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3 h,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2 a,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。

摘要：我国内蒙古、陕西、山西等部分地区背景氟浓度偏高,致使以煤为原料的焦化行业废水通过膜处理后的浓盐水中含有高浓度的氟离子,结晶分盐是浓盐水实现“零排放”的必要手段,而过高的氟浓度会对浓盐水的处理产生不良影响。为了降低浓盐水中高浓度氟离子对蒸发器的腐蚀及其对分盐纯度的影响,以河北某焦化企业浓盐水为研究对象,基于浓盐水的水质特征以及课题组研发的高效除氟药剂,研究了共存离子SO_(4)^(2−)、NO_(3)^(−)、Cl^(−)对除氟药剂效果的影响;采用SEM和EDS表征了除氟药剂及处理后絮体,分析了除氟的机理;探讨了CaCl_(2)、PAC(聚合氯化铝)、除氟药剂一段法处理工艺对实际焦化浓盐水的处理效果;设计并优化了CaCl_(2)+除氟药剂两段法除氟工艺及主要影响参数,分析了不同处理方案的经济成本。研究结果表明:浓盐水中3种主要的共存离子对除氟药剂效果影响的顺序为SO_(4)^(2−)>NO_(3)^(−)>Cl^(−);SEM和EDS分析表明F元素均匀分布于絮体中,可通过除氟药剂的表面吸附、表面络合、表面羟基交换等作用机理高效去除;CaCl_(2)、PAC、除氟药剂一段法中,除氟药剂一段法效果最好,投加量为8 g/L时去除率达到92.3%;CaCl_(2)+除氟药剂的两段除氟工艺能将氟离子质量浓度从238.27 mg/L降至10 mg/L以下;CaCl_(2)投加量6 g/L和除氟药剂投加量2 g/L的方案处理成本最低,处理每吨焦化浓盐水为14.03元。CaCl_(2)+除氟药剂的两段除氟工艺可经济高效地去除焦化浓盐水中高浓度氟离子,为焦化行业废水零排放提供技术参考。