Informações de fundo
Para reduzir o impacto da produção e desenvolvimento de carvão no meio ambiente e melhorar o nível de utilização abrangente dos recursos hídricos, o "13º Plano Quinquenal" para o Desenvolvimento da Indústria do Carvão propõe a meta da taxa de utilização abrangente da água de mina para atingir cerca de 80% até 2020. Devido à falta de recursos hídricos e baixa capacidade de suporte ambiental em algumas áreas da China, o grau de salinidade da água de mina é alto. Para reduzir o impacto da água de mina no meio ambiente ecológico, a água de mina em algumas áreas de mineração ocidentais é necessária para atingir descarga zero.
Características da água de mina:
1. O teor de matéria suspensa na água da mina de carvão é significativamente maior do que o da água da superfície e é muito instável, com características sensoriais ruins;
2. Pequeno tamanho de partícula de matéria suspensa, gravidade específica leve, velocidade de sedimentação lenta, diâmetro de partícula suspensa na água da mina é pequeno, em média apenas 2~8u m, cerca de 85% da matéria suspensa total está abaixo de 50um; a densidade média do pó de carvão é geralmente apenas 1,3~1,6g/cm³, significativamente menor que a densidade média de partículas de sedimento na água superficial 1,9 ~ 2,6g/cm³;
3, contendo poluentes mecânicos. Além do carvão pulverizado em si ser matéria orgânica, a água também contém uma pequena quantidade de óleo residual, óleo emulsionado, madeira podre de poço de resíduos, fezes subterrâneas e outras fontes orgânicas;
4. Os sólidos suspensos na água da mina são principalmente matéria orgânica (carvão pulverizado) e matéria inorgânica (pó de rocha), e a estrutura molecular do carvão em diferentes estágios de coalização é muito diferente, e o número de carga na superfície das partículas de carvão também é diferente, então o grau de hidrofilia é bem diferente. 90% da matéria suspensa está entre o corpo de suspensão e o estado coloidal, e o potencial está localizado entre -20 e 30 mV. A exclusão mútua entre as cargas, resultando na matéria suspensa na água da mina não pode se depositar naturalmente.
A tecnologia de tratamento de água de mina geralmente adota o processo combinado de pré-tratamento de coagulação + tratamento de profundidade por método de membrana para purificação.
Seleção e comparação de processos de tratamento de águas de mina
Atualmente, os dois objetivos da tecnologia de tratamento de água de mina são: redução de drogas ou até mesmo ausência de drogas, processo curto e economia de espaço de terra.
Ambos os objetivos apontam para produtos de membrana cerâmica como uma tecnologia de pré-tratamento para água de mina.
A aplicação de produtos de membrana cerâmica no tratamento de águas de minas foi atualizada para a terceira geração de tecnologia, que são:
1 A primeira geração de tecnologia de tratamento de água de mina de membrana cerâmica
1.1 Elemento de membrana cerâmica feito de alumina;
1.2 Para aumentar a capacidade antipoluição do sistema de membrana, a vazão da superfície da membrana é definida como 3m/s ~ 5m/s, e a potência instalada do sistema é alta, com 1 ~ 1,5 kW·h por tonelada de água;
1.3 O fluxo de projeto do sistema de membrana cerâmica é geralmente projetado em 150 ~ 200 LMH, 100 m³ / h requer 500 ㎡ de área de membrana instalada;
1.4 Com alta resistência mecânica da membrana cerâmica, é possível abandonar o método de retrolavagem da bomba (alto fluxo, baixa elevação) e adotar o método de limpeza do tanque de pressão (baixo fluxo, alta elevação) para melhorar a taxa de recuperação do sistema;
1.5 Componentes de membrana de grande volume, componentes de membrana φ 30 ou φ40mm, carga de trabalho de instalação e desmontagem é grande, não conveniente para manutenção;
1.6 Elementos de membrana do tubo de pressão interna, os elementos de membrana com diferentes diâmetros de canal de fluxo precisam ser ajustados de acordo com o
conteúdo de matéria suspensa da água de entrada. Quanto maior o conteúdo de sólidos suspensos na água de entrada, maior é o dispositivo.
2 A segunda geração de tecnologia de tratamento de água de mina de membrana cerâmica
2.1 Elemento de membrana cerâmica tubular feito de carboneto de silício;
2.2 O fluxo de projeto é geralmente projetado em 200 ~ 300 LMH, o sistema de membrana cerâmica de 100 m³/h necessita de 350 ㎡ de área de membrana instalada;
2.3 Os componentes da membrana têm grande volume e componentes de membrana de φ40 mm, grande carga de trabalho de instalação e desmontagem e são inconvenientes para manutenção;
2.4 Para água de mina com baixa matéria suspensa (TLSS<500ppm), the design of high membrane surface flow rate is cancelled, and dead end filtration is adopted
No modo de operação de exaustão intermitente, o consumo de energia do sistema de membrana pode ser reduzido para {{0}}.06~0,1 kW · h;
2.5 A flutuação de gás de nanobolhas é necessária para controlar o conteúdo de matéria suspensa na água de entrada.
Informações básicas - -a seleção e comparação do processo de tratamento de água de mina
3 A terceira geração de tecnologia de tratamento de água de mina de membrana cerâmica
3.1 Elemento de membrana de folha plana feito de carboneto de silício ou membrana de coluna de núcleo cerâmico de carboneto de silício inovador;
3.2 O fluxo de projeto é geralmente projetado em 200 ~ 300 LMH, 100 m³ / h, o sistema de membrana cerâmica requer 350 ㎡ de área de membrana instalada;
3.3 A membrana da coluna de núcleo cerâmico de carboneto de silício é usada para conteúdo de água suspensa<2000ppm; silicon carbide flat sheet membrane tank is used in the case of water suspended content>2000 ppm;
3.4 O consumo de energia do sistema de membrana pode ser reduzido para 0.06 ~0,1 kW · h; 3.5 Não há necessidade de pré-tratamento para reduzir o teor de matéria suspensa.
Características das membranas de carboneto de silício
● A membrana de carboneto de silício é sinterizada usando o processo de recristalização com uma temperatura de sinterização de 2400 graus. Durante o processo de sinterização, o pescoço de sinterização entre a ortopedia de carboneto de silício passa por uma transição de fase de sólido para gás para sólido, com uma taxa de abertura de mais de 45%. O canal de filtro formado tem forte conectividade e, além disso, a hidrofilicidade inerente do material de carboneto de silício (ângulo de contato de apenas 0,3 graus) resulta em um fluxo de água pura de até 3200LMH. Hidrofílico e oleofóbico.
● O ponto isoelétrico do carboneto de silício é em torno de pH 3, e a superfície da membrana pode manter carga negativa em uma ampla faixa de pH, melhorando a resistência da superfície da membrana à poluição.
● Excelente estabilidade química, capaz de trabalhar em ambientes extremos (pH 1-14 é aceitável); Planos de limpeza ricos podem ser desenvolvidos com base nas características da prata contaminada; Os oxidantes são totalmente tolerantes, incluindo ozônio e radicais hidroxila.
★ A membrana de carboneto de silício tem alta eficiência de trabalho por unidade de área de membrana
★ Vantagens das características antipoluição trazidas pelo ambiente de carga negativa na superfície da membrana
★ Bom efeito de limpeza e regeneração
Introdução à membrana de folha plana de carboneto de silício e à caixa
A membrana plana de carboneto de silício é feita pela sinterização de pó de carboneto de silício de alta pureza em alta temperatura e é atualmente o material de membrana com a melhor hidrofilicidade e capacidade antipoluição.
·A superfície da membrana com alta carga negativa pode garantir excelente resistência à poluição em uma ampla faixa de pH;
·Condições operacionais ideais - quando o pH da adição de PAC é menor que 6, a superfície da membrana pode manter uma carga negativa de -25~-30 milivolts, dificultando a adesão de carbono orgânico solúvel e partículas de polímero externo transparente à superfície da membrana;
·É fácil limpar substâncias carregadas negativamente da superfície da membrana na água, como bactérias, algas, MLSS, partículas de polímero externo transparente e substâncias oleosas.
Principais parâmetros técnicos dos componentes de membrana de folha plana de carboneto de silício e módulos de membrana
1) Concentração de sólidos em suspensão
Faixa de concentração: 1000~4000mg/l Concentração média: 2335,51mg/l
2) Turbidez da água de admissão
Faixa de concentração: 2000 ~ 8000 NTU Concentração média: 6632,82 NTU
3) Turbidez da água de saída
Basicamente menos de {{0}}.5 NTU, com uma turbidez média de 0,2 NTU
Observação: a concentração de poluentes na água que chega varia muito, onde a concentração máxima é de 10850 mg/l (turbidez: 26040 NTU) e a qualidade do efluente ainda é boa. A turbidez do efluente era de 0,168 NTU.
Introdução à membrana e ao invólucro da coluna de carboneto de silício
1500 toneladas/dia de membrana de folha plana de pressão positiva e sistema RO
Este produto é um produto inovador que rompe a fronteira entre os cenários de aplicação de membranas inorgânicas e orgânicas. Ele combina as vantagens dos produtos de membrana cerâmica sendo resistentes e duráveis, bem como alta densidade de enchimento de produtos de membrana orgânica. O método de uso é semelhante à altura das membranas de coluna de membrana orgânica, o que compensa os altos requisitos de qualidade da água de entrada, alto consumo de água de retrolavagem e o risco de quebra de fio na tecnologia de membrana de ultrafiltração. Ele pode melhorar o rendimento de água dos sistemas de ultrafiltração e reduzir os custos de limpeza química.
A membrana cerâmica cilíndrica de carboneto de silício é composta de vários cartuchos de filtro cerâmicos de carboneto de silício embutidos, emendados juntos. O design estrutural exclusivo torna a distribuição hidráulica dos canais de produção de água e retrolavagem de cada membrana tubular mais uniforme, e o efeito de recuperação da retrolavagem é excelente.
Características e vantagens do produto
O material do núcleo, carboneto de silício, é um material de membrana cerâmica mais avançado e ideal em comparação à alumina, com melhor hidrofilicidade, maior porosidade, excelente capacidade de limpeza e recuperação e sem medo de poluição por óleo;
★ Alta resistência mecânica sem risco de quebra do fio, excelente resistência ao desgaste e ao impacto, qualidade da água estável durante operação de longo prazo;
★ Bom desempenho antipoluição, resistente a flutuações de água e fluxo operacional estável a longo prazo;
★ Boa estabilidade química, resistência a ácidos e álcalis, forte resistência a oxidantes, resistência a altas temperaturas, resistência a solventes orgânicos, resistência à limpeza e fácil recuperação do fluxo após a limpeza;
★ Alta precisão de filtragem (até 20 nm) pode remover efetivamente poluentes como partículas, coloides, microrganismos e matéria orgânica da água;
★ O sistema possui baixos requisitos de pré-processamento, o que reduz o investimento total e os custos operacionais do sistema;
★ Instalação vertical, design padronizado e modular, simplificando as tubulações do sistema;
★ Custos de investimento competitivos e excelente ciclo de vida;
★ Compatível com sistemas tradicionais de ultrafiltração por membrana orgânica.
Sistema de membrana de coluna de núcleo cerâmico de carboneto de silício de água de mina de 500 toneladas/hora
Entrada TLSS=50-2000ppm
Água de produção TLSS ＜ 1ppm, turbidez ＜ 0.2NTU