板膜、管式膜和中空纖維膜，目前主要以中空纖維膜為主。
    生活污水經(jīng)MBR處理后，生水水源已達到很高的水標準。此方法不僅限于處理生活污水，MBR技術(shù)也廣泛地用于染色廢水，洗毛廢水、肉類加工污水等水處理系統(tǒng)。MBR系統(tǒng)的另一個特點是規(guī)模可大可小，小裝置可用于一個家庭，大型裝置日處理量可達數(shù)萬立方米。

1．3反滲透技術(shù)（RO）

    反滲透技術(shù)是20世紀60年代初發(fā)展起來的以壓力為驅(qū)動力的膜分離技術(shù)。該技術(shù)是從海水、苦咸水淡化而發(fā)展起來的，通常稱為“淡化技術(shù)”。由于反滲透技術(shù)具有無相變，組件化、流程簡單，操作方便，占面積小、投資少，耗能低等優(yōu)點，發(fā)展十分迅速。RO技術(shù)已廣泛用于海水、苦咸水淡化，純水、超純水制備，化工分離、濃縮、提純，廢水資源化等領(lǐng)域。工程遍布電力、電子、化工、輕工、煤炭、環(huán)保、醫(yī)藥、食品等行業(yè)。
    廢水資源化是有開發(fā)增量淡水資源與保護環(huán)境雙重目的。無機系列廢水處理與海水苦咸水淡化采用同類裝并具有較多共性工藝技術(shù)。RO可使廢液中的銅、鉛、汞、鎳、銻、鈹、砷、鉻、硒、銨、鋅等離子脫除除90-99%。
    目前，反滲透技術(shù)在城市污水深度處理，一些工業(yè)廢水深度處理方面的應(yīng)用受到了高度重視，包括中水回用，污水處理廠二級出水的深度處理，經(jīng)初級處理后的工業(yè)廢水深度處理制取優(yōu)質(zhì)淡水。中東不少缺水國家，在大量采用反滲透海水淡化技術(shù)的同時，引入反滲透技技術(shù)處理二級污水，出水水質(zhì)可達TDS ≤80mg/L，擴大了淡水資源。如中東地區(qū)、澳大利亞、新加坡等國都有這方面的大型工程實例。

1．4集成膜過程污水深度處理方法

    集成膜過程是將超濾/微濾與反滲透（或納濾）結(jié)合使用，形成能夠滿足各咱回用目的的污水深度處理工藝。超濾、微濾可以作為獨立的高級三級處理方法，也是反滲透過程理想的預(yù)處理工藝，抗污染能力強、性能優(yōu)越的超濾、微濾單元代替了復(fù)雜的傳統(tǒng)處理工藝，而且出水品質(zhì)遠高于三級出水指標，不但完全可以去除污水中的細菌和懸浮物，對COD、BOD也有一定的卻除效果。在超濾、微濾之后使用的反滲透膜，其清洗周期由采用傳統(tǒng)預(yù)處理工藝的3-4周增加到半年以上，膜壽命可延長到達-6年。膜集成污水再生工藝具有系統(tǒng)穩(wěn)定、維護少、占地小、化學品用量少、流程簡單和運行費用低等優(yōu)點。

    新一代中空纖維超濾（微濾）膜與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，具有機械強度高、抗氧化、抗污染、高通量等特點，在運行工藝上，采用了低壓操作、反沖清洗、氣水沖洗等新技術(shù)，使得超濾膜裝置能夠在污染傾向極強的污水介質(zhì)中保持穩(wěn)定的性能，超濾膜的使用范圍因此擴展到了能適應(yīng)于多種復(fù)雜的介質(zhì)環(huán)境，同時大大擴展了反滲透技術(shù)的應(yīng)用范圍，新一代的超濾膜及其系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)的應(yīng)用范圍，新一代的超濾膜及其系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)將膜技術(shù)帶到了一個全新的時代，徹底改變了膜法水處理技術(shù)必須依托于復(fù)雜、精細的預(yù)處理系統(tǒng)的形象，使膜技術(shù)應(yīng)用于二級出水、三級出水以及多種原廢水等許多復(fù)雜的水質(zhì)體系的深度處理。

1．5 傳統(tǒng)處理方法

    傳統(tǒng)污水三級處理工藝，主要的工藝單元有石灰澄清、重碳酸化、絮凝、沉降、過濾和氣浮等。根據(jù)具體污水排入物質(zhì)的成分的不同，處理方式有所差異。傳統(tǒng)處理工藝存在著工藝復(fù)雜、水利用率低、化學品消耗量大的弊病，而且由于無法徹底去除生物絮體及膠體物質(zhì)，致使清洗頻繁，影響了出水水質(zhì)。

2 、礦井廢水處理回用工藝比較

序號          方案1                         方案2                         方案3           
設(shè)備 （常規(guī)預(yù)處理+RO工藝）           （盤式過濾器+RO工藝）         （UF+RO膜組合工藝） 
1          混凝劑加藥裝置              混凝劑加藥裝置                 混凝劑加藥裝置  
2         次氯酸鈉加藥裝置            次氯酸鈉加藥裝置               次氯酸鈉加藥裝置 
3          還原劑加藥裝置              還原劑加藥裝置                 還原劑加藥裝置  
4             加酸裝置                    加酸裝置                       加酸裝置  
5          阻垢劑加藥裝置               阻垢劑加藥裝置                 阻垢劑加藥裝置  
6         膜殺菌劑加藥裝置             膜殺菌劑加藥裝置               全自動盤式過濾器  
7           多介質(zhì)過濾器                  綜合凈水器                   全自動超濾裝置  
8           活性碳過濾器               全自動盤式過濾器                 保安過濾器  
9            保安過濾器                  活性碳過濾器                     高壓泵  
10              高壓泵                    保安過濾器                     反滲透裝置  
11            反滲透裝置                    高壓泵                        清洗裝置  
12            清洗裝置                     反滲透裝置                     控制系統(tǒng)  
13            控制系統(tǒng)                     清洗裝置     
14            控制系統(tǒng)    

3、礦井廢水處理回用工藝經(jīng)濟分析比較

序號       項目                               方案1 (元/噸)    方案2 (元/噸)      方案3 (元/噸) 
1     反滲透膜組件的更換費用        0.38                      0.19              0.38  
2     超濾膜組件的更換費用            0.13     
3         耗電量                                     0.63                     0.63              0.63  
4      混凝劑的費用                             0.12                    0.12              0.12  
5     次氯酸鈉的費用                           0.07                   0.07              0.07  
6      還原劑的費用                             0.10                    0.10              0.10  
7      加酸的費用                                 0.02                    0.02              0.02  
8     阻垢劑的費用                             0.375                  0.375             0.375  
9    膜殺菌劑的費用                             0.1                                0.1  
10  反滲透膜清洗酸堿費用                0.01                    0.01              0．01  
11  超濾膜清洗酸堿費用                    0.01     
12     設(shè)備折舊費用                             0.37                    0.3               0．31  
13  設(shè)備維修保養(yǎng)費用                         0.04                 0.05              0．04  
14     預(yù)處理費用                                 0.1                   0.05              0．10  
15  系統(tǒng)操作人工費                             0.1                   0.1               0．1  
16  濾芯的更換費用                            0.05             0.05              0．05  
17  系統(tǒng)總投資                                  116.2萬元         111萬元           101萬元  
18  綜合運行費用                                2.465            2.185             2.405 
 

    煤礦礦井水既是一種具有行業(yè)特點的污染源，又是一種寶貴的水資源。目前我國很多煤礦一方面嚴重缺水，另一方面未經(jīng)處理直接外排，造成大量水資源的浪費，并且污染環(huán)境，在相當程度上制約了煤炭生產(chǎn)和礦區(qū)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。因此，將煤礦礦井水處理后作為煤礦工業(yè)用水或生活用水，不僅解決了礦區(qū)缺水問題，而且充分利用了礦井水水資源，節(jié)省了地下水資源，具有明顯經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益。甘肅華亭礦區(qū)新柏煤礦礦井水處理技術(shù)經(jīng)過甘肅經(jīng)緯環(huán)境工程技術(shù)有限公司多年研究改進，其處理技術(shù)在其它煤礦區(qū)應(yīng)用，會有廣闊的推廣前景。

由煤礦礦井廢水處理回用工藝的比較可知：

（1） 煤礦礦井廢水處理回用的綜合運行費用為：2.185-2.465元/噸。其中膜法的處理費用*低為:2.185元/噸。這樣的價格對干旱缺水的西北地區(qū)是很有吸引力的。
（2）用膜法處理煤礦礦井廢水并回用在技術(shù)上是完全可靠的，國內(nèi)外都有成功經(jīng)驗。
（3）隨著工業(yè)的快速發(fā)展，水資源的污染日益嚴重，缺水現(xiàn)象會越來越嚴重，工業(yè)廢水的回收利用將會提到議事日程。
（4）從環(huán)境保護方面講，對礦井廢水進行回收再利用具有非常重要的環(huán)境意義。
（5）對礦井廢水進行回收再利用，不但可以減少廢水排放量，又可以使廢水資源化，應(yīng)該說，它是一種水資源再生的希望方法，也是我國實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的有效途徑之一。
（6）膜法處理煤礦礦井廢水并回用，不但在技術(shù)上和經(jīng)濟上都是可行的，經(jīng)濟和環(huán)境效益都非常顯著。