Исходная информация
Для снижения воздействия добычи и разработки угля на окружающую среду и повышения уровня комплексного использования водных ресурсов «13-й пятилетний план» развития угольной промышленности ставит целью достичь к 2020 году уровня комплексного использования шахтных вод около 80%. Из-за нехватки водных ресурсов и низкой экологической несущей способности в некоторых районах Китая степень солености шахтных вод высока. Для снижения воздействия шахтных вод на экологическую среду шахтные воды в некоторых западных горнодобывающих районах должны достичь нулевого сброса.
Характеристики шахтной воды:
1. Содержание взвешенных веществ в шахтной воде значительно выше, чем в поверхностных водах, она очень нестабильна и имеет плохие сенсорные свойства;
2. Малый размер частиц взвешенных веществ, малый удельный вес, медленная скорость осаждения, диаметр взвешенных частиц в шахтной воде небольшой, в среднем всего 2 ~ 8 мкм, около 85% от общего объема взвешенных веществ имеет размер менее 50 мкм; средняя плотность угольного порошка обычно составляет всего 1,3 ~ 1,6 г/см³, что значительно меньше средней плотности частиц осадка в поверхностных водах 1,9 ~ 2,6 г/см³;
3, содержащие механические загрязнители. Помимо самого пылевидного угля, являющегося органическим веществом, вода также содержит небольшое количество отработанного масла, эмульгированного масла, гнилых отходов древесины карьеров, подземных фекалий и других органических источников;
4. Взвешенные твердые частицы в шахтной воде в основном состоят из органических веществ (угольная пыль) и неорганических веществ (порошок горных пород), а молекулярная структура угля на разных стадиях углефикации сильно различается, и количество зарядов на поверхности угольных частиц также различается, поэтому степень гидрофильности сильно различается. 90% взвешенных веществ находится между телом суспензии и коллоидным состоянием, а потенциал расположен между -20 и 30 мВ. Взаимное исключение между зарядами, в результате чего взвешенные вещества в шахтной воде не могут осесть естественным образом.
Технология очистки шахтных вод часто использует комбинированный процесс предварительной коагуляции + мембранный метод глубокой очистки.
Выбор и сравнение процесса очистки шахтных вод
В настоящее время перед технологией очистки шахтных вод стоят две цели: сокращение использования лекарственных средств или даже полное отсутствие их использования, сокращение сроков процесса и экономия земельных площадей.
Обе цели указывают на использование керамических мембранных изделий в качестве технологии предварительной очистки шахтной воды.
Применение керамических мембранных изделий в очистке шахтных вод выведено на уровень технологий третьего поколения, а именно:
1 Первое поколение технологии очистки шахтных вод с помощью керамических мембран
1.1 Керамический мембранный элемент из оксида алюминия;
1.2 Для повышения грязеотталкивающей способности мембранной системы установлена скорость потока на поверхности мембраны 3 м/с ~ 5 м/с, а установленная мощность системы высокая, 1 ~ 1,5 кВт·ч на тонну воды;
1.3 Проектный поток керамической мембранной системы обычно составляет 150 ~ 200 лм/ч, 100 м³/ч требуют 500 м2 установленной площади мембраны;
1.4 Благодаря высокой механической прочности керамической мембраны можно отказаться от метода обратной промывки насоса (большой расход, низкий напор) и использовать метод очистки напорного бака (низкий расход, высокий напор) для повышения скорости восстановления системы;
1.5 Мембранные компоненты большого объема, мембранные компоненты φ 30 или φ40 мм, трудоемкость монтажа и демонтажа велика, неудобна для обслуживания;
1.6 Мембранные элементы внутреннего давления, мембранные элементы с различным диаметром проточного канала необходимо отрегулировать в соответствии с
Содержание взвешенных веществ в поступающей воде. Чем выше содержание взвешенных веществ в поступающей воде, тем больше устройство.
2 Второе поколение технологии очистки шахтных вод с использованием керамических мембран
2.1 Трубчатый керамический мембранный элемент из карбида кремния;
2.2 Проектный поток обычно составляет 200 ~ 300 лм/ч, для керамической мембранной системы производительностью 100 м³/ч требуется 350 м2 установленной площади мембраны;
2.3 Мембранные компоненты имеют большой объем и диаметр мембранных компонентов φ40 мм, большую трудоемкость монтажа и демонтажа, а также неудобны для обслуживания;
2.4 Для шахтных вод с низким содержанием взвешенных веществ (ВСВВ)<500ppm), the design of high membrane surface flow rate is cancelled, and dead end filtration is adopted
В режиме работы прерывистого выхлопа энергопотребление мембранной системы может быть снижено до {{0}}.06~0.1 кВт · ч;
2.5 Для контроля содержания взвешенных веществ в поступающей воде необходим газовый флотатор с нанопузырьками.
Справочная информация- -выбор и сравнение процесса очистки шахтных вод
3 Третье поколение технологии очистки шахтных вод с помощью керамических мембран
3.1 Плоский листовой мембранный элемент из карбида кремния или инновационная колонная мембрана с керамическим сердечником из карбида кремния;
3.2 Проектный поток обычно составляет 200 ~ 300 лм/ч, для керамической мембранной системы производительностью 100 м³/ч требуется 350 м2 установленной площади мембраны;
3.3 Мембрана колонны с керамическим сердечником из карбида кремния используется для содержания взвешенных веществ в воде.<2000ppm; silicon carbide flat sheet membrane tank is used in the case of water suspended content>2000 частей на миллион;
3.4 Энергопотребление мембранной системы может быть снижено до 0.06 ~0,1 кВт · ч; 3.5 Не требуется предварительная очистка для снижения содержания взвешенных веществ.
Характеристики мембран из карбида кремния
● Мембрана из карбида кремния спекается с использованием процесса рекристаллизации с температурой спекания 2400 градусов. В процессе спекания шейка спекания между ортопедическими элементами из карбида кремния претерпевает фазовый переход из твердого состояния в газообразное и обратно со скоростью открытия более 45%. Образованный канал фильтра имеет прочную связность, и, кроме того, присущая материалу карбида кремния гидрофильность (контактный угол всего 0,3 градуса) приводит к чистому потоку воды до 3200 лм/ч. Гидрофильный и олеофобный.
● Изоэлектрическая точка карбида кремния составляет около pH 3, а поверхность мембраны может сохранять отрицательный заряд в широком диапазоне pH, что повышает устойчивость поверхности мембраны к загрязнению.
● Отличная химическая стабильность, способность работать в экстремальных условиях (pH 1-14 приемлем); Можно разрабатывать насыщенные планы очистки на основе характеристик загрязненного серебра; Окислители полностью толерантны, включая озон и гидроксильные радикалы.
★ Мембрана из карбида кремния имеет высокую рабочую эффективность на единицу площади мембраны
★ Преимущества противозагрязняющих свойств, обусловленные отрицательно заряженной средой на поверхности мембраны
★ Хороший очищающий и восстанавливающий эффект
Введение в мембрану и корпус из плоского листа карбида кремния
Плоская мембрана из карбида кремния изготавливается путем спекания порошка карбида кремния высокой чистоты при высокой температуре и в настоящее время является мембранным материалом с наилучшей гидрофильностью и способностью противостоять загрязнению.
· Поверхность мембраны с высоким отрицательным зарядом может обеспечить отличную устойчивость к загрязнениям в широком диапазоне pH;
·Идеальные условия эксплуатации — когда pH добавки ПАУ составляет менее 6, поверхность мембраны может поддерживать отрицательный заряд -25~-30 милливольт, что затрудняет прилипание растворимого органического углерода и прозрачных внешних полимерных частиц к поверхности мембраны;
· Поверхность мембраны легко очищается от отрицательно заряженных веществ в воде, таких как бактерии, водоросли, MLSS, прозрачные внешние полимерные частицы и маслянистые вещества.
Основные технические параметры плоских мембранных компонентов и мембранных модулей из карбида кремния
1) Концентрация взвешенных веществ
Диапазон концентраций: 1000~4000 мг/л Средняя концентрация: 2335,51 мг/л
2) Мутность всасываемой воды
Диапазон концентраций: 2000 ~ 8000 NTU Средняя концентрация: 6632,82NTU
3) Мутность воды на выходе
В основном менее {{0}}.5 NTU, со средней мутностью 0,2 NTU
Примечание: концентрация загрязняющих веществ в поступающей воде сильно колеблется, максимальная концентрация составляет 10850 мг/л (мутность: 26040 NTU), а качество сточных вод по-прежнему хорошее. Мутность сточных вод составила 0,168 NTU.
Мембрана колонки из карбида кремния и введение в ее конструкцию
1500 тонн/день мембрана с положительным давлением и система обратного осмоса
Этот продукт является инновационным продуктом, который разрушает границу между сценариями применения неорганических и органических мембран. Он сочетает в себе преимущества керамических мембранных продуктов, которые являются прочными и долговечными, а также высокую плотность заполнения органических мембранных продуктов. Метод использования аналогичен высоте мембранных колонн органических мембран, что компенсирует высокие требования к качеству входной воды, высокий расход воды для обратной промывки и риск обрыва проволоки в технологии ультрафильтрационных мембран. Он может улучшить выход воды в системах ультрафильтрации и снизить затраты на химическую очистку.
Цилиндрическая керамическая мембрана из карбида кремния состоит из нескольких встроенных керамических фильтрующих картриджей из карбида кремния, соединенных вместе. Уникальная структурная конструкция делает гидравлическое распределение каналов производства воды и обратной промывки каждой трубчатой мембраны более равномерным, а эффект восстановления обратной промывки выдающийся.
Особенности и преимущества продукта
Основной материал - карбид кремния - более совершенный и идеальный керамический мембранный материал по сравнению с оксидом алюминия, с лучшей гидрофильностью, более высокой пористостью, превосходной способностью к очистке и восстановлению, а также без риска загрязнения нефтью;
★ Высокая механическая прочность без риска обрыва провода, отличная износостойкость и ударопрочность, стабильное качество воды при длительной эксплуатации;
★ Хорошие показатели защиты от загрязнения, устойчивость к колебаниям воды и стабильный долгосрочный рабочий поток;
★ Хорошая химическая стабильность, устойчивость к кислотам и щелочам, высокая устойчивость к окислителям, высокая термостойкость, устойчивость к органическим растворителям, устойчивость к очистке и легкое восстановление флюса после очистки;
★ Высокая точность фильтрации (до 20 нм) позволяет эффективно удалять из воды загрязняющие вещества, такие как частицы, коллоиды, микроорганизмы и органические вещества;
★ Система имеет низкие требования к предварительной обработке, что снижает общие инвестиционные и эксплуатационные расходы системы;
★ Вертикальная установка, стандартизированная и модульная конструкция, упрощающая системные трубопроводы;
★ Конкурентоспособные инвестиционные затраты и отличный жизненный цикл;
★ Совместимость с традиционными системами ультрафильтрации на основе органических мембран.
Мембранная система с керамическим сердечником из карбида кремния производительностью 500 тонн/час
Приток TLSS=50-2000ppm
Техническая вода TLSS ＜ 1ppm, мутность ＜ 0.2NTU