Informacje ogólne
Aby zmniejszyć wpływ produkcji i rozwoju węgla na środowisko oraz poprawić kompleksowy poziom wykorzystania zasobów wodnych, „13.-Plan pięcioletni” rozwoju przemysłu węglowego stawia sobie za cel osiągnięcie poziomu całkowitego wykorzystania wód kopalnianych do około 80% do 2020 r. Ze względu na brak zasobów wodnych i niską nośność środowiskową w niektórych obszarach Chin stopień zasolenia wód kopalnianych jest wysoki. Aby ograniczyć wpływ wód dołowych na środowisko ekologiczne, w niektórych zachodnich obszarach górniczych wymagane jest osiągnięcie zerowego odprowadzania ścieków.
Charakterystyka wód kopalnianych:
1. Zawartość zawiesiny w wodach kopalnianych jest znacznie wyższa niż w wodach powierzchniowych, jest bardzo niestabilna i ma słabe cechy sensoryczne;
2. Mały rozmiar cząstek zawiesiny, lekki ciężar właściwy, powolna prędkość osiadania, średnica cząstek zawieszonych w wodzie kopalnianej jest mała, średnio tylko 2 ~ 8 um, około 85% całkowitej zawiesiny ma średnicę poniżej 50 um; średnia gęstość miału węglowego wynosi na ogół tylko 1,3 ~ 1,6 g/cm3, znacznie mniej niż średnia gęstość cząstek osadu w wodach powierzchniowych 1,9 ~ 2,6 g / cm3;
3, zawierające zanieczyszczenia mechaniczne. Oprócz samego pyłu węglowego zawiera materię organiczną, woda zawiera również niewielką ilość oleju odpadowego, zemulgowanego oleju, zgniłego drewna z kopalni, podziemnych odchodów i innych źródeł organicznych;
4. Zawieszone w wodach kopalnianych ciała stałe to głównie materia organiczna (pył węglowy) i nieorganiczna (mąk kamienny), a struktura molekularna węgla na różnych etapach koalicji jest bardzo różna, a liczba ładunków na powierzchni cząstek węgla jest również różna, więc stopień hydrofilowości jest zupełnie inny. 90% zawieszonej materii znajduje się pomiędzy zawiesiną a stanem koloidalnym, a potencjał mieści się w przedziale od 20 do 30 mV. Wzajemne wykluczanie się ładunków powoduje, że zawiesiny w wodach kopalnianych nie mogą naturalnie osiadać.
W technologii uzdatniania wód kopalnianych często wykorzystuje się kombinację procesu wstępnej obróbki koagulacyjnej + głębokiej obróbki metodą membranową w celu oczyszczenia.
Wybór procesu i porównanie oczyszczania wód kopalnianych
Obecnie dwa cele technologii uzdatniania wód kopalnianych to: redukcja użycia narkotyków lub nawet brak narkotyków, krótki proces i oszczędność miejsca na lądzie.
Obydwa cele wskazują na produkty z membranami ceramicznymi jako technologię wstępnego oczyszczania wód kopalnianych.
Zastosowanie produktów membran ceramicznych w uzdatnianiu wód kopalnianych zostało zmodernizowane do technologii trzeciej generacji, którymi są:
1 Pierwsza generacja technologii uzdatniania wody kopalnianej z membraną ceramiczną
1.1 Element membrany ceramicznej wykonany z tlenku glinu;
1.2 W celu zwiększenia-zdolności systemu membranowego do zapobiegania zanieczyszczeniom ustawia się natężenie przepływu powierzchniowego membrany na 3 m / s ~ 5 m / s, a moc zainstalowana systemu jest wysoka i wynosi 1 ~ 1,5 kW · h na tonę wody;
1.3 Strumień projektowy systemu membran ceramicznych jest ogólnie projektowany na 150 ~ 200 LMH, 100 m 3/h wymaga 500 ㎡ zainstalowanej powierzchni membrany;
1.4 Dzięki dużej wytrzymałości mechanicznej membrany ceramicznej można zrezygnować z metody płukania wstecznego pompy (duży przepływ, niski wznios) i przyjąć metodę czyszczenia zbiornika ciśnieniowego (niski przepływ, duży wznios), aby poprawić stopień odzysku systemu;
1.5 Elementy membrany o dużej objętości, elementy membrany φ 30 lub φ40 mm, nakład pracy związany z instalacją i demontażem jest duży, niewygodny w utrzymaniu;
1.6 Wewnętrzne elementy membranowe rur ciśnieniowych, elementy membranowe o różnej średnicy kanału przepływowego należy wyregulować zgodnie z
zawartość zawiesiny w wodzie wlotowej. Im większa jest zawartość zawiesiny w wodzie dopływającej, tym większe jest urządzenie.
2 Druga generacja technologii uzdatniania wody kopalnianej z membraną ceramiczną
2.1 Rurowy element membrany ceramicznej wykonany z węglika krzemu;
2.2 Strumień projektowy jest ogólnie projektowany na 200 ~ 300 LMH, 100 m 3/h. System membran ceramicznych potrzebuje 350 ㎡ powierzchni zainstalowanej membrany;
2.3 Elementy membrany charakteryzują się dużą objętością i średnicą φ40 mm, dużym obciążeniem podczas montażu i demontażu oraz są niewygodne w utrzymaniu;
2.4 Dla wód kopalnianych o niskiej zawartości substancji zawieszonych (TLSS<500ppm), the design of high membrane surface flow rate is cancelled, and dead end filtration is adopted
W trybie pracy z przerywanym wydmuchem zużycie energii przez system membranowy można zmniejszyć do 0,06 ~ 0,1 kW·h;
2.5 Do kontrolowania zawartości zawiesiny w wodzie wlotowej wymagany jest pływający nano-gaz pęcherzykowy.
Informacje ogólne- -wybór procesu i porównanie oczyszczania wód kopalnianych
3 Trzecia generacja technologii uzdatniania wody kopalnianej z membraną ceramiczną
3.1 Płaski element membranowy wykonany z węglika krzemu lub innowacyjnej membrany kolumnowej z rdzeniem ceramicznym z węglika krzemu;
3.2 Strumień projektowy jest ogólnie projektowany na 200 ~ 300 LMH, 100 m 3 / godz. System membran ceramicznych wymaga 350 ㎡ zainstalowanej powierzchni membrany;
3.3 Membrana kolumny z ceramicznym rdzeniem z węglika krzemu jest stosowana do zawartości zawiesiny wodnej<2000ppm; silicon carbide flat sheet membrane tank is used in the case of water suspended content>2000 ppm;
3.4 Zużycie energii systemu membranowego można zmniejszyć do 0,06 ~ 0,1 kW·h; 3.5 Nie ma potrzeby-obróbki wstępnej w celu zmniejszenia zawartości zawiesiny.
Charakterystyka membran z węglika krzemu
● Membrana z węglika krzemu jest spiekana w procesie rekrystalizacji w temperaturze spiekania 2400 stopni. Podczas procesu spiekania szyjka spiekania pomiędzy elementami ortopedycznymi z węglika krzemu ulega przemianie fazowej ze stanu stałego przez gaz do ciała stałego, przy szybkości otwarcia wynoszącej ponad 45%. Utworzony kanał filtra ma silną łączność, a ponadto nieodłączna hydrofilowość materiału węglika krzemu (kąt zwilżania tylko 0,3 stopnia) skutkuje strumieniem czystej 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, poprawiając odporność powierzchni membrany na zanieczyszczenia.
● Doskonała stabilność chemiczna, możliwość pracy w ekstremalnych warunkach (dopuszczalne pH 1-14); Bogate plany czyszczenia można opracować w oparciu o charakterystykę zanieczyszczonego srebra; Utleniacze są w pełni tolerancyjne, w tym ozon i rodniki hydroksylowe.
★ Membrana z węglika krzemu ma wysoką wydajność roboczą na jednostkę powierzchni membrany
★ Zalety właściwości przeciw zanieczyszczeniom powodowanym przez środowisko ładunku ujemnego na powierzchni membrany
★ Dobry efekt czyszczenia i regeneracji
Wprowadzenie do płaskiej membrany z węglika krzemu i obudowy
Płaska membrana z węglika krzemu jest wytwarzana przez spiekanie-proszku węglika krzemu o wysokiej czystości w wysokiej temperaturze i jest obecnie materiałem membranowym o najlepszej hydrofilowości i zdolności zapobiegania zanieczyszczeniom.
·Powierzchnia membrany o wysokim ładunku ujemnym może zapewnić 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 na poziomie -25~-30 miliwoltów, co utrudnia przyleganie rozpuszczalnego węgla organicznego i przezroczystych zewnętrznych cząstek polimeru do powierzchni membrany;
· Łatwo jest oczyścić w wodzie z powierzchni membrany ujemnie naładowane substancje, takie jak bakterie, algi, MLSS, przezroczyste zewnętrzne cząstki polimeru i substancje ropopochodne.
Główne parametry techniczne elementów i modułów membran z płaskiej blachy z węglika krzemu
1) Stężenie zawiesiny
Zakres stężeń: 1000~4000mg/l Średnie stężenie: 2335,51mg/l
2) Zmętnienie wody wlotowej
Zakres stężeń: 2000 ~ 8000 NTU Średnie stężenie: 6632,82 NTU
3) Mętność wody wylotowej
Zasadniczo mniej niż 0,5 NTU, przy średnim zmętnieniu 0,2 NTU
Uwaga: stężenie dopływających substancji zanieczyszczających wodę ulega znacznym wahaniom, maksymalne stężenie wynosi 10850 mg/l (mętność: 26040 NTU), a jakość ścieków jest nadal dobra. Mętność ścieków wyniosła 0,168 NTU.
Membrana kolumnowa z węglika krzemu i wprowadzenie do obudowy
1500 ton dziennie z nadciśnieniową płaską membraną i systemem RO
Produkt ten jest produktem innowacyjnym, przełamującym granicę pomiędzy scenariuszami zastosowań membran nieorganicznych i organicznych. Łączy w sobie zalety produktów z membran ceramicznych, które są wytrzymałe i trwałe, a także wysoką gęstość wypełnienia organicznych produktów membranowych. Sposób użycia jest zbliżony do wysokości membran kolumnowych z membranami organicznymi, co kompensuje wysokie wymagania dotyczące jakości wody dopływowej, duże zużycie wody popłucznej i ryzyko pęknięcia drutu w technologii membran ultrafiltracyjnych. Może poprawić wydajność wody w systemach ultrafiltracji i obniżyć koszty czyszczenia chemicznego.
Cylindryczna membrana ceramiczna z węglika krzemu składa się z wielu wbudowanych-ceramicznych wkładów filtrujących z węglika krzemu, połączonych ze sobą. Unikalna konstrukcja konstrukcyjna sprawia, że hydrauliczny rozkład kanałów produkcji wody i płukania wstecznego każdej membrany rurowej jest bardziej równomierny, a efekt odzyskiwania płukania zwrotnego jest wyjątkowy.
Cechy i zalety produktu
Materiał rdzenia, węglik krzemu, jest bardziej zaawansowanym i idealnym materiałem membrany ceramicznej w porównaniu z tlenkiem glinu, o lepszej hydrofilowości, wyższej porowatości, doskonałej zdolności czyszczenia i regeneracji oraz braku obawy przed zanieczyszczeniem olejem;
★ Wysoka wytrzymałość mechaniczna bez ryzyka pęknięcia drutu, doskonała odporność na zużycie i uderzenia, stabilna jakość wody podczas-długiej pracy;
★ Dobre działanie przeciw zanieczyszczeniom, odporność na wahania wody i stabilny, długoterminowy-strumień operacyjny;
★ Dobra stabilność chemiczna, odporność na kwasy i zasady, silna 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) może skutecznie usuwać z wody zanieczyszczenia, takie jak cząsteczki, koloidy, mikroorganizmy i materię organiczną;
★ System ma niskie wymagania dotyczące wstępnego przetwarzania, co zmniejsza całkowite koszty inwestycyjne i operacyjne systemu;
★ Instalacja pionowa, znormalizowana i modułowa konstrukcja, upraszczająca rurociągi systemowe;
★ Konkurencyjne koszty inwestycji i doskonały cykl życia;
★ Kompatybilny z tradycyjnymi systemami ultrafiltracji z membranami organicznymi.
System membran kolumnowych z ceramicznym rdzeniem z węglika krzemu o wydajności 500 ton/godzinę i wody kopalnianej
Napływ TLSS=50-2000ppm
Woda produkcyjna TLSS ＜ 1 ppm, zmętnienie ＜ 0,2 NTU