毛维东，孙 邃，马 赛，邹 湘，郭中权，吕顺之，肖 艳

(1.中煤科工集团杭州研究院有限公司，浙江 杭州 311201；2.江苏新宜中澳环境技术有限公司，江苏 宜兴 214205)

0 引 言

我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤炭资源分布“西多东少、北富南贫”，与水资源“东多西少、南富北贫”的分布特点相反。西部煤炭资源丰富，占据全国煤炭资源总量的70%，但西部地区处于干旱—半干旱带，水资源匮乏，地表植被稀疏，生态环境脆弱[1-2]。

高矿化度矿井水是指含盐量大于1 000 mg/L的矿井水[3]。西北地区的矿井水以高矿化度矿井水为主，占比达50%以上[4]。随着煤炭生产开发布局的优化，国家能源供应战略西移[5]，高矿化度矿井水在全国煤矿矿井水的占比大幅度增加，成为制约西北煤矿发展最为突出的问题。

现有高矿化度矿井水除盐工艺主要包括化学药剂法、离子交换法、蒸馏法、电渗析法和反渗透法等[3, 6]，其中反渗透法在高矿化度矿井水处理中的应用越来越广[7-8]。但各大膜厂家提供的工艺设计软件，包括ROSA、WAVE、WINFLOWS等，均是针对单级反渗透系统的苦咸水、海水处理需求，缺少针对多级膜系统的过程设计方法。在面对矿井水水质的多变性以及无机盐成分的复杂性时，现有反渗透系统在实际运行过程中，虽然出水水质基本可以得到保证，但膜元件易堵塞、易结垢，更换频繁，导致运行成本较高[9]。

为降低工程投入和运行费用，提高矿井水回收率，本文以某煤矿高矿化度矿井水零排放工程的多级反渗透系统为例，结合CFD模拟技术，对原有多级反渗透系统进行了工艺优化。……