礦井水資源化利用新工藝與新型膜材料研發(fā).pdf

1、長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)煤炭開(kāi)采一直是以犧牲礦區(qū)環(huán)境為代價(jià)。隨著我國(guó)煤炭產(chǎn)量的不斷增加，煤炭開(kāi)采所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題愈加突出，其中水資源的破壞問(wèn)題最為明顯，也最為敏感，因?yàn)槲覈?guó)大部分礦區(qū)分布在中西部干旱半干旱地區(qū)。此外，傳統(tǒng)采煤理論強(qiáng)調(diào)了礦井水的災(zāi)害性，而忽略了水的資源性，并把水作為災(zāi)害的根源加以處理，“疏干”、“排水”等礦井防治水方法不僅造成大量水資源浪費(fèi)，而且有害的地下水還會(huì)導(dǎo)致次生的污染。因此，礦井水的資源化再利用變得迫在眉睫。
　　本文

2、介紹了現(xiàn)行的礦井水循環(huán)利用的方法。首先將礦井水抽至地面，在地面的水處理站通過(guò)絮凝沉淀，砂-碳過(guò)濾及超濾和反滲透工藝進(jìn)行凈化處理后再返回到井下進(jìn)行利用。該工藝具有管路冗長(zhǎng)復(fù)雜，能耗高，加藥量大，運(yùn)行成本高，防爆性差，大量占據(jù)地上空間的缺點(diǎn)，因此，探索礦井水資源化利用的新工藝、新方法、新材料便成了煤炭工業(yè)節(jié)能減排與可持續(xù)發(fā)展的新目標(biāo)。
　　本文提出采用管式膜（TMF）預(yù)處理，用膜蒸餾（MD）工藝進(jìn)行深度凈化的工藝。且該工藝設(shè)備全部采用

3、壓縮空氣作為動(dòng)力，無(wú)需防爆，模塊化，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)地及水質(zhì)要求，可拆零至工作面單獨(dú)處理，也可拼裝至井底水倉(cāng)進(jìn)行綜合治理，節(jié)省空間，無(wú)需提升至地面，節(jié)省電能，無(wú)需加藥，運(yùn)行成本低，處理水質(zhì)高，完全可以回用至工作面，不僅可以提供工人的飲用水，還可為井下設(shè)備提供乳化液配置水等。設(shè)備整體使用壽命長(zhǎng)，運(yùn)行成本低，一個(gè)工作面完成可搬遷至另一工作面。
　　由于用于膜蒸餾的疏水多孔膜，在膜污染的情況下容易導(dǎo)致膜孔被潤(rùn)濕，從而使得膜面變得親水化，使得水

4、質(zhì)變差。本文提出采用聚氨酯材料制作致密無(wú)孔膜用作膜蒸餾，致密膜可從根本上解決膜孔被潤(rùn)濕的問(wèn)題，此外，聚氨酯材料獨(dú)特的微相分離構(gòu)造，可以加速水分子的透過(guò)速度，提高膜的水通量。
　　為了進(jìn)一步提高膜的水通量，本文還提出采用親水性沸石與聚氨酯高分子材料復(fù)合制得致密薄膜用于膜蒸餾。親水性沸石的孔徑只允許水分子通過(guò)，而將其他鹽類的分子阻止在外，配合聚氨酯膜的微相分離構(gòu)造，在保證足夠高的鹽分阻止率的前提下，可以大大提高該膜的水通量，是一種較有