文章编号:1009-6094(2023)03-0919-09双极膜电渗析法处理矿井浓盐水的应用研究*史元腾1，张丹丹2，高耀寰2，赵泽盟1，王文东2(1中煤能源研究院有限责任公司，西安710054;2西安交通大学人居环境与建筑工程学院，西安710049)摘要:选择有效处理技术是实现矿井浓盐水近零排放的关键。采用双极膜电渗析装置，在外加电场的作用下，矿井浓盐水通过电渗析反应制备得到酸碱，考察了膜种类、电流强度、预处理方式、运行模式等操作条件对酸碱产品浓度的影响。结果表明，盐离子含量是影响膜堆电压、产品浓度和电流效率的主要因素。受离子交换容量的影响，Fumasep进口组合膜的酸碱产率在相同条件下低于JQ国产组合膜。在间歇式反应中，设定电流强度为4A，采用国产组合膜电渗析反应4h后，酸碱产品质量分数分别达到4.7%、5.7%，可回用于pH值调节、化学清洗等生产过程。在矿井浓盐水脱盐处理和循环利用的基础上，实现了盐分的资源化利用，工艺运行成本约159.03元/t的酸碱产品，收益约为177.42元/t。关键词:环境工程学;电渗析;矿井浓盐水;酸碱;资源化中图分类号:X703.1文献标志码:ADOI:10.13637/j．issn．1009-6094.2022.0145*收稿日期:2022－01－25作者简介:史元腾，工程师，从事矿井水资源化利用研究，shi125136@163.com;王文东(通信作者)，教授，从事水和废水污染控制研究，wdwang@xjtu．edu．cn。基金项目:西安交通大学基本科研业务费专项科研项目(xxj042020002)0引言矿井浓盐水是煤矿开采过程中产生的矿井水经过脱盐段反渗透处理后的浓盐水。仅2019年我国就产生71亿m3矿井水，其中Na+、Ca2+、Cl－、SO2－4等离子质量浓度较高，矿化度可达1000～4000mg/L，个别甚至高达40000mg/L以上，直排会对生态环境带来危害，包括地表水体污染(含盐量增加)、土壤盐碱化、地表植被减少、浅地表地下水污染等［1－5］。此外，我国70%以上的煤炭资源都分布在晋、陕、新、蒙等缺水地区，大量煤炭开采活动进一步加剧了这些地区的缺水现状［3－4，6－8］。现阶段矿井水处理工艺有蒸馏法、离子交换法、膜分离法和生物处理法等［1－2，7－13］。2004年，Turek［14］首次采用传统电渗析对矿井水进行脱盐浓缩处理，提高了结晶阶段的盐回收率。此后，有学者陆续提出利用新能源驱动电渗析脱盐并产水［15］、耦合的反渗透和纳滤［16］等方法进行盐水分离，但并未从资源化的角度去挖掘浓盐水处理的潜力。当前一些矿区对浓盐水进行浓缩结晶处理，使产水回收率达到95%以上，剩余混盐进行分盐处理...
