【案例】华能集团内蒙古鄂尔多斯高头窑煤矿水处理系统改造及水质提升工程及运营项目

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  项目名称：华能集团内蒙古鄂尔多斯高头窑煤矿水处理系统改造及水质提升工程及运营项目

  华能集团内蒙古鄂尔多斯高头窑煤矿水处理系统改造及水质提升工程及运营项目内容有外排水处理系统和生活水处理系统两部分。外排水处理系统总设计水量为800m³/h。其中矿井水污水设计水量500 m³/h，矿井水清水设计水量300 m³/h。出水水质执行《地表水环境品质衡量准则》GB3838-2002地表III类水标准（总氮≤1mg/L）。生活水处理系统采用膜处理工艺（反渗透系统），设计水量为1000 m³/d。出水水质达《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006。

  项目针对煤矿矿井水脱氮除氟治理和水资源回用需求，采用多功能预沉池+迷宫斜板净水器+无阀滤池+连续离子过滤（CIF）脱氮+药剂除氟+离子树脂除氟为主要处理工艺。实现连续离子树脂吸附技术和耐盐固定荚膜微生物技术耦合高效脱氮，离子树脂吸附分离技术和高效沉淀分离技术耦合稳定除氟。该工艺相比反渗透膜法，投资减少2/3，运行成本减少1/2。

  将多项技术进行创新性耦合，降低矿井水脱氮除氟的建设投资和成本，节约能耗消耗降低碳排放。本项目建设既能解决废水排放的水污染问题，也能解决光伏园区的用水问题，形成高头窑煤矿和光伏园区双赢局面。

  本项目应用连续离子过滤与耐盐荚膜固定化生物反硝化耦合脱氮和“化学沉淀+离子交换”除氟技术，实现对矿井水中总氮精准靶向去除，有效解决矿井水总氮超标问题，项目出水总氮和氟化物浓度稳定≤1mg/L。

  本项目实施有效减轻地表水源和地下水污染，提高下游人民生活用水和农田用水的质量，有利于人民群众的身体健康和社会安定；有利于改善矿区及旁边的环境，为矿区经济的可持续性发展奠定坚实基础。

  本项目对整个矿区及周边区域具备极其重大社会效益。同时，对于落实黄河流域水环境保护总体设计、改善水环境质量、实现污染减排目标、水资源循环利用、促进区域产业高质量发展的可持续发展有重要意义。

  技术特征：采用树脂工艺进行脱氮，作为工业废水的深度脱氮工艺，可使出水总氮稳定小于1mg/L（地表水Ⅲ类水质标准）；使用特有技术-荚膜固定化生物反硝化处理树脂再生废液，处理后重复使用，无二次污染。

  技术特征：凝胶型选择性离子交换树脂是具有氟化物选择性官能团的交联聚苯乙烯共聚物架构的树脂,去除氟离子的能力能够达到 1ppm 以下的水平。中性至碱性的pH范围内有较好的工作效率，并且很容易再生。

  CIF脱氮工艺耦合荚膜反硝化微生物工艺，实现硝态氮的脱除和再生液的循环利用。

  CIF脱氮工艺。在吸附过程中，进水经预处理后进入移动床离子交换系统的吸附柱，NO3-和NO2-与树脂中的负离子进行交换去除，达标排放；在再生过程中，饱和树脂通过空气提升迁移至解吸柱、再生柱进行解吸及再生，树脂经水洗柱水洗后，转移至吸附柱重复使用；在反硝化过程中。

  荚膜固定化生物反硝化工艺。吸附的NO3-和NO2-被高倍浓缩至脱附液中，脱附液进入耐盐固定化微生物系统来进行反硝化脱氮，将NO3-和NO2-转化为N2。脱附液循环利用，无二次污染。

  化学沉淀除氟。复合除氟药剂，可与氟离子通过配位络合、共沉淀、羟基吸附等多机理多过程协同，实现游离氟向颗粒氟的转化而稳定去除。

  离子交换深度除氟。根据水质特征采用不一样柱型及吸附材料，对氟离子靶向去除，通过石灰浸泡再生树脂的同时生产氟化钙沉淀，树脂经洗脱后可循环使用。

  优化工艺。连续离子过滤脱氮与耐盐固定化反硝化微生物组合，可将硝态氮去除至极低水平。

  靶向去除。特效树脂对硝酸盐氮进行靶向去除，系统抗冲击能力强，出水达标可靠性高。

  低温运行。脱氮效果不受来水低温限制，对少量再生液加热即可保证荚膜反硝化系统的高效运行。

  运行费用低。采用耐盐固定化反硝化微生物技术，可实现再生液的循环回用，运行成本低。

  高效且稳定。药剂除氟反应速率快，仅需几分钟就可以完成反应；深度树脂深度除氟，保持稳定的吸附效率，出水氟可降至1mg/L以下。

  运行更方便。含氟污泥产量低；液体药剂可直接投加；无需调酸碱且不增加盐含量。

  环境友好型。药剂除氟对后续生化工艺的微生物毒性无负面影响；树脂除氟抗污染能力强，采用氢氧化钙作为再生液，生成的氟化钙沉淀可资源化利用，再生液可循环回用。

  脱氮系统：可用于饮用水、地下水、矿井水到污废水硝酸盐氮深度去除，深度脱氮TN≤1mg/L。

  除氟系统：适用于原水氟超标的自来水厂的深度除氟处理；工矿企业或园区含氟废水的不同精度氟离子去除，出水氟≤1mg/L。

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