專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于煤礦井廢水的膜處理裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種煤礦井廢水處理裝置及方法，特別涉及一種用于煤礦井廢水的膜處理裝置和方法。
背景技術(shù)：
煤礦井廢水即選礦水及洗煤廢水，這類(lèi)廢水除含有大量的懸浮礦物粉末或金屬離子外，還含有各類(lèi)浮選劑。懸浮顆粒物含量每升可達(dá)數(shù)千以至上萬(wàn)毫克。洗煤廢水是由原生煤泥、次生煤泥和水混合組成的一種多項(xiàng)體系。洗煤廢水中包含有煤泥顆粒,礦物質(zhì),粘土顆粒等。洗煤廢水一般具有SS濃度高、COD含量變化大的特點(diǎn)。因此，煤泥水不僅具有懸濁液的性質(zhì)，還往往帶有膠體的性質(zhì)；細(xì)煤泥顆粒、粘土顆粒等粒度非常小，不易靜沉，這些性質(zhì)決定了該類(lèi)廢水污染重、處理難度大。由于我國(guó)大部分的煤礦位于缺水區(qū)，因此礦井的廢水處理回用技術(shù)是非常重要 的，也是非常常用的。我國(guó)煤礦礦井水處理技術(shù)起始于上世紀(jì)70年代末，大多污水治理工作都只停留在為排放而治理。然而回用才是當(dāng)今污水治理發(fā)展的必然趨勢(shì)，將防治污染和回用結(jié)合起來(lái)，既可緩解水源供需矛盾，又可減輕地表水體受到污染?，F(xiàn)國(guó)內(nèi)使用的處理技術(shù)主要有沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀過(guò)濾等。處理后直接排放的礦井水，通常采用沉淀或混凝沉淀處理技術(shù)；處理后作為生產(chǎn)用水或其它用水的，通常采用混凝沉淀過(guò)濾處理技術(shù)；處理后作為生活用水，過(guò)濾后必須再經(jīng)過(guò)除酚等對(duì)人體有害物質(zhì)及消毒處理；有些含懸浮物的礦井水含鹽量較高，處理后作為生活飲用水還必須在浄化后再經(jīng)過(guò)淡化處理。目前許多礦井采用ニ級(jí)生物接觸氧化法處理礦井廢水，但是這種方法對(duì)氮磷的去除效果比較差，而活性污泥法雖然具有良好的去除氮磷的效果，但是占地面積大，如果要在礦井下使用極為不方便。而生物反應(yīng)器由于其占地面積小，除污效率高的特點(diǎn)，而且不需要污泥回流，無(wú)污泥膨脹問(wèn)題，運(yùn)行管理較活性污泥法簡(jiǎn)單，非常適合直接在礦井下使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了 ー種用于煤礦井廢水的膜處理裝置和方法。所述裝置包含以下幾部分調(diào)節(jié)沉淀池、厭氧生物濾池、好氧生物流化床、DF膜裝置以及反滲透膜系統(tǒng)。所述用于煤礦井廢水的膜處理的方法如下I、將待處理廢水引入調(diào)節(jié)沉淀池，使用pH調(diào)節(jié)劑將pH值調(diào)節(jié)至7. O 8. O之間，同時(shí)投入絮凝劑使廢水中的懸浮物沉淀。根據(jù)所處理廢水不同的原始酸堿性，PH調(diào)節(jié)劑選用氫氧化鈣溶液和鹽酸溶液；絮凝劑可以使用聚こ烯酰胺溶液。2、調(diào)節(jié)沉淀池的上清液流入生物反應(yīng)器中，共設(shè)置2個(gè)生物反應(yīng)器，分別是厭氧生物濾池、好氧生物流化床。這兩個(gè)反應(yīng)器均采用生物膜法，所述兩個(gè)反應(yīng)器之間串聯(lián)。反應(yīng)器中投加生物膜載體，所使用的載體為以椰子殼為原料制成的懸浮生物載體，厭氧生物濾池中載體投加體積為反應(yīng)器容積的50% 55%，好氧生物流化床中載體投加體積為反應(yīng)器容積的20% 30%。反應(yīng)器中接種活性污泥，經(jīng)過(guò)15天左右的馴化和掛膜，反應(yīng)器即可進(jìn)入正式運(yùn)行階段。3、由生物反應(yīng)器中流出的液體進(jìn)入DF膜裝置處理。4、可選地，如果對(duì)出水水質(zhì)有較高的要求(如，需達(dá)到飲用水的級(jí)別)，經(jīng)DF膜裝置處理后的水進(jìn)入反滲透膜系統(tǒng)處理，所述反滲透膜系統(tǒng)包括保安過(guò)濾器、反滲透裝置、清洗系統(tǒng)。其中，步驟I中將廢水的pH值調(diào)節(jié)至7. O 8. O之間，是由于在這個(gè)pH值范圍之間亞硝化菌比硝化菌生長(zhǎng)地更好。硝化菌和亞硝化菌都是好氧菌，但亞硝化菌對(duì)氧的親和力比硝化菌大，在低溶解氧條件下會(huì)出現(xiàn)亞硝酸氮，在低溶解氧I. O 2. Omg -L-I和pH值7. O 8. O條件下，可以抑制硝化菌生長(zhǎng)，富集亞硝化菌，實(shí)現(xiàn)亞硝酸鹽氮的積累，而亞硝酸氮又以氨氮或有機(jī)基質(zhì)作為電子供體直接轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，從而?shí)現(xiàn)短程硝化反硝化脫氮。其中，步驟2中的厭氧生物濾池反應(yīng)器水力停留時(shí)間8 10小時(shí)，好氧生物流化 床反應(yīng)器水力停留時(shí)間為6 7小吋。其中，步驟2中所述的以椰子殼為原料制成的懸浮生物載體是通過(guò)以下方法制備而成的，將椰子殼進(jìn)行清洗、烘干、粉碎處理，粉碎達(dá)到30 40目；將粉碎后的椰子殼顆粒進(jìn)行堿化處理將該顆粒置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15% 17%的氫氧化鈉溶液中，浸泡4 6h ;將堿化處理后的椰子殼進(jìn)行脫水處理后與過(guò)量的ニ甲基丙烯酸こニ醇酯進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)；將交聯(lián)反應(yīng)生成的固體產(chǎn)物與三甲胺醇溶液進(jìn)行季胺化反應(yīng),得到固相產(chǎn)物；將固相產(chǎn)物清洗，干燥即可得懸浮生物載體。本發(fā)明所述的這套煤礦井廢水的膜處理裝置和方法經(jīng)過(guò)試驗(yàn)具有較好的去除COD和氮磷的效果，對(duì)懸浮物SS的去除率超過(guò)99%，對(duì)色度也有較大改善。另外，本發(fā)明所述的裝置具有較高的容積負(fù)荷和抗沖擊能力，整體裝置占地面積小，不需要污泥回流，運(yùn)行管理方便，處理穩(wěn)定性高。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明中使用的分析方法采用重鉻酸鉀法測(cè)定COD ;采用過(guò)硫酸鉀氧化——紫外分光光度法測(cè)定總氮(TN);采用濾紙過(guò)濾稱(chēng)重法測(cè)定懸浮物(SS);采用PHS-3C型精密pH計(jì)測(cè)定pH值。實(shí)施例I實(shí)驗(yàn)用水取自山西陽(yáng)泉新井的洗煤廢水。進(jìn)水的pH值9. 5，進(jìn)水的COD值850mg/1，進(jìn)水的TN值180mg/l，進(jìn)水的SS值6700mg/l。將待處理廢水引入調(diào)節(jié)沉淀池，使用鹽酸溶液將pH值調(diào)節(jié)至7. 5，同時(shí)投入聚こ烯酰胺溶液使廢水中的懸浮物沉淀。水力停留時(shí)間為3小吋。調(diào)節(jié)沉淀池的上清液流入生物反應(yīng)器中，共設(shè)置2個(gè)生物反應(yīng)器，分別是厭氧生物濾池、好氧生物流化床。這兩個(gè)反應(yīng)器均采用生物膜法，所述兩個(gè)反應(yīng)器之間串聯(lián)。反應(yīng)器中投加生物膜載體，所使用的載體為以椰子殼為原料制成的懸浮生物載體，厭氧生物濾池中載體投加體積為反應(yīng)器容積的55%，好氧生物流化床中載體投加體積為反應(yīng)器容積的30%。反應(yīng)器中的活性污泥已經(jīng)過(guò)馴化和掛膜。厭氧生物濾池反應(yīng)器水力停留時(shí)間8小吋，好氧生物流化床反應(yīng)器水力停留時(shí)間為6小吋。
由生物反應(yīng)器中流出的液體進(jìn)入DF膜裝置。DF膜裝置是購(gòu)自上海信晨水處理設(shè)備有限公司的DF膜反應(yīng)裝置。經(jīng)過(guò)DF膜裝置處理之后的流出液的各項(xiàng)指標(biāo)為pH值7. 3，COD值60mg/l，TN值12mg/l,SS 值80mg/l。實(shí)施例2實(shí)驗(yàn)用水取自山西陽(yáng)泉新井的洗煤廢水。進(jìn)水的pH值10. 2，進(jìn)水的COD值21OOmg/1，進(jìn)水的 TN 值 340mg/l，進(jìn)水的 SS 值 4460mg/l。將待處理廢水引入調(diào)節(jié)沉淀池，使用鹽酸溶液將pH值調(diào)節(jié)至7. 5，同時(shí)投入聚こ烯酰胺溶液使廢水中的懸浮物沉淀。水力停留時(shí)間為2. 5小吋。
調(diào)節(jié)沉淀池的上清液流入生物反應(yīng)器中，共設(shè)置2個(gè)生物反應(yīng)器，分別是厭氧生物濾池、好氧生物流化床。這兩個(gè)反應(yīng)器均采用生物膜法，所述兩個(gè)反應(yīng)器之間串聯(lián)。反應(yīng)器中投加生物膜載體，所使用的載體為以椰子殼為原料制成的懸浮生物載體，厭氧生物濾池中載體投加體積為反應(yīng)器容積的50%，好氧生物流化床中載體投加體積為反應(yīng)器容積的25%。反應(yīng)器中的活性污泥已經(jīng)過(guò)馴化和掛膜。厭氧生物濾池反應(yīng)器水力停留時(shí)間10小時(shí)，好氧生物流化床反應(yīng)器水力停留時(shí)間為7小吋。由生物反應(yīng)器中流出的液體進(jìn)入DF膜裝置。DF膜裝置是購(gòu)自上海信晨水處理設(shè)備有限公司的DF膜反應(yīng)裝置。經(jīng)過(guò)DF膜裝置處理之后的流出液的各項(xiàng)指標(biāo)為pH值7. 2，COD值70mg/l，TN值15mg/1, SS 值 60mg/1。經(jīng)DF膜裝置處理后的水進(jìn)入反滲透膜系統(tǒng)，所述反滲透膜系統(tǒng)包括保安過(guò)濾器、反滲透裝置、清洗系統(tǒng)。所使用的反滲透膜系統(tǒng)為購(gòu)自青州福源達(dá)水處理設(shè)備有限公司的261型反滲透膜系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)反滲透膜裝置處理之后的流出液的各項(xiàng)指標(biāo)為pH值7. 1，COD值5mg/l，TN值2mg/l，SS值未檢出。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容和所掌握的本領(lǐng)域技術(shù)對(duì)本發(fā)明內(nèi)容作出替換或變型，但是這些替換或變型都不應(yīng)視為脫離本發(fā)明構(gòu)思的，這些替換或變型均在本發(fā)明要求保護(hù)的權(quán)利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于煤礦井廢水的膜處理裝置，所述裝置包含以下幾部分調(diào)節(jié)沉淀池、厭氧生物濾池、好氧生物流化床、DF膜裝置以及反滲透膜系統(tǒng)。
2.權(quán)利要求I中所述的用于煤礦井廢水的膜處理裝置，其特征在于厭氧生物濾池與好氧生物流化床均采用生物膜法，所述兩個(gè)反應(yīng)器之間串聯(lián)，反應(yīng)器中投加生物膜載體，所使用的載體為以椰子殼為原料制成的懸浮生物載體。
3.權(quán)利要求2中所述的用于煤礦井廢水的膜處理裝置，其特征在于所述的以椰子殼為原料制成的懸浮生物載體是通過(guò)以下方法制備而成的，將椰子殼進(jìn)行清洗、烘干、粉碎處理，粉碎達(dá)到30 40目；將粉碎后的椰子殼顆粒進(jìn)行堿化處理將該顆粒置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15% 17%的氫氧化鈉溶液中，浸泡4 6h ;將堿化處理后的椰子殼進(jìn)行脫水處理后與過(guò)量的二甲基丙烯酸乙二醇酯進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)；將交聯(lián)反應(yīng)生成的固體產(chǎn)物與三甲胺醇溶液進(jìn)行季胺化反應(yīng)，得到固相產(chǎn)物；將固相產(chǎn)物清洗，干燥即可得懸浮生物載體。
4.一種用于煤礦井廢水的膜處理方法，其特征在于所述方法包括以下步驟 (1)將待處理廢水引入調(diào)節(jié)沉淀池，使用pH調(diào)節(jié)劑將pH值調(diào)節(jié)至7.O 8. O之間，同時(shí)投入絮凝劑使廢水中的懸浮物沉淀； (2)調(diào)節(jié)沉淀池的上清液流入生物反應(yīng)器中，共設(shè)置2個(gè)生物反應(yīng)器，分別是厭氧生物濾池、好氧生物流化床，這兩個(gè)反應(yīng)器均采用生物膜法，所述兩個(gè)反應(yīng)器之間串聯(lián)，反應(yīng)器中投加生物膜載體，所使用的載體為以椰子殼為原料制成的懸浮生物載體，厭氧生物濾池中載體投加體積為反應(yīng)器容積的50% 55%，好氧生物流化床中載體投加體積為反應(yīng)器容積的20% 30%，反應(yīng)器中接種活性污泥，經(jīng)過(guò)15天左右的馴化和掛膜，反應(yīng)器即可進(jìn)入正式運(yùn)行階段； (3)由生物反應(yīng)器中流出的液體進(jìn)入DF膜裝置處理。
5.權(quán)利要求4中所述的用于煤礦井廢水的膜處理方法，其特征在于DF膜裝置處理后的流出液進(jìn)入進(jìn)入反滲透膜系統(tǒng)處理。
6.權(quán)利要求4中所述的用于煤礦井廢水的膜處理方法，其特征在于根據(jù)所處理廢水不同的原始酸堿性，PH調(diào)節(jié)劑選用氫氧化鈣溶液和鹽酸溶液；絮凝劑使用聚乙烯酰胺溶液。
7.權(quán)利要求4中所述的用于煤礦井廢水的膜處理方法，其特征在于步驟(2)中的厭氧生物濾池反應(yīng)器水力停留時(shí)間8 10小時(shí)，好氧生物流化床反應(yīng)器水力停留時(shí)間為6 7小時(shí)。
8.權(quán)利要求4中所述的用于煤礦井廢水的膜處理方法，其特征在于步驟(2)中所述的以椰子殼為原料制成的懸浮生物載體是通過(guò)以下方法制備而成的，將椰子殼進(jìn)行清洗、烘干、粉碎處理，粉碎達(dá)到30 40目；將粉碎后的椰子殼顆粒進(jìn)行堿化處理將該顆粒置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15% 17%的氫氧化鈉溶液中，浸泡4 6h ;將堿化處理后的椰子殼進(jìn)行脫水處理后與過(guò)量的二甲基丙烯酸乙二醇酯進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)；將交聯(lián)反應(yīng)生成的固體產(chǎn)物與三甲胺醇溶液進(jìn)行季胺化反應(yīng)，得到固相產(chǎn)物；將固相產(chǎn)物清洗，干燥即可得懸浮生物載體。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于煤礦井廢水的膜處理裝置和方法，所述裝置包含以下幾部分調(diào)節(jié)沉淀池、厭氧生物濾池、好氧生物流化床、DF膜裝置以及反滲透膜系統(tǒng)。厭氧生物濾池與好氧生物流化床均采用生物膜法，所述兩個(gè)反應(yīng)器之間串聯(lián)，反應(yīng)器中投加生物膜載體，所使用的載體為以椰子殼為原料制成的懸浮生物載體。
文檔編號(hào)C02F9/14GK102826725SQ20121034988
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月20日
發(fā)明者周亞強(qiáng), 吳園文, 呂優(yōu)技 申請(qǐng)人:江蘇艾特克環(huán)境工程有限公司