摘 要：深度处理厂主要处理矿井水和化工高浓盐水，本文阐述了针对的石油类污染物、总硬度及溶解性总固体的去除工艺。
关键词：深度处理；矿井水；高浓盐水；工艺
一、前言
根据水质类别的不同，对不同性质的水分别处理，以达到技术经济的最优化。矿井水和化工外排高浓盐水的水处理工艺的核心是去除石油类污染物、总硬度以及溶解性总固体，至于化工外排高浓盐水中的总磷、悬浮固体污染则通过过滤工艺即可去除。生活污水的水处理工艺的去除污染物核心是悬浮固体、COD、BOD、氨氮。由于矿井水水源和化工外排高浓盐水的氨氮≤0.02mg/L，而最终的设计要求是矿井水、化工水和生活污水三者总的出水氨氮≤ 5mg/L，按照水量比例如下：
矿井水：化工外排高浓盐水：生活污水=12:2.5:1，则生活污水可以不考虑额外去除氨氮。生活污水采用“预处理+二级生化处理+深度处理”组合工艺即可。下面分别对深度处理厂工艺和生活污水处理厂工艺进行分析比选。
二、石油类污染的去除——矿井水处理线
对于含油乳化液污水来讲,由于受大量表面活性剂的作用,使得乳化液的稳定性非常高,一般的混凝气浮法和混凝沉淀法对它的处理效果都不甚理想,对于此种含油乳化废液来说,破乳是处理的关键技术，目前常用的破乳方法有混合法、凝聚法、化学絮凝气浮法、酸化法、破乳+fenton试剂以及超滤法等,另外还有其他一些处理方法，如电磁吸附法、电化学处理法、生物法、粗粒化法、化学氧化法等，或多或少存在着工艺复杂、处理不彻底、运行费用高和管理要求高等缺点。另外，由于常规的气浮等乳化油处理工艺均是以排放为处理目的，其处理出水指标均只在5mg/L以下，甚至在10mg/L以下。而如需达到回用目的，处理工艺的出水必须达到 1mg/L以下。这就对处理工艺提出了极高的要求，针对矿井水的特殊情况，对目前经济可行，且在理论上可达到该效果的主要处理工艺如下：
（1）物理法。针对乳化油的精细处理，物理法主要为膜分离为主。膜分离法是在最近 20多年迅速发展起来的分离技术。通过膜处理乳化含油废水通常可不经过破乳过程,直接将油水进行分离，其去除率一般均在 98%以上。在膜法对油水进行分离的过程中,将不会产生含油污泥,得到的浓缩液可作焚烧处理,其处理水量和水质比较稳定,不随进水中的油浓度波动而变化。缺点是膜易被污染，在矿区目前仍没有类似的工程案例。
（2）物化法。物化学法主要有气浮、吸附、电磁吸附法等，但是通过实际工程案例表明气浮处理工艺对于低浓度乳化油处理效果不甚理想，而电磁吸附法针对低浓度乳化油处理也没有明显优势，而且工艺不成熟运行费用较高。在物化法中具体介绍吸附处理：吸附法是利用的大比表面积和多孔性的吸附剂，把废水中的溶解油及其他溶解性的有机物吸附在其表面,从而实现油水分离的目的。吸附剂通常可以分为炭质吸附剂及有机吸附剂。比较常用的有活性炭、核桃壳等。
（3）生化法。生化法是一种利用微生物去除有机物的处理方法,可分为好氧处理和厌氧处理两大类。具体包括活性污泥、氧化塘和生物膜等形式，生化法工艺较成熟,运行成本经济划算,因此被国内外广泛采用,但是存在对水质变化和冲击负荷较低、易产生污泥膨胀等缺点,而且废水中含油物质的种类和含量的变化,对生化处理的效果也有着很大影响。但是，由于鄂尔多斯地区冬季温度较低，对低浓度污水生化处理的影响极大。因此，生物法并不适用于本项目。
（4）化学法。将某种氧化剂投入污染物中,使其同有害物质进行氧化还原反应,有选择性的改变有害 有毒物质的形态,使它们转化为无害无毒或毒性较小的物质,此种水处理法称为化学氧化法，采用化学氧化法处理废水是水处理技术的一个新方向,通过氧化可以把水中的不同复杂化合物转变成为简单化合物,如果氧化彻底,那么最终产物可为 O2和CO2,产物不会造成二次污染,故在水处理领域具有广阔的发展前景。
综上，由于针对微量乳化油污染目前国内新技术很多，但是针对于矿井水处理的成熟案例极少。因此本工程在方案设计推荐采用神东煤炭集团公司在矿井水深度处理中常用的核桃壳过滤工艺作为矿井水乳化油的预处理工艺。
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三、矿井水处理线和化工外排高盐浓水处理线
根据化工高盐水和煤矿疏干水的水质不同，分别进行预处理。其中因化工高盐水高硬度、高COD，故化工高盐水采用高密度澄清池、臭氧接触氧化、生化、MBR等工艺，对硬度、悬浮物、浊度、COD等进行去除；矿井水因高硬度、高含盐量，故采用高密度澄清池、浸没式超滤对硬度、悬浮物、浊度进行去除，进行预处理后的两股水混合后进行脱盐，脱盐采用中压膜和高压膜两级反渗透，产品水回用，浓水进入“零排放”系统进行处理。
（1）高密度澄清池工艺。该工艺通过专利技术，采用（双碱法）去除硬度可达98%，有效去除水中大部分硬度，为后续膜装置稳定运行带来有力保障。
（2）反渗透膜处理工艺。反渗透法是借助于半透膜在压力作用下进行物质分离的方法。它可有效地去除无机盐类、低分子有机物等。此法与电渗析法相比，其优点是:产品水回收率高，脱盐率和水的纯度高，投资费用低，无污染，含盐量的变化对其设备投资和运行成本的影响相对较小等。缺点是：工程投资相对较大，操作压力高，能耗大，对进水水质要求高等。而相比而言,反渗透的脱盐率更高，但是于此同时其产水率低于纳滤膜。
（3）离子交换工艺。强弱型离子交换树脂在化学除去工艺的联合应用是指同时使用强、弱两种类型离子交换树脂来除去水中各种离子杂质以达到除盐目的。一般情况下，单纯离子交换法适用于原水含盐量小于500mg/L，在原水含盐量大于500mg/L的情况下，采用联合应用工艺，具有周期制水量大，再生剂利用率高，对环境污染少的优点。缺点：①投资费用高，生产费用中折旧费用比例高；②生产过程需要消耗大量的软水，产生的废水会污染坏境。
（4）电渗析法。电渗析是在外加直流电场的作用下，利用离子交换膜对溶液中离子的选择透过性，使溶质和溶剂分离的一种物理化学过程。含盐原水经过电渗析器后，便可得到淡化水和浓缩液(浓水)。一般淡化水量为总进水量的50%一70%。当进水含盐量小于4000mg/L时用此法较为经济。电渗析法主要用于工业用水脱盐，苦咸水，海水淡化，废水回收处理，化工过程中浓缩，提纯，分离，精制。在水处理中是处理高矿化度矿井水的一种较为成熟的方法。目前该方法在煤矿高矿化度矿井水中运用较广，通过电渗析脱盐后消毒处理，可达到国家水质标准。除盐率一般为50%-90%。
（5）大型MVR降膜蒸发浓缩。该工艺运行稳定，成本低 。分体式设计，冷凝水产水水质好 ， 自动化程度高 ， 热效率高、节能 ，创新性降膜布水器，成膜均匀 ，浓缩倍率较高。
（6）四效逆流蒸发。 该工艺蒸汽利用率极高、能耗低。采用高温逆流出硝低温出盐，较好利用硝盐在不同温度下溶解度不同的特性，提高了硫酸钠、氯化钠产品的品质。创新采用反循环增加颗粒大小，增设盐腿洗涤功能 、母液离析器排出，进一步提高了盐的品质。
（7）冷冻结晶分盐。 Ⅰ效硝母液排出后经过闪发罐进一步闪发，回收闪发蒸汽，然后采用3级预冷设计，缓慢换热降温，利于晶体的成长；反循环设计、 变频控制循环量及流速，减少十水硝破碎，利于晶体的长大；在线快速清洗换冷器，有效分离十水硝，降低盐母液中硫酸钠含量，从而提高了氯化钠的品质。
三、总磷和SO42-的去除
总磷的去除一般考虑化学除磷和生物除磷,本工程化工外排高浓盐水水质中的总磷为无机磷，且BOD5的含量很少，因此考虑采用化学除磷，本工程采用投加PAC混凝沉淀预处理工艺去除总磷，去除率＞99.6%。
参考文献：
[1]煤化工中水处理工艺设计探究[J]. 李雯. 能源与节能. 2016(11)
[2]对某污水厂水处理工艺设计的探讨[J]. 段婷婷. 低碳世界. 2016(32)
[3]废弃钻井液无害化处理工艺设计[J]. 王金树,周芳芳,兰宏飞. 石油石化节能. 2020(02)
[4]洛阳市某小型污水厂污水处理工艺设计优缺点分析[J]. 刘伟. 环境保护与循环经济. 2019(10)
[5]矿区生活污水化学强化处理及处理工艺设计探讨[J]. 窦仕川,闫国庆. 化工设计通讯. 2017(09)
论文作者:韩鑫
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第4期
论文发表时间:2020/4/22
标签：工艺论文; 矿井论文; 盐水论文; 化工论文; 水处理论文; 脱盐论文; 污水论文; 《工程管理前沿》2020年第4期论文;