礦井水資源化利用新工藝與新型膜材料研發(fā).pdf

1、長期以來，我國煤炭開采一直是以犧牲礦區(qū)環(huán)境為代價。隨著我國煤炭產(chǎn)量的不斷增加，煤炭開采所帶來的環(huán)境問題愈加突出，其中水資源的破壞問題最為明顯，也最為敏感，因為我國大部分礦區(qū)分布在中西部干旱半干旱地區(qū)。此外，傳統(tǒng)采煤理論強調(diào)了礦井水的災(zāi)害性，而忽略了水的資源性，并把水作為災(zāi)害的根源加以處理，“疏干”、“排水”等礦井防治水方法不僅造成大量水資源浪費，而且有害的地下水還會導致次生的污染。因此，礦井水的資源化再利用變得迫在眉睫。
　　本文

2、介紹了現(xiàn)行的礦井水循環(huán)利用的方法。首先將礦井水抽至地面，在地面的水處理站通過絮凝沉淀，砂-碳過濾及超濾和反滲透工藝進行凈化處理后再返回到井下進行利用。該工藝具有管路冗長復雜，能耗高，加藥量大，運行成本高，防爆性差，大量占據(jù)地上空間的缺點，因此，探索礦井水資源化利用的新工藝、新方法、新材料便成了煤炭工業(yè)節(jié)能減排與可持續(xù)發(fā)展的新目標。
　　本文提出采用管式膜（TMF）預處理，用膜蒸餾（MD）工藝進行深度凈化的工藝。且該工藝設(shè)備全部采用

3、壓縮空氣作為動力，無需防爆，模塊化，根據(jù)現(xiàn)場產(chǎn)地及水質(zhì)要求，可拆零至工作面單獨處理，也可拼裝至井底水倉進行綜合治理，節(jié)省空間，無需提升至地面，節(jié)省電能，無需加藥，運行成本低，處理水質(zhì)高，完全可以回用至工作面，不僅可以提供工人的飲用水，還可為井下設(shè)備提供乳化液配置水等。設(shè)備整體使用壽命長，運行成本低，一個工作面完成可搬遷至另一工作面。
　　由于用于膜蒸餾的疏水多孔膜，在膜污染的情況下容易導致膜孔被潤濕，從而使得膜面變得親水化，使得水

4、質(zhì)變差。本文提出采用聚氨酯材料制作致密無孔膜用作膜蒸餾，致密膜可從根本上解決膜孔被潤濕的問題，此外，聚氨酯材料獨特的微相分離構(gòu)造，可以加速水分子的透過速度，提高膜的水通量。
　　為了進一步提高膜的水通量，本文還提出采用親水性沸石與聚氨酯高分子材料復合制得致密薄膜用于膜蒸餾。親水性沸石的孔徑只允許水分子通過，而將其他鹽類的分子阻止在外，配合聚氨酯膜的微相分離構(gòu)造，在保證足夠高的鹽分阻止率的前提下，可以大大提高該膜的水通量，是一種較有