煤礦井下水處理反滲透膜的污染機理研究

韋文術(shù)，ZHANG Jeffery，張健愷，鄒 湘，呂順之，李 然，趙康康,劉雪菲,王 遠,3

(1.北京天地瑪珂電液系統(tǒng)有限公司, 北京 100013; 2. 江蘇新宜中澳環(huán)境技術(shù)有限公司，江蘇 宜興 214200;3.University of New South Wales, Sydney 2052 Australia)

0 引 言

煤炭礦井水處理工藝相對復(fù)雜且處理成本較高，是目前礦井水處理研究中的難點和熱點。近年來，為響應(yīng)環(huán)保要求的“零排放”標準，針對煤礦井下水處理的工藝技術(shù)提升勢在必行。我國礦井水的主要污染物包括懸浮物顆粒(以煤粉和巖粉為主)、可溶性無機鹽及有機物[1-3]。采用適宜的水處理工藝使其資源化，可以有效解決礦區(qū)水資源短缺和礦井水污染的問題，實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)境的雙重效益[4-6]。

水處理領(lǐng)域的脫鹽濃縮工藝目的是降低廢水中超標的溶解性固體總量(Total Dissolved Solids)，從而達到回收再利用要求。針對礦井水回收處理主要有膜法和熱法2大技術(shù)。其中，膜法水處理由于設(shè)備簡單、操作方便、適用范圍廣、產(chǎn)水質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于脫鹽凈水領(lǐng)域[7-9]。經(jīng)過多年的技術(shù)發(fā)展，反滲透技術(shù)工藝逐漸成熟，已成為礦井水淡化的主要方法，主要包括苦咸水淡化膜BWRO(Brackish Water Reverse Osmosis)、海水淡化膜SWRO(Seawater Water Reverse Osmosis)和碟管式反滲透DTRO(Disc-Tube Reverse Osmosis)等膜元件，其典型的工藝為 BWRO/SWRO+DTRO組合形式[10]。但是，反滲透膜的污染一直是膜法水處理需要解決的重要難題。膜污染與膜的材質(zhì)、污染物的特性、水體pH值和離子強度等都有一定的關(guān)聯(lián)[11-13]。為此，筆者以山東新巨龍煤礦的井下水樣和反滲透膜元件為研究對象，通過對進水水質(zhì)分析和基于膜診斷手段對膜污染機理進行研究，探究導(dǎo)致膜組件失效的主要原因，從而指導(dǎo)煤礦井下水處理系統(tǒng)中反滲透膜前預(yù)處理的工藝流程設(shè)計，對提升礦井水處理的經(jīng)濟效益，實現(xiàn)煤炭綠色開采具有推動作用。……