Informacje ogólne
Aby zmniejszyć wpływ produkcji i rozwoju węgla na środowisko i poprawić poziom kompleksowego wykorzystania zasobów wodnych, „13. Pięcioletni Plan” Rozwoju Przemysłu Węglowego stawia sobie za cel osiągnięcie do 2020 r. wskaźnika kompleksowego wykorzystania wód kopalnianych na poziomie około 80%. Ze względu na brak zasobów wodnych i niską nośność środowiska w niektórych obszarach Chin stopień zasolenia wód kopalnianych jest wysoki. Aby zmniejszyć wpływ wód kopalnianych na środowisko ekologiczne, w niektórych zachodnich obszarach górniczych wymagane jest osiągnięcie zerowego zrzutu wód kopalnianych.
Charakterystyka wód kopalnianych:
1. Zawartość zawiesiny w wodzie kopalnianej jest znacznie wyższa niż w wodzie powierzchniowej, a woda jest bardzo niestabilna i ma słabe właściwości sensoryczne;
2. Mały rozmiar cząstek materii zawieszonej, niewielki ciężar właściwy, niska prędkość opadania, średnica cząstek materii zawieszonej w wodzie kopalnianej jest mała, średnio tylko 2~8u m, około 85% całkowitej materii zawieszonej ma średnicę poniżej 50um; średnia gęstość pyłu węglowego wynosi na ogół tylko 1,3~1,6g/cm³, znacznie mniej niż średnia gęstość cząstek osadu w wodzie powierzchniowej 1,9~2,6g/cm³;
3, zawierające zanieczyszczenia mechaniczne. Oprócz samego sproszkowanego węgla jest to materia organiczna, woda zawiera również niewielką ilość oleju odpadowego, oleju emulsyjnego, zgniłego drewna z dołów odpadowych, podziemnych odchodów i innych źródeł organicznych;
4. Zawiesiny w wodzie kopalnianej to głównie materia organiczna (sproszkowany węgiel) i materia nieorganiczna (proszek skalny), a struktura cząsteczkowa węgla w różnych etapach koalicji jest bardzo różna, a liczba ładunków na powierzchni cząstek węgla jest również różna, więc stopień hydrofilowości jest zupełnie inny. 90% zawiesiny znajduje się między ciałem zawiesiny a stanem koloidalnym, a potencjał znajduje się między -20 a 30 mV. Wzajemne wykluczanie się ładunków powoduje, że zawiesina w wodzie kopalnianej nie może osiadać naturalnie.
Technologia oczyszczania wód kopalnianych często wykorzystuje kombinację procesu wstępnego oczyszczania koagulacyjnego i głębokiego oczyszczania metodą membranową.
Wybór procesu i porównanie oczyszczania wód kopalnianych
Obecnie technologia oczyszczania wód kopalnianych stawia sobie dwa cele: ograniczenie stosowania narkotyków lub całkowite wyeliminowanie ich z użycia, skrócenie procesu i oszczędność miejsca.
Obydwa cele wskazują na produkty w postaci membran ceramicznych jako technologię wstępnego oczyszczania wód kopalnianych.
Zastosowanie membran ceramicznych w oczyszczaniu wód kopalnianych zostało unowocześnione i osiągnęło technologię trzeciej generacji, która obejmuje:
1 Pierwsza generacja technologii oczyszczania wody kopalnianej za pomocą membran ceramicznych
1.1 Element membrany ceramicznej wykonany z tlenku glinu;
1.2 W celu zwiększenia zdolności przeciw zanieczyszczeniom układu membranowego ustawiono szybkość przepływu powierzchni membrany na poziomie 3 m/s ~ 5 m/s, a zainstalowana moc układu jest wysoka i wynosi 1 ~ 1,5 kW · h na tonę wody;
1.3 Przepływ projektowy systemu membran ceramicznych jest na ogół projektowany w zakresie 150 ~ 200 LMH, 100m³/godz. wymaga 500 ㎡ powierzchni zainstalowanej membrany;
1.4 Dzięki wysokiej wytrzymałości mechanicznej membrany ceramicznej można zrezygnować z metody płukania wstecznego pompy (duży przepływ, niski podnoszenie) i przyjąć metodę czyszczenia zbiornika ciśnieniowego (niski przepływ, wysoki podnoszenie), aby poprawić współczynnik odzysku systemu;
1.5 Elementy membranowe o dużej objętości, elementy membranowe φ 30 lub φ40 mm, duży nakład pracy związany z montażem i demontażem, niewygodne w konserwacji;
1.6 Elementy membranowe wewnętrznej rury ciśnieniowej, elementy membranowe o różnej średnicy kanału przepływu muszą być dostosowane zgodnie z
zawartość zawiesiny w wodzie wlotowej. Im wyższa zawartość zawiesiny w wodzie wlotowej, tym większe jest urządzenie.
2 Druga generacja technologii oczyszczania wody kopalnianej za pomocą membran ceramicznych
2.1 Element membrany ceramicznej rurowej wykonany z węglika krzemu;
2.2 Strumień projektowy jest zwykle projektowany w zakresie 200 ~ 300 LMH, a system membrany ceramicznej o wydajności 100 m³ / godz. wymaga 350 ㎡ zainstalowanej powierzchni membrany;
2.3 Elementy membranowe mają dużą objętość i φ40 mm, wymagają dużego nakładu pracy przy montażu i demontażu oraz są niewygodne w konserwacji;
2.4 W przypadku wód kopalnianych o niskiej zawartości zawiesiny (TLSS)<500ppm), the design of high membrane surface flow rate is cancelled, and dead end filtration is adopted
W trybie pracy z przerywanym wydechem zużycie energii układu membranowego można zmniejszyć do {{0}}.06~0.1 kW · h;
2.5 W celu kontrolowania zawartości zawiesiny w wodzie wlotowej konieczne jest stosowanie nanopęcherzyków gazu unoszących się na powierzchni.
Informacje ogólne- -dobór procesu i porównanie oczyszczania wód kopalnianych
3 Trzecia generacja technologii oczyszczania wody kopalnianej za pomocą membran ceramicznych
3.1 Płaski element membrany wykonany z węglika krzemu lub innowacyjnej kolumny membranowej z rdzeniem ceramicznym z węglika krzemu;
3.2 Strumień projektowy jest na ogół projektowany w przedziale 200 ~ 300 LMH, a system membrany ceramicznej o wydajności 100 m³ / godz. wymaga 350 ㎡ zainstalowanej powierzchni membrany;
3.3 Kolumna membranowa z rdzeniem ceramicznym z węglika krzemu jest stosowana do zawartości wody zawieszonej<2000ppm; silicon carbide flat sheet membrane tank is used in the case of water suspended content>2000ppm;
3.4 Zużycie energii przez system membranowy można zmniejszyć do 0.06 ~0,1 kW · h; 3.5 Brak konieczności wstępnego oczyszczania w celu zmniejszenia zawartości zawiesiny.
Charakterystyka membran z węglika krzemu
● Membrana z węglika krzemu jest spiekana przy użyciu procesu rekrystalizacji z temperaturą spiekania 2400 stopni. Podczas procesu spiekania szyjka spiekania między ortopediami z węglika krzemu przechodzi przemianę fazową ze stanu stałego w gazowy, a następnie w stały, ze współczynnikiem otwarcia ponad 45%. Utworzony kanał filtra ma silną łączność, a ponadto wrodzona hydrofilowość materiału z węglika krzemu (kąt zwilżania tylko 0,3 stopnia) skutkuje czystym strumieniem wody do 3200LMH. Hydrofilowy i oleofobowy.
● Punkt izoelektryczny węglika krzemu wynosi około pH 3, a powierzchnia membrany może utrzymywać ładunek ujemny w szerokim zakresie pH, zwiększając odporność powierzchni membrany na zanieczyszczenia.
● Doskonała stabilność chemiczna, możliwość pracy w ekstremalnych warunkach (dopuszczalne pH 1-14); Na podstawie charakterystyki zanieczyszczonego srebra można opracować szczegółowe plany czyszczenia; Substancje utleniające są w pełni tolerancyjne, w tym ozon i rodniki hydroksylowe.
★ Membrana z węglika krzemu charakteryzuje się wysoką wydajnością roboczą na jednostkę powierzchni membrany
★ Zalety właściwości antyskażeniowych wynikających z obecności ujemnego ładunku na powierzchni membrany
★ Dobry efekt czyszczenia i regeneracji
Wprowadzenie do płaskiej membrany z węglika krzemu i obudowy
Płaska membrana z węglika krzemu powstaje w procesie spiekania proszku węglika krzemu o wysokiej czystości w wysokiej temperaturze. Obecnie jest to materiał membranowy o najlepszej hydrofilowości i właściwościach przeciw zanieczyszczeniom.
·Powierzchnia membrany o wysokim ładunku ujemnym gwarantuje doskonałą odporność na zanieczyszczenia w szerokim zakresie pH;
· Idealne warunki pracy – gdy pH dodatku PAC jest mniejsze niż 6, powierzchnia membrany może utrzymać ładunek ujemny rzędu -25~-30 miliwoltów, co utrudnia przyleganie rozpuszczalnego węgla organicznego i przezroczystych zewnętrznych cząstek polimeru do powierzchni membrany;
·Łatwe jest usuwanie z powierzchni membrany w wodzie substancji o ładunku ujemnym, takich jak bakterie, glony, MLSS, przezroczyste zewnętrzne cząstki polimerów i substancje olejowe.
Główne parametry techniczne płaskich elementów membranowych z węglika krzemu i modułów membranowych
1) Stężenie zawiesin
Zakres stężeń: 1000~4000 mg/l Średnie stężenie: 2335,51 mg/l
2) Mętność wody wlotowej
Zakres stężeń: 2000 ~ 8000 NTU Średnie stężenie: 6632,82 NTU
3) Mętność wody wylotowej
Zasadniczo mniej niż {{0}}.5 NTU, przy średniej mętności 0,2 NTU
Uwaga: stężenie zanieczyszczeń w dopływającej wodzie ulega dużym wahaniom, maksymalne stężenie wynosi 10850 mg/l (mętność: 26040 NTU), a jakość ścieków jest nadal dobra. Mętność ścieków wynosiła 0,168 NTU.
Wprowadzenie do kolumny membranowej z węglika krzemu i obudowy
1500 ton/dzień membrana płaska i system odwróconej osmozy o ciśnieniu dodatnim
Ten produkt jest innowacyjnym produktem, który przełamuje granicę między scenariuszami zastosowań membran nieorganicznych i organicznych. Łączy zalety ceramicznych produktów membranowych, które są wytrzymałe i trwałe, a także wysoką gęstość wypełnienia organicznych produktów membranowych. Metoda użytkowania jest podobna do wysokości organicznych membran kolumnowych, co kompensuje wysokie wymagania dotyczące jakości wody wlotowej, wysokie zużycie wody do płukania wstecznego i ryzyko pęknięcia drutu w technologii membran ultrafiltracyjnych. Może poprawić wydajność wodną systemów ultrafiltracyjnych i zmniejszyć koszty czyszczenia chemicznego.
Cylindryczna membrana ceramiczna z węglika krzemu składa się z wielu wbudowanych wkładów filtracyjnych z węglika krzemu, połączonych ze sobą. Unikalna konstrukcja strukturalna sprawia, że hydrauliczny rozkład produkcji wody i kanałów płukania wstecznego każdej membrany rurowej jest bardziej jednolity, a efekt odzysku płukania wstecznego jest znakomity.
Cechy i zalety produktu
Rdzeń z węglika krzemu jest bardziej zaawansowanym i idealnym materiałem na membrany ceramiczne w porównaniu do tlenku glinu, charakteryzującym się lepszą hydrofilowością, większą porowatością, doskonałymi właściwościami czyszczącymi i odzyskującymi oraz brakiem ryzyka zanieczyszczenia ropą;
★ Wysoka wytrzymałość mechaniczna bez ryzyka pęknięcia drutu, doskonała odporność na zużycie i uderzenia, stabilna jakość wody podczas długotrwałej eksploatacji;
★ Dobre właściwości przeciw zanieczyszczeniom, odporność na wahania wody i stabilny, długotrwały strumień roboczy;
★ Dobra stabilność chemiczna, odporność na kwasy i zasady, wysoka odporność na utlenianie, odporność na wysoką temperaturę, odporność na rozpuszczalniki organiczne, odporność na czyszczenie i łatwe odzyskiwanie topnika po czyszczeniu;
★ Wysoka dokładność filtracji (do 20 nm) pozwala skutecznie usuwać z wody zanieczyszczenia, takie jak cząstki, koloidy, mikroorganizmy i materia organiczna;
★ System charakteryzuje się niskimi wymaganiami w zakresie wstępnego przetwarzania, co obniża całkowite koszty inwestycji i eksploatacji systemu;
★ Montaż pionowy, standaryzacja i modułowa konstrukcja, uproszczenie rurociągów systemowych;
★ Konkurencyjne koszty inwestycji i doskonały cykl życia;
★ Kompatybilny z tradycyjnymi systemami ultrafiltracji wykorzystującymi membrany organiczne.
500 ton/godzinę system membranowy kolumny z rdzeniem ceramicznym z węglika krzemu do wody kopalnianej
Napływ TLSS=50-2000ppm
Woda produkcyjna TLSS ＜ 1ppm, mętność ＜ 0.2NTU