矿井水膜法生产生活饮用水工程案例
1、项目背景
为了解决矿区人民生活用水问题，由某公司设计并安装以煤矿矿井废水为水源处理为生活饮用水，该工程处理量为每小时100m3,自2005年5月正式运行，至今已成功运行近三年，系统出水量和出水水质完全达到设计能力。
2、设计概要
该工程主要设备有沉淀池、全自动过滤器、保安过滤器、超滤装置、反渗透装置组成，由于原水中含有较高的铁、硬度和矿化度,预处理系统中加有曝气除铁和加石灰水除硬度装置，原水经除铁除硬处理后，进入深沉池，澄清后再依次经全自动过滤器、微孔过滤器和超滤装置去除悬浮物、胶体和大分子有机物，超滤出水一部分进入反渗透系统进行脱盐处理，一部分产水与反渗透出水混合，送入饮用水水箱，经杀菌后输送到用户。为减轻劳动强度和使系统稳定运行，超滤装置和反渗透装置为全自动运行。
原水水质如下表：
|
分析项目 |
mg/l |
mmol/l |
% |
分析项目 |
mg/l |
分析项目 |
mg/l |
||
|
阳
离
子 |
K+ |
9.60 |
0.245 |
0.65 |
全硬度 |
1297.12 |
游离CO2 |
14.52 |
|
|
Na+ |
260.00 |
11.397 |
30.30 |
永久硬度 |
879.19 |
侵蚀CO2 |
|
||
|
Ca2+ |
260.26 |
12.987 |
34.53 |
暂时硬度 |
417.93 |
可溶SiO2 |
11.50 |
||
|
Mg2+ |
157.16 |
12.932 |
34.38 |
负硬度 |
0.00 |
耗氧量 |
1.34 |
||
|
NH4+ |
0.90 |
0.050 |
0.13 |
总碱度 |
417.93 |
溶解氧 |
|
||
|
Fe3+ |
<0.04 |
|
|
总酸度 |
|
H2S |
|
||
|
Fe2+ |
8 |
|
|
微量元素 |
固形物 |
|
|||
|
AI3+ |
|
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|
分析项目 |
mg/l |
灼烧残渣 |
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|
|
|
|
|
砷 |
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灼烧减量 |
|
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|
|
|
|
|
汞 |
|
酚类 |
|
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|
合计 |
369.92 |
37.611 |
99.99 |
铜 |
|
氰化物 |
|
||
|
阴
离
子 |
CI- |
136.46 |
3.849 |
9.90 |
钼 |
|
HBO2 |
|
|
|
SO42- |
1263.38 |
26.304 |
67.68 |
六价铬 |
|
|
|
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|
HCO3- |
509.56 |
8.351 |
21.49 |
锌 |
|
偏硅酸 |
|
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|
CO32- |
0.00 |
|
|
镉 |
|
石油类 |
|
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|
F- |
0.30 |
0.016 |
0.04 |
钼 |
|
PH值：8.00
色度
浑浊度
臭和味
肉眼可见物
备注：
本报告对来样负责
电导率：2800us/cm
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|
I- |
|
|
|
硒 |
|
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|
Br- |
|
|
|
锶 |
4.00 |
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|
NO2- |
0.012 |
|
|
锂 |
|
||||
|
NO3- |
21.50 |
0.347 |
0.89 |
锰 |
|
||||
|
HPO42- |
<0.03 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
合计 |
1931.21 |
38.867 |
100.00 |
|
|||||
根据以上水质，设计超滤按单通错流过滤模式操作，为节约水资源，浓水以5%的比例排放到原水池，超滤出水3240 m3/d（45 m3/h×3套），反渗透装置设计回收率大于75%，系统脱盐率大于98%，出力为2160 m3/d (90 m3/h)，超滤出水240 m3/d和反渗透出水2160 m3/d混合，即每天制备饮用水2400m3/d。
3、 主要设备部件
(1)、 曝气装置 原水中含有二价铁8mg/l左右，采用曝气装置使其氧化为三价铁深沉。
(2)、 超滤装置 超滤装置共三台，采用UFIB160超滤膜元件，每台出力45m3/h。
(3)、 反渗透装置 采用美国海德能公司ESPA1-4040反渗透膜元件，装置出力90m3/h。
4、 设备流程
加酸系统↓
矿井废水→物化处理→原水池→原水泵→微滤装置 → 超滤装置→中间水箱→
↓加阻垢剂 ↓
→增压泵→保安过滤器→高压泵→反渗透装置→淡水箱→饮用水水箱
→增压泵→二氧化氯杀菌→用户
5、 设施的特征
该饮用水工程所用原水为煤矿矿井废水，水的铁、硬度和矿化度比较高，为保证反渗透脱盐装置的安全运行，先对废水进行物化处理，除去水中的铁及部分硬度，并用超滤作为反渗透的预处理，在保证饮用水达标的前提下，让一部分超滤产水和反渗透产水相混合，经灭菌处理后输送到用户。
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