公布日：2024.03.19

申請(qǐng)日：2023.11.24

分類(lèi)號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F5/00(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F3/00(2023.01)N;C02F103/10(2006.01)N

摘要

本申請(qǐng)公開(kāi)了一種脫鹽濃淡水、生活污水經(jīng)濟(jì)回用系統(tǒng)及方法，包括脫鹽濃淡水處理單元、生活污水處理單元、回用分配單元和水量分配中心；脫鹽濃淡水處理單元的入口與礦井水緩沖水池相連，脫鹽濃淡水處理單元的出口連接回用分配單元；生活污水處理單元的入口輸入生活污水，出口連接回用分配單元；回用分配單元的輸出端連接外排/用水單元；水量分配中心用于監(jiān)測(cè)淡水回收率、濃淡水、摻混水以及生活污水處理后中水的水質(zhì)指標(biāo)。本發(fā)明通過(guò)極限控制外排礦井水水質(zhì)要求，實(shí)現(xiàn)礦井水脫鹽系統(tǒng)的低負(fù)荷運(yùn)行，同時(shí)通過(guò)對(duì)濃水的回用路徑擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)濃水100％自循環(huán)回用，避免了傳統(tǒng)高鹽濃水蒸發(fā)結(jié)晶零排放系統(tǒng)的高建設(shè)投資、高運(yùn)行成本、低經(jīng)濟(jì)性。

權(quán)利要求書(shū)

1.一種脫鹽濃淡水、生活污水經(jīng)濟(jì)回用系統(tǒng)，包括：脫鹽濃淡水處理單元，所述脫鹽濃淡水處理單元的入口與礦井水緩沖水池(1)相連，脫鹽濃淡水處理單元的出口連接回用分配單元；生活污水處理單元，所述生活污水處理單元的入口輸入生活污水，出口連接回用分配單元；回用分配單元，所述回用分配單元的輸出端連接外排/用水單元；水量分配中心(8)，所述水量分配中心(8)的控制端連接回用分配單元的控制端，數(shù)據(jù)采集端連接外排/用水單元；所述水量分配中心(8)用于監(jiān)測(cè)淡水回收率、濃淡水、摻混水以及生活污水處理后中水的水質(zhì)指標(biāo)，并實(shí)時(shí)監(jiān)控統(tǒng)計(jì)用水量、需水量以及來(lái)水量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫鹽濃淡水、生活污水經(jīng)濟(jì)回用系統(tǒng)，所述脫鹽濃淡水處理單元包括依次連接的軟化凈化系統(tǒng)(2-1)和膜脫鹽系統(tǒng)(2-2)；軟化凈化系統(tǒng)(2-1)的入口與礦井水緩沖水池(1)相連，出口連接回用分配單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脫鹽濃淡水、生活污水經(jīng)濟(jì)回用系統(tǒng)，所述回用分配單元包括淡水回用分配裝置(3)、濃水回用分配裝置(4)以及摻混達(dá)標(biāo)外排裝置(5)；所述摻混達(dá)標(biāo)外排裝置(5)的入口分別與礦井水緩沖水池(1)和膜脫鹽系統(tǒng)(2-2)的濃水出口相連；所述濃水回用分配裝置(4)的入口與膜脫鹽系統(tǒng)(2-2)的濃水出口相連；所述淡水回用分配裝置(3)的入口與膜脫鹽系統(tǒng)(2-2)的淡水出口相連；淡水回用分配裝置(3)、濃水回用分配裝置(4)以及摻混達(dá)標(biāo)外排裝置(5)的出口均與外排/用水單元的入口相連。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的脫鹽濃淡水、生活污水經(jīng)濟(jì)回用系統(tǒng)，所述外排/用水單元包括礦井水達(dá)標(biāo)外排裝置(8-1)、生活用水裝置(8-2)、井下系統(tǒng)用水裝置(8-3)、黃泥灌漿補(bǔ)水裝置(8-4)、洗煤生產(chǎn)補(bǔ)充水裝置(8-5)以及儲(chǔ)煤系統(tǒng)噴淋裝置(8-6)；所述礦井水達(dá)標(biāo)外排裝置(8-1)的入口與摻混達(dá)標(biāo)外排裝置(5)的出口相連；所述生活用水裝置(8-2)和井下系統(tǒng)用水裝置(8-3)的入口均與淡水回用分配裝置(3)的出口相連；所述黃泥灌漿補(bǔ)水裝置(8-4)、洗煤生產(chǎn)補(bǔ)充水裝置(8-5)以及儲(chǔ)煤系統(tǒng)噴淋裝置(8-6)的入口均與濃水回用分配裝置(4)的出口相連；所述礦井水達(dá)標(biāo)外排裝置(8-1)、生活用水裝置(8-2)、井下系統(tǒng)用水裝置(8-3)、黃泥灌漿補(bǔ)水裝置(8-4)、洗煤生產(chǎn)補(bǔ)充水裝置(8-5)以及儲(chǔ)煤系統(tǒng)噴淋裝置(8-6)的數(shù)據(jù)采集端均連接水量分配中心(8)的數(shù)據(jù)采集端。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的脫鹽濃淡水、生活污水經(jīng)濟(jì)回用系統(tǒng)，所述生活污水處理單元包括依次連接的生活污水物理處理系統(tǒng)(6-1)和生活污水生化處理系統(tǒng)(6-2)；所述生活污水物理處理系統(tǒng)(6-1)的入口輸入生活污水，所述生活污水生化處理系統(tǒng)(6-2)的出口連接回用分配單元。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的脫鹽濃淡水、生活污水經(jīng)濟(jì)回用系統(tǒng)，所述回用分配單元包括中水回用分配裝置(7)，所述中水回用分配裝置(7)的入口連接生活污水生化處理系統(tǒng)(6-2)，出口與外排/用水單元的入口相連。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的脫鹽濃淡水、生活污水經(jīng)濟(jì)回用系統(tǒng)，所述外排/用水單元包括生產(chǎn)系統(tǒng)防塵灑水裝置(8-7)和生活雜用水裝置(8-8)；所述生產(chǎn)系統(tǒng)防塵灑水裝置(8-7)和生活雜用水裝置(8-8)的入口均與中水回用分配裝置(7)的出口相連；所述生產(chǎn)系統(tǒng)防塵灑水裝置(8-7)和生活雜用水裝置(8-8)的數(shù)據(jù)采集端均連接水量分配中心(8)的數(shù)據(jù)采集端。

8.一種用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述系統(tǒng)的脫鹽濃淡水、生活污水經(jīng)濟(jì)回用方法，包括以下步驟：TDS微超標(biāo)礦井水進(jìn)入礦井水緩沖水池(1)均質(zhì)儲(chǔ)存，水池出口設(shè)置兩路，一路進(jìn)入摻混達(dá)標(biāo)外排裝置(5)混合，一路進(jìn)入軟化凈化系統(tǒng)(2-1)用于實(shí)現(xiàn)降硬除濁，軟化凈化系統(tǒng)(2-1)出水進(jìn)入膜脫鹽系統(tǒng)(2-2)進(jìn)行脫鹽，出水分為淡水和濃水；其中淡水通過(guò)淡水回用分配裝置(3)回用至生活用水裝置(8-2)、井下系統(tǒng)用水裝置(8-3)，多余淡水通過(guò)與待摻混的礦井水原水摻混，外排水水質(zhì)應(yīng)TDS≤1000mg/L；濃水通過(guò)濃水回用分配裝置(4)回用至黃泥灌漿補(bǔ)水裝置(8-4)、洗煤生產(chǎn)補(bǔ)充水裝置(8-5)以及儲(chǔ)煤系統(tǒng)噴淋裝置(8-6)；洗煤生產(chǎn)補(bǔ)充水采用生活污水回用水、渣漿泵軸封冷卻排水和部分濃水的摻混水，能夠降低濃鹽水作為洗煤生產(chǎn)補(bǔ)充水的含鹽量；礦井生活污水依次進(jìn)入生活污水物理處理系統(tǒng)(6-1)和生活污水生化處理系統(tǒng)(6-2)，出水進(jìn)入中水回用分配裝置(7)，中水回用分配裝置(7)分別與生產(chǎn)系統(tǒng)防塵灑水裝置(8-7)、生活雜用水裝置(8-8)及濃水回用分配裝置(4)相連接，實(shí)現(xiàn)中水100％回用；礦區(qū)生活污水經(jīng)生活污水處理站處理，回用于地面生活雜用以及洗煤廠生產(chǎn)補(bǔ)水以及生產(chǎn)系統(tǒng)防塵灑水；水量分配中心(8)與摻混達(dá)標(biāo)外排裝置(5)、淡水回用分配裝置(3)、濃水回用分配裝置(4)及中水回用分配裝置(7)相連接，用于礦井水系統(tǒng)淡水回收率、濃淡水、摻混水、生活污水處理后中水的水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測(cè)功能，并對(duì)用水量、需水量、來(lái)水量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控統(tǒng)計(jì)；根據(jù)各用水點(diǎn)需求實(shí)時(shí)調(diào)控分配裝置，使脫鹽濃水經(jīng)濃水回用分配裝置(4)全部回用，當(dāng)水量不足時(shí)經(jīng)中水回用分配裝置(7)補(bǔ)充水量；當(dāng)水量分配中心檢測(cè)礦井水達(dá)標(biāo)外排裝置(8-1)含鹽量超標(biāo)時(shí)，增大礦井水緩沖水池(1)進(jìn)入軟化凈化系統(tǒng)(2-1)的礦井水量或增大膜脫鹽系統(tǒng)(2-2)的回收率、減小礦井水緩沖水池(1)進(jìn)入摻混達(dá)標(biāo)外排裝置(5)的礦井水量；使礦井水摻混達(dá)標(biāo)外排裝置(5)水質(zhì)滿足排放要求并設(shè)為第一優(yōu)先級(jí)，依此減少礦井水處理系統(tǒng)運(yùn)行容量、降低運(yùn)行成本；通過(guò)調(diào)高礦井水摻混外排水量、保證濃水的全部回用以及降低礦井水處理系統(tǒng)出力，進(jìn)而降低運(yùn)行成本，同時(shí)通過(guò)濃水和中水的全部回用控制。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的脫鹽濃淡水、生活污水經(jīng)濟(jì)回用方法，所述根據(jù)各用水點(diǎn)需求實(shí)時(shí)調(diào)控分配裝置的具體方法如下：

式中：Q礦井水為TDS微超標(biāo)礦井水需處理總量；μ礦井水為TDS微超標(biāo)礦井水含鹽量；Q摻混為TDS微超標(biāo)礦井水直接去摻混達(dá)標(biāo)外排裝置(5)的水量；Q淡水為TDS微超標(biāo)礦井水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的淡水量；μ淡水為TDS微超標(biāo)礦井水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的淡水含鹽量；Q濃水為TDS微超標(biāo)礦井水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的濃水量；μ濃水為TDS微超標(biāo)礦井水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的濃水含鹽量；μ摻混排放為摻混外排礦井水含鹽量；α為TDS微超標(biāo)礦井水處理膜脫鹽系統(tǒng)(2-2)的回收率。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，提供一種脫鹽濃淡水、生活污水經(jīng)濟(jì)回用系統(tǒng)及方法，以實(shí)現(xiàn)脫鹽濃水的內(nèi)部消化、生活污水的全部回用，無(wú)需新建蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，同時(shí)拓展脫鹽淡水內(nèi)部使用途徑，提高水資源利用率。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N脫鹽濃淡水、生活污水經(jīng)濟(jì)回用系統(tǒng)，包括：

脫鹽濃淡水處理單元，所述脫鹽濃淡水處理單元的入口與礦井水緩沖水池相連，脫鹽濃淡水處理單元的出口連接回用分配單元；

生活污水處理單元，所述生活污水處理單元的入口輸入生活污水，出口連接回用分配單元；

回用分配單元，所述回用分配單元的輸出端連接外排/用水單元；

水量分配中心，所述水量分配中心的控制端連接回用分配單元的控制端，數(shù)據(jù)采集端連接外排/用水單元；所述水量分配中心用于監(jiān)測(cè)淡水回收率、濃淡水、摻混水以及生活污水處理后中水的水質(zhì)指標(biāo)，并實(shí)時(shí)監(jiān)控統(tǒng)計(jì)用水量、需水量以及來(lái)水量。

第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N脫鹽濃淡水、生活污水經(jīng)濟(jì)回用方法，包括以下步驟：

TDS微超標(biāo)礦井水進(jìn)入礦井水緩沖水池均質(zhì)儲(chǔ)存，水池出口設(shè)置兩路，一路進(jìn)入摻混達(dá)標(biāo)外排裝置混合，一路進(jìn)入軟化凈化系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)降硬除濁，軟化凈化系統(tǒng)出水進(jìn)入膜脫鹽系統(tǒng)進(jìn)行脫鹽，出水分為淡水和濃水；其中淡水通過(guò)淡水回用分配裝置回用至生活用水裝置、井下系統(tǒng)用水裝置，多余淡水通過(guò)與待摻混的礦井水原水摻混，外排水水質(zhì)應(yīng)TDS≤1000mg/L；

濃水通過(guò)濃水回用分配裝置回用至黃泥灌漿補(bǔ)水裝置、洗煤生產(chǎn)補(bǔ)充水裝置以及儲(chǔ)煤系統(tǒng)噴淋裝置；洗煤生產(chǎn)補(bǔ)充水采用生活污水回用水、渣漿泵軸封冷卻排水和部分濃水的摻混水，能夠降低濃鹽水作為洗煤生產(chǎn)補(bǔ)充水的含鹽量；

礦井生活污水依次進(jìn)入生活污水物理處理系統(tǒng)和生活污水生化處理系統(tǒng)，出水進(jìn)入中水回用分配裝置，中水回用分配裝置分別與生產(chǎn)系統(tǒng)防塵灑水裝置、生活雜用水裝置及濃水回用分配裝置相連接，實(shí)現(xiàn)中水100％回用；礦區(qū)生活污水經(jīng)生活污水處理站處理，回用于地面生活雜用以及洗煤廠生產(chǎn)補(bǔ)水以及生產(chǎn)系統(tǒng)防塵灑水；

水量分配中心與摻混達(dá)標(biāo)外排裝置、淡水回用分配裝置、濃水回用分配裝置及中水回用分配裝置相連接，用于礦井水系統(tǒng)淡水回收率、濃淡水、摻混水、生活污水處理后中水的水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測(cè)功能，并對(duì)用水量、需水量、來(lái)水量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控統(tǒng)計(jì)；根據(jù)各用水點(diǎn)需求實(shí)時(shí)調(diào)控分配裝置，使脫鹽濃水經(jīng)濃水回用分配裝置全部回用，當(dāng)水量不足時(shí)經(jīng)中水回用分配裝置補(bǔ)充水量；當(dāng)水量分配中心檢測(cè)礦井水達(dá)標(biāo)外排裝置含鹽量超標(biāo)時(shí)，增大礦井水緩沖水池進(jìn)入軟化凈化系統(tǒng)的礦井水量或增大膜脫鹽系統(tǒng)的回收率、減小礦井水緩沖水池進(jìn)入摻混達(dá)標(biāo)外排裝置的礦井水量；使礦井水摻混達(dá)標(biāo)外排裝置水質(zhì)滿足排放要求并設(shè)為第一優(yōu)先級(jí)，依此減少礦井水處理系統(tǒng)運(yùn)行容量、降低運(yùn)行成本；通過(guò)調(diào)高礦井水摻混外排水量、保證濃水的全部回用以及降低礦井水處理系統(tǒng)出力，進(jìn)而降低運(yùn)行成本，同時(shí)通過(guò)濃水和中水的全部回用控制。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)具有以下有益效果：

本發(fā)明通過(guò)極限控制外排礦井水水質(zhì)要求，實(shí)現(xiàn)礦井水脫鹽系統(tǒng)的低水平運(yùn)行，同時(shí)通過(guò)對(duì)濃水的回用路徑擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)濃水100％自循環(huán)回用，避免了傳統(tǒng)高鹽濃水蒸發(fā)結(jié)晶零排放系統(tǒng)的高建設(shè)投資、高運(yùn)行成本、低經(jīng)濟(jì)性。通過(guò)對(duì)礦井水濃淡水的合理分配使用，并對(duì)生活污水處理后的中水?dāng)U展使用路徑，實(shí)現(xiàn)礦井水資源適配性、全流程、全方位的回用，提高礦井水環(huán)保水平，降低水資源浪費(fèi)。該發(fā)明尤其適用于存在礦井水TDS微超標(biāo)的煤礦，解決了煤礦建設(shè)場(chǎng)地狹小、濃水蒸發(fā)結(jié)晶零排放系統(tǒng)投資造價(jià)極高、系統(tǒng)冗長(zhǎng)且運(yùn)維難度大等難題。

（發(fā)明人：陳玉強(qiáng);張凱;李小軍;胡明睿;陳陽(yáng);王新;李嘉賓）