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  • ISSN:0253-9993
  • CN: 11-2190/TD

《煤炭学报》

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混合纳滤反渗透净化洁净预疏放水工艺和水质预测

作者(Author):

  • 张全
  • 杨建
  • 胡骁
  • 刘基
  • 葛光荣
  • 王甜甜
  • 王周锋

作者单位:

  • 中国煤炭科工集团西安研究院有限公司
  • 长安大学水利与环境学院

关键词:

  • 反渗透
  • 纳滤
  • 矿物质水
  • 感官指数
  • 健康指数
  • 摘要
  • 论文图表
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  • 引用格式

煤矿预疏放水属于未污染的地下水,水质优良具有开发成高质水资源的潜力,以煤矿预疏放奥灰水为对象,通过感官指数和健康指数分析法发现水质的感官指数偏低健康指数较高,为解决传统工艺产水水质感官指数和健康指数不能兼顾的问题,采用混合纳滤反渗透系统对传统工艺进行改进,通过对比NE40,NE70和NF270三种纳滤膜筛选出一级和二级纳滤膜,利用一级和二级纳滤系统分别提高水质的感官指数和健康指数,利用反渗透产水的稀释作用控制水体的溶解性总固体(TDS)在合理区间,混合脱盐系统的浓水TDS控制在1 000 mg/L以下,整个系统基于水质离子质量浓度预测公式设计一级纳滤、二级纳滤和反渗透系统的回收率。结果表明:一级纳滤系统选用NF270膜产水水质更优,预测公式显示随着回收率增加产水水质感官指数不断下降健康指数不断上升,一级纳滤采用70%回收率较为适宜,通过对比水质离子质量浓度预测值与实际值,发现预测偏差<10%;二级纳滤系统选用NE40膜更优,预测公式显示随着二级纳滤系统回收率的增加感官指数和混合产水TDS加速下降,健康指数先匀速增加后急剧减少,浓水TDS先下降后上升,其中反渗透回收率越高变化临界点越前移,当二级纳滤和反渗透系统回收率分别为50%和75%时,产水水质预测值满足健康美味水要求,同时产水预测TDS适宜为224.01 mg/L,浓水TDS控制在标准线以下为987.85 mg/L;经过实测二级纳滤系统的浓水水质并利用盐平衡得出二级纳滤和反渗透系统回收率分别为50%和75%时的真实混合产水水质,其中感官指数为2.23,健康指数为8.88,TDS为238.4 mg/L,与预测产水水质结果接近,产水水质相比原水明显提升;经济分析显示混合脱盐系统相比于传统工艺运行成本只增加了7%,无机结垢风险小,同时增加了产水水质的附加值,因此该系统具有潜在的经济效益;工艺适用性分析发现系统具有应对不同原水水质的应用潜力。

张全,杨建,胡骁,等.混合纳滤反渗透净化洁净预疏放水工艺和水质预测[J].煤炭学报,2022,47(4):1647-1656. ZHANG Quan,YANG Jian,HU Xiao,et al.Purification process and water quality prediction of clean drainage water by mixed nanofiltration reverse osmosis[J].Journal of China Coal Society,2022,47(4):1647-1656.
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