西部礦區高礦化度礦井水膜蒸餾處理技術

卞 偉，李井峰，顧大釗，郭 強，呂嘉峰，齊 繼

（1.國家能源投資集團有限責任公司 煤炭 開采水資源保護與利用國家重點實驗室，北京 100011；2.中國礦業大學（北京） 化學與環境工程學院，北京 100083）

0 引 言

我國西部地區（晉陜蒙寧甘新）水資源總量僅占全國水資源總量的7.9%［1］，而該地區煤炭資源總量卻約占全國煤炭資源總量的81%［2］。 2018 年該地區的煤炭產量約占同年全國煤炭產量的77%，水資源短缺已嚴重制約了該地區煤炭開發和下游產業的發展。 同時，煤炭開采過程必然產生礦井水，國家生態文明建設對礦井水的利用提出了更高要求［3］。目前該地區絕大部分新建煤礦礦井要求實現“零排放”；內蒙古等省區已建成礦井要求外排水達到地表III 類水標準；晉陜蒙寧地區已實施礦井水資源稅改革試點。 以上都給西部礦區礦井水的利用提出了新的挑戰，而礦井水充分利用的前提是實現其大規模低成本處理。

據統計，我國煤礦礦井水實際利用率不足30%［4］。 西部礦井水利用率低的重要原因是礦井水礦化度高。 高礦化度礦井水一般指溶解性總固體（TDS）質量濃度≥1 000 mg／L 的礦井水，其處理主要包括預處理和脫鹽處理，預處理主要去除礦井水中的懸浮物（SS），脫鹽處理是重點和難點。 KIM等［5］采用正滲透耦合反滲透／納濾（RO／NF）工藝去除煤礦礦井水中的無機鹽，取得了很好的去除效果。JUHOLIN 等［6］對比了商業膜改性前后NF 工藝處理礦井水脫鹽的效果，產水率分別為73% ～85%和83%～93%，改性的效果較為顯著［6］。 何緒文等［7］對蒸餾、電滲析和RO 三種技術處理高礦化度礦井水的方案進行了研究，認為蒸餾法出水水質好，在煤礦附近能獲取低成本熱源的特定環境下有相當大的競爭力；……