Informació d'antecedents
Per tal de reduir l'impacte de la producció i desenvolupament de carbó en el medi ambient i millorar el nivell d'utilització integral dels recursos hídrics, el "13è Pla quinquennal" per al desenvolupament de la indústria del carbó proposa l'objectiu de la taxa d'utilització integral de l'aigua de mina. per assolir al voltant del 80% el 2020. A causa de la manca de recursos hídrics i la poca capacitat de suport ambiental en algunes zones de la Xina, el grau de salinitat de l'aigua de la mina és alt. Per tal de reduir l'impacte de l'aigua de la mina en el medi ambient ecològic, l'aigua de la mina d'algunes àrees mineres occidentals ha d'aconseguir una descàrrega zero.
Característiques de l'aigua de mina:
1. El contingut de matèria en suspensió de l'aigua de les mines de carbó és significativament superior al de l'aigua superficial, i és molt inestable, amb trets sensorials pobres;
2. La mida de partícula petita de la matèria en suspensió, la gravetat específica lleugera, la velocitat d'assentament lenta, el diàmetre de partícules en suspensió a l'aigua de la mina és petit, de mitjana només 2 ~ 8u m, al voltant del 85% de la matèria en suspensió total està per sota de 50um; la densitat mitjana de la pols de carbó és generalment de només 1,3 ~ 1,6 g/cm³, significativament inferior a la densitat mitjana de partícules de sediment a l'aigua superficial d'1,9 ~ 2,6 g/cm³;
3, que conté contaminants mecànics. A més del propi carbó polveritzat és matèria orgànica, l'aigua també conté una petita quantitat d'oli usat, oli emulsionat, fusta podrida de pou de residus, femta subterrània i altres fonts orgàniques;
4. Els sòlids en suspensió a l'aigua de mina són majoritàriament matèria orgànica (carbó polveritzat) i matèria inorgànica (pols de roca), i l'estructura molecular del carbó en diferents etapes de coalialització és molt diferent, i el nombre de càrrega a la superfície de les partícules de carbó també és molt diferent. diferent, per tant el grau d'hidrofílic és força diferent. El 90% de la matèria en suspensió es troba entre el cos de suspensió i l'estat col·loïdal, i el potencial se situa entre -20 i 30 mV. L'exclusió mútua entre les càrregues, resultant en la matèria en suspensió a l'aigua de la mina no es pot assentar de manera natural.
La tecnologia de tractament d'aigua de mina sovint adopta el procés combinat de procés de pretractament de coagulació + tractament de profunditat del mètode de membrana per a la purificació.
La selecció del procés i la comparació del tractament d'aigua de mina
En l'actualitat, els dos objectius de la tecnologia de tractament d'aigua de mina a assolir són: reducció de fàrmacs o fins i tot sense fàrmacs, procés curt i estalvi d'espai terrestre.
Tots dos objectius apunten als productes de membrana ceràmica com a tecnologia de pretractament per a l'aigua de mina.
L'aplicació de productes de membrana ceràmica en el tractament d'aigües de mines s'ha actualitzat a la tercera generació de tecnologia, que són:
1 La primera generació de tecnologia de tractament d'aigua de mina de membrana ceràmica
1.1 Element de membrana ceràmica fet d'alúmina;
1.2 Per augmentar la capacitat anticontaminació del sistema de membrana, s'estableix el cabal de superfície de la membrana de 3 m / s ~ 5 m / s i la potència instal·lada del sistema és alta, amb 1 ~ 1,5 kW · h per tona d'aigua;
1.3 El flux de disseny del sistema de membrana ceràmica es dissenya generalment en 150 ~ 200 LMH, 100 m ³ / h requereix 500 ㎡ d'àrea de membrana instal·lada;
1.4 Amb una alta resistència mecànica de la membrana ceràmica, pot abandonar el mètode de rentat a contracor de la bomba (gran cabal, baixa elevació) i adoptar el mètode de neteja del tanc de pressió (baix cabal, alt elevació) per millorar la taxa de recuperació del sistema;
1.5 Components de membrana de gran volum, components de membrana φ 30 o φ40 mm, la càrrega de treball d'instal·lació i desmuntatge és gran, no és convenient per al manteniment;
1.6 Elements de membrana del tub de pressió interna, els elements de membrana amb diferents diàmetres de canal de flux s'han d'ajustar segons el
contingut de matèria en suspensió de l'aigua d'entrada. Com més gran sigui el contingut de sòlids en suspensió a l'aigua d'entrada, més gran serà el dispositiu.
2 La segona generació de tecnologia de tractament d'aigua de mina de membrana ceràmica
2.1 Element de membrana ceràmica tubular fet de carbur de silici;
2.2 El flux de disseny es dissenya generalment en 200 ~ 300 LMH, el sistema de membrana ceràmica de 100 m³ / h necessita 350 ㎡ d'àrea de membrana instal·lada;
2.3 Els components de la membrana tenen components de membrana de gran volum i φ40 mm, gran càrrega de treball d'instal·lació i desmuntatge i inconvenients per al manteniment;
2.4 Per a aigua de mina amb poca matèria en suspensió (TLSS<500ppm), the design of high membrane surface flow rate is cancelled, and dead end filtration is adopted
En el mode de funcionament d'escapament intermitent, el consum d'energia del sistema de membrana es pot reduir a {{0}},06~0,1 kW · h;
2.5 Es requereix la flotació de gas nanobombolla per controlar el contingut de matèria en suspensió a l'aigua d'entrada.
Informació de fons- -la selecció del procés i la comparació del tractament de l'aigua de la mina
3 La tercera generació de tecnologia de tractament d'aigua de mina de membrana ceràmica
3.1 Element de membrana de làmina plana fet de carbur de silici o membrana de columna de nucli de ceràmica innovadora de carbur de silici;
3.2 El flux de disseny es dissenya generalment en 200 ~ 300 LMH, el sistema de membrana ceràmica de 100 m³ / h requereix 350 ㎡ d'àrea de membrana instal·lada;
3.3 La membrana de columna de ceràmica de carbur de silici s'utilitza per al contingut en suspensió d'aigua<2000ppm; silicon carbide flat sheet membrane tank is used in the case of water suspended content>2000 ppm;
3.4 El consum d'energia del sistema de membranes es pot reduir a 0.06 ~0,1 kW · h; 3.5 No cal pretractament per reduir el contingut de matèria en suspensió.
Característiques de les membranes de carbur de silici
● La membrana de carbur de silici es sinteritza mitjançant un procés de recristal·lització amb una temperatura de sinterització de 2400 graus. Durant el procés de sinterització, el coll de sinterització entre les ortopèdies de carbur de silici experimenta una transició de fase de sòlid a gas a sòlid, amb una velocitat d'obertura superior al 45%. El canal de filtre format té una forta connectivitat i, a més, la hidrofilicitat inherent del material de carbur de silici (angle de contacte només 0,3 graus) dóna com a resultat un flux d'aigua pura de fins a 3200LMH. Hidròfil i oleòfob.
● El punt isoelèctric del carbur de silici és al voltant de pH 3, i la superfície de la membrana pot mantenir la càrrega negativa en un ampli rang de pH, millorant la resistència de la superfície de la membrana a la contaminació.
● Excel·lent estabilitat química, capaç de treballar en entorns extrems (pH 1-14 és acceptable); Es poden desenvolupar plans de neteja rics en funció de les característiques de la plata contaminada; Els oxidants són totalment tolerants, inclosos els radicals d'ozó i hidroxil.
★ La membrana de carbur de silici té una alta eficiència de treball per unitat d'àrea de membrana
★ Avantatges de les característiques anticontaminació aportades per l'entorn de càrrega negativa a la superfície de la membrana
★ Bon efecte de neteja i regeneració
Membrana plana de carbur de silici i introducció de caixa
La membrana plana de carbur de silici es fa mitjançant la sinterització de pols de carbur de silici d'alta puresa a alta temperatura i actualment és el material de la membrana amb la millor hidrofilicitat i capacitat contra la contaminació.
·La superfície de la membrana amb alta càrrega negativa pot garantir una excel·lent resistència a la contaminació en un ampli rang de pH;
·Condicions de funcionament ideals: quan el pH de l'addició de PAC és inferior a 6, la superfície de la membrana pot mantenir una càrrega negativa de -25~-30 mil·livolts, cosa que dificulta el carboni orgànic soluble i les partícules de polímer exterior transparents. per adherir-se a la superfície de la membrana;
·És fàcil netejar substàncies carregades negativament de la superfície de la membrana a l'aigua, com ara bacteris, algues, MLSS, partícules transparents de polímers exteriors i substàncies d'oli.
Paràmetres tècnics principals dels components de la membrana plana de carbur de silici i mòduls de membrana
1) Concentració de sòlids en suspensió
Interval de concentració: 1000~4000mg/l Concentració mitjana: 2335,51mg/l
2) Terbolesa de l'aigua d'entrada
Interval de concentració: 2000 ~ 8000 NTU Concentració mitjana: 6632,82 NTU
3) Terbolesa de l'aigua de sortida
Bàsicament menys de {{0}},5 NTU, amb una terbolesa mitjana de 0,2 NTU
Nota: la concentració de contaminants de l'aigua fluctua molt, on la concentració màxima és de 10850 mg/l (terbolesa: 26040 NTU) i la qualitat de l'efluent encara és bona. La terbolesa de l'efluent era de 0,168 NTU.
Membrana de columna de carbur de silici i introducció de caixa
1500 tones/dia de pressió positiva de membrana plana i sistema RO
Aquest producte és un producte innovador que trenca el límit entre els escenaris d'aplicació de membranes inorgàniques i orgàniques. Combina els avantatges dels productes de membrana ceràmica que són resistents i duradors, així com l'alta densitat d'ompliment dels productes de membrana orgànica. El mètode d'ús és similar a l'alçada de les membranes de la columna de membrana orgànica, que compensa els alts requisits de qualitat de l'aigua d'entrada, un alt consum d'aigua de rentat i el risc de trencament del cable en la tecnologia de membrana d'ultrafiltració. Pot millorar el rendiment d'aigua dels sistemes d'ultrafiltració i reduir els costos de neteja química.
La membrana ceràmica cilíndrica de carbur de silici es compon de múltiples cartutxos de filtre ceràmics de carbur de silici integrats units. El disseny estructural únic fa que la distribució hidràulica de la producció d'aigua i els canals de rentat a contracor de cada membrana tubular sigui més uniforme i l'efecte de recuperació del rentat a contracor és excel·lent.
Característiques i avantatges del producte
El material bàsic de carbur de silici és un material de membrana ceràmica més avançat i ideal en comparació amb l'alúmina, amb una millor hidrofilicitat, major porositat, una excel·lent capacitat de neteja i recuperació i sense por a la contaminació per petroli;
★ Alta resistència mecànica sense risc de trencament del cable, excel·lent resistència al desgast i resistència a l'impacte, qualitat estable de l'aigua durant el funcionament a llarg termini;
★ Bon rendiment contra la contaminació, resistent a les fluctuacions de l'aigua i un flux de funcionament estable a llarg termini;
★ Bona estabilitat química, resistència àcid i àlcali, forta resistència a l'oxidant, resistència a altes temperatures, resistència a dissolvents orgànics, resistència a la neteja i fàcil recuperació del flux després de la neteja;
★ Alta precisió de filtració (fins a 20 nm) pot eliminar eficaçment contaminants com ara partícules, col·loides, microorganismes i matèria orgànica de l'aigua;
★ El sistema té requisits de preprocessament baixos, la qual cosa redueix la inversió total i els costos operatius del sistema;
★ Instal·lació vertical, disseny estandarditzat i modular, simplificant les canonades del sistema;
★ Costos d'inversió competitius i cicle de vida excel·lent;
★ Compatible amb els sistemes tradicionals d'ultrafiltració de membrana orgànica.
Sistema de membrana de columna de nucli ceràmic de carbur de silici d'aigua de mina de 500 tones/hora
TLSS d'entrada=50-2000ppm
Aigua de producció TLSS ＜ 1 ppm, terbolesa ＜ 0,2NTU