煤炭科学技术

作者：李福勤, 薛甜丽, 高珊珊, 豆硕超, 何绪文,

关键词：矿井水处理, 高盐矿井水, 双极膜电渗析, 浓缩液, 水解离, 矿井水资源化,

基于高盐矿井水的零排放和资源化利用，采用BP-A-C-BP三隔室构型的双极膜电渗析处理高盐矿井水浓缩液。以河北某矿高盐矿井水为原水，经过预处理+RO+脱碳+浓水RO+ED浓缩，最终浓缩液TDS质量浓度达到93 040 mg/L，进行双极膜电渗析试验，探究了电流密度、循环流量以及极室电解质浓度对于双极膜电渗析产酸碱效果的影响。结果表明：电流密度10～40 mA/cm2，随着电流密度的增大，操作电压升高，电流效率和产能逐渐减小，能耗逐渐增加，最佳电流密度为30 mA/cm2；循环流量10～30 L/h，随着循环流量的增大，电流效率和产能上升、能耗降低，进一步提高循环流量至40 L/h时反而增加能耗，降低产能，最佳循环流量为30 L/h；极室电解质浓度不宜过低、过高，容易增加能耗，浓度适中时的双极膜电渗析的水解离效果最好，最佳极室电解质浓度为2%。初始盐室浓缩液4 L、酸室和碱室分别为去离子水1.5 L、极室2%硫酸钠溶液2 L，电流密度为30 mA/cm2，极室循环流量为60 L/h，其他各室循环流量为30 L/h，运行120 min时，酸、碱浓度分别为6.91%、5.38%，达到试验预期目标，电流效率、产能及能耗分别为74.21%、1.49 kg/(m2·h)、1.66 kWh/kg。经双极膜电渗析工艺产生的酸碱液可用于高盐矿井水零排放工艺以及煤炭下游产业链中，实现了浓缩液的非相变资源化，避免出现杂盐难处理的问题，同时也提高了废水的经济价值。

来源：2023年第11期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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