1、立项背

矿井水是在煤田地质构造中伴随煤层而埋藏于地下，又随着煤矿开采排出的特殊水源，是煤炭开采过程中不可避免的副产物。具有水量大、矿化度高，不能直接回用、无序排放污染环境等特点。矿井水是煤炭生产过程中排放量最多的废水。长期以来，由于技术所限和认识不足，矿井水被白白排掉而未加以综合利用和保护。据统计平均每开采1t原煤需排放2t矿井水，不仅严重污染了水资源，而且造成了工业和生活用水短缺。面对日趋尖锐水资源供需矛盾及日益严峻的生态环境形势，国家针对矿井水治理的相关政策要求循环利用、禁止外排。对于煤矿企业而言，矿井水回收利用具有双重效益。它不仅能缓解地下水的严重超采及对生态环境的污染，还能减轻了煤矿企业的供水压力，帮助企业取得明显的经济效益，因此煤矿企业也开始积极寻求矿井水的资源化回收利用的良策

2、内涵和主要做（方）

目前我国按照对环境影响以及作为生活饮用水水源的可行性，习惯上将矿井水按水质类型特征分为洁净矿井水、含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水、酸性矿井水和含有毒有害元素或放射性元素矿井水五类，不同的矿井水采取不同的处理方法，目前主要有生物法、化学方法、膜分离法、浓缩蒸发等技术，开展矿井水水资源回收利用，水中盐资源回收利用

3、原理或机

设计一级浓缩采用“超滤+BW 反渗透”工艺，二级浓缩采用BW反渗透工艺，三级浓缩采用DTRO反渗透工艺，系统中除硬采用“药剂软化+管式微滤膜”工艺，浓盐水处理采用“多效蒸发+分盐结晶”工艺，生Na2SO4等盐，占地面积省，技术成熟可靠，运行稳定，处理效果好，可保证出水水质满足《地表水环境质量标准 GB3838-2002》表1三类水质（非湖、库）和表2水质指标要求，具体流程如下

矿井水提升上来先进入调节池，调节池内设曝气系统，氧化水中铁锰离子，出水进入V型滤池，过滤去除水中残留悬浮物、胶体及铁锰沉淀物，出水进入一级预处理系统，一级膜浓缩预处理采用自清洗过滤器和超滤工艺，进一步提高反渗透进水水质，减少污染堵塞，延长膜使用寿命，一级膜浓缩回收率70%；一级膜浓缩的浓水作为二级膜浓缩的进水，该浓水经过药剂软化去除钙、镁、硅，通过管式微滤去除钙、镁、硅的沉淀物，进入二级膜浓缩的反渗透单元，进一步浓缩，回收率80%；二级膜浓缩的浓水浓缩后，加药进一步软化去除钙、镁，通过管式微滤去除钙、镁沉淀物后进入离子交换系统，去除钡离子及少量钙、镁离子，脱碳后进入三级膜浓缩，回收率55%，浓缩后浓盐水蒸发结晶。三级膜浓缩产生的产品水混合后收集到产品水池，待回用。管式微滤的浓缩液、离子交换的再生废液收集经管式微滤、化学沉淀处理后，产生的泥渣压滤处理，上清液返回至各级浓水预处理系统，循环处理利用，产生的盐资源利用或委托有相关资质的单位进行处理。滤池反冲洗水经澄清处理后清水回至调节池，污泥水送至洗煤厂浓缩池处理

4、创新亮点和值得学习借鉴之

目前我国主流的处理工艺为：预处理 + 生化处理+ 纳滤 + 反渗透等，该工艺能有效保证出水水质较好。但现有处理工艺主要缺点：反渗透浓水很难处理，盐份很高；也有部采用蒸发浓缩液的方式实现浓液的减量化，蒸发处理后剩下的浓缩母液仍未找到很好的处理方法、结晶盐纯度较低难以资源化利用，反渗透成本高

该技术产品主要采用采用“预处理+多级膜高效浓缩+多效强制蒸发结晶+分盐”的治理工艺，进行工程化和集成化开发，通过多级膜高效浓缩，蒸发结晶、分盐资源化实现矿井水深度处理达标，其创新点及技术先进性如下

（1）采用多级膜高效浓缩组合工艺，开发出经济高效的膜浓缩技术及装备，提高了膜浓缩回收率，解决浓液减量化难题，并采用化学除硬，避免了结垢的问题，克服修复技术施工、运行的限制，降低运行成本

（2）采用多效强制蒸发结晶技术，多效蒸发器提高了盐的纯度，且为降低系统中杂质离子的浓缩聚集，为系统内的杂质离子设置了一个出口，使系统内的杂质离子维持在一定水平，以保证结晶盐的品质，从而解决了结晶盐纯度较低难以资源化利用的难题

（3）形成了一套典型的矿井水深度处理工程模式，包括预处理、多级膜高效浓缩系统、多效串联蒸发结晶、分盐系统、治理方案，能够不同的进水水质调整运行方式和参数，最大限度地发挥整体系统的处理能力

5、实施应用前后效果（益）情况对

技术设备采用处理效果好，技术先进、稳定可靠、经济合理、运转灵活、投资省、占地少、管理操作方便的水处理工艺，妥善处理、处置高盐水处理后产生的浓水，进一步利用或蒸发结晶处理，实现浓盐水零排放，避免二次污染环境；构筑物布置时力求紧凑合理，减少占地面积，降低工程投资；运行管理方便、运转方式灵活，并可根据不同的进水水质调整运行方式和参数，最大限度地发挥构筑物的处理能力；实现处理过程的自动控制，提高管理水平，充分发挥项目的社会、经济和环境效益

产品水水质满足《地表水环境质量标准 GB3838-2002》表1三类水质（非湖、库）和表2水质指标要求，同时TDS小于500mg/L，硫酸盐小于250mg/L，氯化物小于250mg/L，系统回收率不小于96%。作为矿井配套的环保项目，在解决矿井污废水污染环境问题的同时，最大程度的利用再生水资源，作到环境保护与水资源的合理利用并举

6、推广应用范

技术产品核心技术可用于煤炭开采矿井水处理、煤化工企业废污水处理、能源企业水资源综合利用等领域。实现水资源利用、回收产品盐再利用，该技术产品经济效益与环境效益显著