在煤礦建井和煤炭開采過程中產(chǎn)生的廢水，統(tǒng)稱煤礦采出水，其主要污染物之一為煤粉塵懸浮物，可高達(dá)3000mg/L。礦井水的預(yù)處理是以去除礦井水中懸浮物、膠體、色度、油類和有機(jī)物為主要目的的混凝、沉淀（澄清）、過濾、吸附等處理工藝技術(shù)過程。
目前，國(guó)內(nèi)大部分煤礦礦井預(yù)處理采用“混凝沉淀+砂濾+有機(jī)超濾”工藝，該方法是在斜板沉淀池中加入混凝劑，并在混凝劑的作用下，廢水中的膠體和細(xì)微懸浮物凝聚成大的絮凝體，絮凝體在重力作用下自然沉降，進(jìn)入污泥濃縮池，其上層清液經(jīng)過砂濾工藝凈化后進(jìn)入中間水池，最后再經(jīng)過超濾裝置進(jìn)行凈化處理。
雖然現(xiàn)在采用的“混凝沉淀+過濾（砂濾）+超濾”工藝可以解決礦井廢水的預(yù)處理問題，但是也存在諸多問題：
? 占地面積大：處理水量大，懸浮物濃度高，高負(fù)荷的處理技術(shù)應(yīng)用效果不理想。
? 運(yùn)行費(fèi)用高：水處理過程持續(xù)藥劑投入；工藝中有多級(jí)提升泵能耗高；
? 超濾膜壽命短：常規(guī)有機(jī)膜不僅被礦井水中污染物污染，還會(huì)受到前端工藝加入藥劑污染，壽命1-2年；
? 自動(dòng)化程度低：工藝流程多，分離過程不能量化，難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制；
? 環(huán)境影響大：水處理工藝投加大量絮凝劑，絮凝沉淀后煤泥中藥劑含量高，利用難度大，而水體也會(huì)因藥劑殘留造成鹽含量增加。
碳化硅膜分離技術(shù)是物理分離過程，原理就是通過孔徑的選擇作用，水分子透過膜，而顆粒物被膜攔截，從而達(dá)到凈化的作用。
采用最新碳化硅膜處理工藝替換傳統(tǒng)工藝中的“混凝沉淀+砂濾+超濾”具備處理工藝短，處理過程瞬間完成，水處理過程實(shí)現(xiàn)“0”藥劑添加，自動(dòng)化程度高的優(yōu)點(diǎn)。
碳化硅膜的支撐層、過渡層、分離層的原材料均采用的是市面上純度最高的高純碳化硅（＞99.5%），無添加任何燒結(jié)助劑，因此其幾乎繼承了碳化硅材料的所有特性。
支撐層、過渡層、分離膜層采取逐層多次燒成，各層碳化硅顆粒頸部燒結(jié)，顆粒表面光滑、圓潤(rùn)，支撐層、各層內(nèi)無封閉氣孔和通道。
碳化硅膜直濾技術(shù)是國(guó)內(nèi)外首次成功利用膜技術(shù)實(shí)現(xiàn)礦井廢低成本“直濾”處理，目前還未見同類裝備。
項(xiàng)目簡(jiǎn)介
項(xiàng)目概況：
設(shè)備處理能力為100m3/h
運(yùn)行時(shí)間：2021年7月
碳化硅陶瓷膜運(yùn)行通量：300L/㎡*h
膜化學(xué)清洗周期：30天
進(jìn)水水質(zhì)：SS：300-10000mg/L
產(chǎn)水水質(zhì)：SS：＜1mg/L
在不同反洗壓力下，裝備在懸浮物＜1000mg/L，反洗周期3h，反洗時(shí)間3s條件下運(yùn)行20周期反洗后進(jìn)水壓力變化圖，從圖中可以看出在0.3MPa反洗壓力下，反洗后進(jìn)水壓力逐步增加，尤其是在10個(gè)周期后壓力上升加快，說明在此壓力下，反洗未能完全使膜恢復(fù)。0.4MPa與0.5MPa壓力下，反洗后進(jìn)水壓力曲線基本重合且無明顯變化趨勢(shì)，說明膜反洗恢復(fù)性較好。
對(duì)上述數(shù)據(jù)分析，得出裝備運(yùn)行反洗周期與進(jìn)水懸浮物為線性關(guān)系，隨著懸浮物增加，反洗周期降低，能耗上升，產(chǎn)水率降低。
再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可計(jì)算出碳化硅陶瓷膜的納污能力，每平方米碳化硅陶瓷膜可容納700g污泥即達(dá)到反洗壓力上限，此時(shí)污泥占膜通道內(nèi)部總空間40%。
吸附性污染：污染物在膜孔內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間的吸附或累積導(dǎo)致孔徑減小和膜阻增大，從而形成了難以恢復(fù)有機(jī)物污染；
沉淀物污染：原水中鹽的濃度超過了其溶解度形成的結(jié)垢污染；
生物性污染：原水本身生物活性水平高形成的微生物污染。
堿性清洗劑清洗：堿性清洗劑采用1000ppm有效氯含量次氯酸鈉溶液清洗120min，清洗液在膜通道內(nèi)部流動(dòng)，加強(qiáng)清洗效果。
酸性清洗劑清洗：酸性清洗劑采用pH2-4的酸性溶液清洗60min，清洗液在膜通道內(nèi)部流動(dòng)，加強(qiáng)清洗效果。
對(duì)在礦井水中使用1年的碳化硅陶瓷膜進(jìn)行電鏡掃描，可見使用1年的膜清洗后表面干凈基本無雜質(zhì)，膜結(jié)構(gòu)完整無損壞。
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