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环境工程技术的发展和应用
Development and Application of Environmental Engineering Technology

二、工艺设计

根据现有矿井水零排放技术应用以及本工程的矿井水水质及水量情况，该
零排放工程按照预处理、浓缩减量和蒸发结晶共 3 个阶段进行设计。

（一）预处理
预处理主要是除硬、除硅、除浊，保证脱盐系统正常运行。由于原水中 TDS
和硬度较高，膜元件内不断被浓缩且超过其溶解度极限时，会在膜面上结垢，回
收率越高，产生结垢的风险性就越大。去除结垢性物质的常用预处理方法包括药

剂软化法和离子树脂软化法。膜处理系统的前段过滤工艺主要包括机械过滤和超
滤两种。机械过滤主要为活性炭过滤器、砂滤、多介质过滤器等，应用比较多，
但其运行维护工作繁琐，滤料容易污染和破碎，出水浊度相对较高。超滤是一种

能将溶液净化、分离、浓缩的膜分离技术，可有效去除水中的悬浮物、胶体微粒、
细菌和大部分病毒等，对有机物的去除率为 20% ～ 60%。因此，预处理阶段采
用药剂软化 + 浸没式超滤工艺。
（二）浓缩减量

浓缩减量分为一次浓缩部分和二次浓缩部分。一次浓缩部分主要作用是降
低原水中含盐量，使产水满足回用水水质要求，同时得到尽可能高的回收率，尽
量减少浓盐水的产生量。目前较多采用反渗透处理工艺，分为常规反渗透（RO）

和高效反渗透（HERO）。HERO 工艺虽然系统回收率相对较高，但其前段预处
理要求高，配备的离子交换设备再生耗酸、碱量大，产生大量难以处理的再生废水。
因此，一次浓缩减量部分采用常规反渗透工艺。二次浓缩减量部分是对一次浓缩
部分产生的浓盐水进一步浓缩，一般采用膜法处理，需要解决有机物及生物污染、

高浓缩倍数下结垢性污染两个问题。本工程一次浓缩产生的浓盐水量相对较大，
为了节省投资，需对高浓盐水进行二次浓缩。高浓盐水的二次浓缩技术除了蒸发
浓缩工艺外，应用最广且成本相对低廉的工艺则为高压反渗透、电渗析等膜处理

技术。根据工艺比较分析，二次浓缩段采用高密度沉淀池（药剂软化）+V 型滤
池 + 弱酸阳床离子交换 + 脱碳 + 反渗透 + 碟管式反渗透（DTRO）工艺。
（三）蒸发结晶

蒸发结晶的来水为二次浓缩后的高浓盐水。这部分废水受水质影响，不能
继续回用，必须进行进一步蒸发结晶处理，才能真正实现“零排放”。目前，蒸

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