在煤矿建井和煤炭开采过程中产生的废水，统称煤矿采出水，其主要污染物之一为煤粉尘悬浮物，可高达3000mg/L。矿井水的预处理是以去除矿井水中悬浮物、胶体、色度、油类和有机物为主要目的的混凝、沉淀（澄清）、过滤、吸附等处理工艺技术过程。

      目前，国内大部分煤矿矿井预处理采用“混凝沉淀+砂滤+有机超滤”工艺，该方法是在斜板沉淀池中加入混凝剂，并在混凝剂的作用下，废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成大的絮凝体，絮凝体在重力作用下自然沉降，进入污泥浓缩池，其上层清液经过砂滤工艺净化后进入中间水池，最后再经过超滤装置进行净化处理。

      虽然现在采用的“混凝沉淀+过滤（砂滤）+超滤”工艺可以解决矿井废水的预处理问题，但是也存在诸多问题：

      ⚪ 占地面积大：处理水量大，悬浮物浓度高，高负荷的处理技术应用效果不理想。

      ⚪ 运行费用高：水处理过程持续药剂投入；工艺中有多级提升泵能耗高；

      ⚪ 超滤膜寿命短：常规有机膜不仅被矿井水中污染物污染，还会受到前端工艺加入药剂污染，寿命1-2年；

      ⚪ 自动化程度低：工艺流程多，分离过程不能量化，难以实现自动化控制；

      ⚪ 环境影响大：水处理工艺投加大量絮凝剂，絮凝沉淀后煤泥中药剂含量高，利用难度大，而水体也会因药剂残留造成盐含量增加。

      碳化硅膜分离技术是物理分离过程，原理就是通过孔径的选择作用，水分子透过膜，而颗粒物被膜拦截，从而达到净化的作用。

      采用最新碳化硅膜处理工艺替换传统工艺中的“混凝沉淀+砂滤+超滤”具备处理工艺短，处理过程瞬间完成，水处理过程实现“0”药剂添加，自动化程度高的优点。

      碳化硅膜的支撑层、过渡层、分离层的原材料均采用的是市面上纯度最高的高纯碳化硅（＞99.5%），无添加任何烧结助剂，因此其几乎继承了碳化硅材料的所有特性。

      支撑层、过渡层、分离膜层采取逐层多次烧成，各层碳化硅颗粒颈部烧结，颗粒表面光滑、圆润，支撑层、各层内无封闭气孔和通道。

      碳化硅膜直滤技术是国内外首次成功利用膜技术实现矿井废低成本“直滤”处理，目前还未见同类装备。

      项目简介

      项目概况：

      设备处理能力为100m³/h

      运行时间：2021年7月

      碳化硅陶瓷膜运行通量：300L/㎡*h

      膜化学清洗周期：30天

      进水水质：SS：300-10000mg/L

      产水水质：SS：＜1mg/L

      在不同反洗压力下，装备在悬浮物＜1000mg/L，反洗周期3h，反洗时间3s条件下运行20周期反洗后进水压力变化图，从图中可以看出在0.3MPa反洗压力下，反洗后进水压力逐步增加，尤其是在10个周期后压力上升加快，说明在此压力下，反洗未能完全使膜恢复。0.4MPa与0.5MPa压力下，反洗后进水压力曲线基本重合且无明显变化趋势，说明膜反洗恢复性较好。

      对上述数据分析，得出装备运行反洗周期与进水悬浮物为线性关系，随着悬浮物增加，反洗周期降低，能耗上升，产水率降低。

      再对数据进行分析可计算出碳化硅陶瓷膜的纳污能力，每平方米碳化硅陶瓷膜可容纳700g污泥即达到反洗压力上限，此时污泥占膜通道内部总空间40%。

      吸附性污染：污染物在膜孔内长时间的吸附或累积导致孔径减小和膜阻增大，从而形成了难以恢复有机物污染；

      沉淀物污染：原水中盐的浓度超过了其溶解度形成的结垢污染；

      生物性污染：原水本身生物活性水平高形成的微生物污染。

      碱性清洗剂清洗：碱性清洗剂采用1000ppm有效氯含量次氯酸钠溶液清洗120min，清洗液在膜通道内部流动，加强清洗效果。

      酸性清洗剂清洗：酸性清洗剂采用pH2-4的酸性溶液清洗60min，清洗液在膜通道内部流动，加强清洗效果。

      对在矿井水中使用1年的碳化硅陶瓷膜进行电镜扫描，可见使用1年的膜清洗后表面干净基本无杂质，膜结构完整无损坏。

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