工程說明

1項(xiàng)目背景

兗礦集團(tuán)把水資源管理作為建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型礦井的重要抓手，堅(jiān)持開發(fā)與保護(hù)并舉，實(shí)現(xiàn)了水資源的循環(huán)利用，不斷促進(jìn)生態(tài)文明據(jù)礦井的持續(xù)發(fā)展。此外，該礦還積極響應(yīng)政府“節(jié)能減排”號(hào)召，爭(zhēng)取從源頭治理，實(shí)現(xiàn)污水的零排放，為此礦領(lǐng)導(dǎo)不斷開拓創(chuàng)新，積極引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)來解決礦井水的深度處理問題。

目前，污廢水除鹽回用一般采用反滲透、電滲析等技術(shù)，反滲透、電滲析等技術(shù)存在一些不足的地方：由于污廢水尤其是礦井水的成分比一般自來水和天然地表（下）水要復(fù)雜得多，反滲透、電滲析等技術(shù)污水除鹽設(shè)備在該領(lǐng)域應(yīng)用時(shí)，易造成污堵，造成設(shè)備在產(chǎn)水量、得水率及使用壽命不能滿足設(shè)計(jì)要求。同時(shí)反滲透、電滲析等技術(shù)對(duì)預(yù)處理的要求很高，又需要投放大量藥劑，增加工程的總體投資。而電吸附技術(shù)的出現(xiàn)彌補(bǔ)了上述各種技術(shù)的不足之處，其具有適應(yīng)性強(qiáng)、耐受性好、維護(hù)和操作方便以及運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。

本工程采用電吸附除鹽技術(shù)對(duì)兗州煤業(yè)股份有限公司濟(jì)寧三號(hào)煤礦礦井水進(jìn)行深度除鹽處理，工程設(shè)計(jì)規(guī)模8000m3/d，處理后的水用于濟(jì)三電力有限公司循環(huán)水補(bǔ)充水。

2電吸附除鹽原理

2.1工作原理

EST除鹽設(shè)備的一個(gè)完整的運(yùn)行周期包括三個(gè)階段，即工作、短接靜置和短接再生。

工作階段：工作時(shí)原水從一端進(jìn)入陰陽極組成的空間，從另一端流出。原水在陰、陽極之間流動(dòng)時(shí)受到電場(chǎng)的作用，水中帶電粒子分別向帶相反電荷的電極遷移，被該電極吸附并儲(chǔ)存在雙電層內(nèi)。隨著電極吸附帶電粒子的增多，帶電粒子在電極表面富集濃縮，最終實(shí)現(xiàn)與水的分離，使水中的溶解鹽類及其它帶電物質(zhì)滯留在電極表面，獲得凈化/淡化的出水即電吸附產(chǎn)水。

短接靜置：在電極表面吸附的離子達(dá)到或接近飽和時(shí)，此時(shí)的出水可能已經(jīng)不能滿足要求，這就需要對(duì)電極進(jìn)行再生，再生時(shí)先要對(duì)電極進(jìn)行短接放電，此過程就是把工作時(shí)吸附的陰陽離子重新從電極上脫附下來；

短接再生：在電極經(jīng)過一段時(shí)間的短接靜置之后，其在工作期間吸附的大部分的離子已經(jīng)被釋放到通道內(nèi)，此時(shí)把原水通入設(shè)備即可把這些以陰陽離子形式存在的鹽類沖洗出去，使電極得到再生，當(dāng)沖洗出水與進(jìn)水的含鹽量基本想當(dāng)時(shí)，就認(rèn)為設(shè)備再生完成，進(jìn)入下一個(gè)周期的工作。

2.2工藝流程

如圖2-1，電吸附工藝流程主要分為兩個(gè)步驟：工作流程和再生流程。

工作流程：原水通過提升泵被打入保安過濾器，固體懸浮物或沉淀物在此道工序被截流，水被送入電吸附模塊，水中溶解性的鹽類被吸附，水質(zhì)被凈化。

再生流程：沖洗經(jīng)過短接靜置的模塊，使電極再生。

圖2-1 電吸附系統(tǒng)工藝流程圖

3系統(tǒng)基礎(chǔ)資料及主要構(gòu)成

水源：兗州煤業(yè)股份有限公司濟(jì)寧三號(hào)煤礦礦井水。

設(shè)備處理能力：8000 m3/d 。

本項(xiàng)目設(shè)備主要由電吸附模塊、水池、水泵、前置過濾器、后置過濾器、管閥系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、檢測(cè)儀表及電氣控制系統(tǒng)等組成。由于電吸附模塊的水流阻力很小，所需壓力一般小于0.1MPa，所以對(duì)泵的要求不高，普通的離心泵即可滿足使用要求。前置過濾器主要用于去除泥沙、懸浮物等。一般情況下，電吸附模塊對(duì)原水中余氯、有機(jī)物、高價(jià)離子沒有特別限制，通常要求原水濁度小于5NTU，懸浮物含量低于5mg/L。電吸附裝置采用模塊化結(jié)構(gòu)，可針對(duì)各特定的應(yīng)用場(chǎng)合根據(jù)需要將模塊作任意組合以實(shí)現(xiàn)處理目標(biāo)，在需要大流量時(shí)可將模塊并聯(lián)，而在需要大的處理深度時(shí)可將模塊串聯(lián)。

4帶載調(diào)試情況

目前該項(xiàng)目正處于帶載調(diào)試階段，它將滿足兗礦集團(tuán)濟(jì)三電廠循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水水質(zhì)要求，這也標(biāo)志著該集團(tuán)公司向?qū)崿F(xiàn)污水全部綜合利用又邁出了可喜的一部，為了全面的了解該項(xiàng)目的進(jìn)展?fàn)顩r，下圖是調(diào)試階段的一些進(jìn)出水電導(dǎo)率的變化情況：

圖4-1進(jìn)出水電導(dǎo)率變化情況

由上可知，項(xiàng)目調(diào)試階段運(yùn)行基本穩(wěn)定，在原水平均電導(dǎo)率為3367μS/cm的情況下，產(chǎn)水電導(dǎo)率的平均值為1590μS/cm，去除率為52.7%，大于項(xiàng)目設(shè)計(jì)的去除率達(dá)到45%以上的基本目標(biāo)。

5小結(jié)

正處于帶載調(diào)試階段的電吸附除鹽項(xiàng)目，解決了礦井水的深度處理問題，也是電吸附除鹽這項(xiàng)新技術(shù)首次落戶煤炭行業(yè)，必將起到一定的示范作用，從目前的調(diào)試情況來看，其出水完全能夠滿足濟(jì)三電廠循環(huán)冷卻水補(bǔ)水的水質(zhì)要求，這也為電吸附除鹽技術(shù)的廣泛應(yīng)用打下了又一堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

與傳統(tǒng)的除鹽技術(shù)相比，由于EST采用了全新的水處理理論，在反接電極后可以使吸附于電極上的鹽類順利脫落，因此在污廢水的處理效率、適應(yīng)性、能耗、運(yùn)行維護(hù)以及環(huán)境友好等方面有著其他水處理技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢(shì)，而且對(duì)原水預(yù)處理的要求不高，而且即使在預(yù)處理上出一些問題也不會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成不可修復(fù)的損壞?？蓮V泛應(yīng)用于煤化工、鋼鐵冶金、有色金屬、電力、石油化工、建材、輕工、紡織等行業(yè)的工業(yè)用水除鹽，尤其在工業(yè)循環(huán)水脫鹽處理、污廢水資源化綜合利用領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景。

工程圖片