CN108002600A - 一种一体化煤水处理高密度澄清器 - Google Patents
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Abstract
一种一体化煤水处理高密度澄清器，包括凝聚区、絮凝区、布水区、沉淀区、斜板、清水区和重力过滤区，絮凝区设置于凝聚区一侧，并且凝聚区底部相连通，絮凝区的一侧设置有布水区，布水区与沉淀区相连通，沉淀区一侧设置有清水区，沉淀区与清水区相连通，清水区一侧设置有过滤区，并且清水区内清水能够流入过滤区内。本发明将混凝分为凝聚和絮凝两个过程，在凝聚区和絮凝区采用机械搅拌的形式，分别控制凝聚和絮凝过程合适的速度梯度G值和停留时间T值，同时絮凝池中设置泥渣的内循环，强化含煤废水的絮凝效果、提高絮体密度，增强泥水分离沉降性能，快速、高效、稳定的将含煤废水有效处理并满足其回用标准，具有良好的经济效益和环保效益。
Description
技术领域
本发明属于水处理技术领域，涉及一种一体化的含煤废水处理装置，具体涉及一种一体化煤水处理高密度澄清器。
背景技术
电厂在正常的生产运行过程中，为防止输煤系统产生扬尘以保持较好的工作环境，需要定时对输煤栈桥、转运站、煤仓间等部位冲洗，冲洗后的排水形成含煤废水。含煤废水含有大量的煤粉颗粒，很高的悬浮物和色度，不能直接排放，需要对含煤废水进行处理后循环使用。火电厂含煤废水一般经二级沉淀后去除大颗粒煤泥，上清液常采用净水器或电絮凝装置进行处理，其中净水器利用竖向空间将混凝反应、离心分离、重力分离、动态过滤和污泥浓缩等过程组合一体，装置罐体一般很高，难以监控其运行状况，维护及检修较困难，浮动轻质滤料容易污染堵塞，出水水质难以保证；电絮凝系统耗电较多，分体式布置，占地较大，尤其不适于电厂含煤废水系统的改造项目；因含煤废水中煤粉颗粒分布不均，存在大量细小粒径、密度较小的颗粒，电絮凝或者普通混凝处理形成的絮体较轻不易沉降，且均采用重力排泥方式，存在污泥堵塞设备及管道的风险。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种一体化煤水处理高密度澄清器，在火电厂含煤废水处理时，将混凝分为凝聚和絮凝两个过程，同时优化组合凝聚、絮凝、沉淀和过滤工艺，能够快速、高效的处理含煤废水，其出水水质好，运行稳定，能适应含煤废水进水负荷的变化，启动快速，灵活方便。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一体化煤水处理高密度澄清器，包括凝聚区、絮凝区、布水区、沉淀区、清水区和重力过滤区，絮凝区设置于凝聚区一侧，并且与凝聚区底部连通，絮凝区的一侧设置有布水区，布水区与沉淀区相连通，沉淀区上方设置有清水区，清水区一侧设置有重力过滤区，并且清水区与重力过滤区连接。
本发明进一步的改进在于，沉淀区上方设置有若干倾斜设置的斜板。
本发明进一步的改进在于，斜板的倾斜角度设置为60度。
本发明进一步的改进在于，斜板长度为1m；相邻斜板之间的间距为50～80mm。
本发明进一步的改进在于，沉淀区下部有设置V形浓缩区；清水区顶部设置集水槽，清水经过溢流堰进入集水槽，集水槽通过布水管道与重力过滤区连接；重力过滤区管底部开孔。
本发明进一步的改进在于，凝聚区内设置有凝聚区搅拌器，絮凝区内设置有絮凝区搅拌器。
本发明进一步的改进在于，凝聚区一侧设置有进水口。
本发明进一步的改进在于，重力过滤区内设置有无烟煤层和石英砂过滤层。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
本发明通过设置凝聚区、絮凝区、沉淀区和重力过滤区，提出了一种将凝聚、絮凝、沉淀、过滤高度集中化处理含煤废水的一体化装置，该设备充分利用加速混合、混凝反应、浅池沉淀和重力过滤原理对含煤废水进行处理，使含煤废水中悬浮物得到有效的去除，满足输煤系统对回用水质的要求；本装置能够快速、高效的处理含煤废水，在凝聚、絮凝、沉淀三个工序之间，不用管渠连接，而采用开放、平稳、有序的直通方式紧密衔接，有利于水流条件的改善和控制。因凝聚、絮凝、沉淀和过滤区高度集中，布置紧凑，装置占地面积小；其采用矩形结构，简化了池形，便于施工，尤其适用于老、旧电厂含煤废水处理系统的改造。
进一步的，该装置混凝区分为凝聚区和絮凝区，均采用机械搅拌的方式，控制合适的速度梯度G值和停留时间T值，强化含煤废水絮凝效果。
进一步的，絮凝区内循环的设置，有效提高活性泥渣与煤水的接触，利于形成高密度絮体，强化了泥渣在沉淀区泥水分离的特性；
进一步的，由于沉淀区底部设置污泥浓缩区，排泥方式采用污泥泵排泥，有效控制排泥的工况，降低堵塞设备及管道的风险。沉淀区下部设置V形浓缩区，下沉的污泥易于滑落至浓缩区底部，
进一步的，沉淀区上部设置斜板，有利于抵抗冲击负荷，有效保证出水水质。
进一步的，重力过滤区管底部开孔，实现过滤区进水的较均匀分布。
进一步的，沉淀区装设小间距斜管(间距50～80mm)，在保证水质情况下利于进一步提高表面负荷，耐负荷冲击。
进一步的，重力过滤区内设置有无烟煤层和石英砂滤层，优廉耐用，反洗工况不影响凝聚-絮凝-沉淀工艺段的正常运行。
本发明将混凝分为凝聚和絮凝两个过程，在凝聚区和絮凝区采用机械搅拌的形式，分别控制凝聚和絮凝过程合适的速度梯度G值和停留时间T值，同时絮凝池中设置泥渣的内循环，强化含煤废水的絮凝效果、提高絮体密度，增强泥水分离沉降性能，快速、高效、稳定的将含煤废水有效处理并满足其回用标准，具有良好的经济效益和环保效益。一体化煤水处理高密度澄清器各区自动控制，运行稳定，启动时间短，可实现全自动化稳定运行，凝聚、絮凝、排泥、反洗等工况均便于控制，运行维护量较少。含煤废水经本发明中的方法处理后可满足相关回用标准，回用至火电厂输煤系统，实现含煤废水回收利用，同时降低输煤系统冲洗水管和喷头结垢堵塞的风险。
附图说明
图1为本发明的一体化煤水处理高密度澄清器的俯视图。
图2为本发明的一体化煤水处理高密度澄清器的立面图。
图中，1-凝聚区，2-凝聚区搅拌器，3-絮凝区，4-絮凝区搅拌器，5-布水区，6-沉淀区，7-斜板，8-清水区，9-重力过滤区，10-进水口，11-出泥口，12-出水口，13-反洗排水口，14-无烟煤层，15-石英砂滤层。
具体实施方式
下面结合实例对本发明做进一步详细描述。
本发明中的凝聚剂和助凝剂均与具体待处理的水质有关，如何选择具体的物质是本领域技术人员的公知常识。
参见图1和图2，一体化煤水处理高密度澄清器主要包括凝聚区1、凝聚区搅拌器2、絮凝区3、絮凝区搅拌器4、布水区5、沉淀区6、斜板7、清水区8和重力过滤区(无烟煤和石英砂)9。其中，凝聚区1一侧设置有进水口10。凝聚区1内设置有凝聚区搅拌器2，絮凝区3内设置有絮凝区搅拌器4。絮凝区3设置于凝聚区1一侧，并且与凝聚区1底部连通，絮凝区3的一侧设置有布水区5，布水区5与沉淀区6相连通，沉淀区6上方设置有清水区8，沉淀区6上方竖直方向设置有若干倾斜设置的斜板7，斜板7的倾斜角度设置为60度。斜板7长度为1m；相邻斜板之间的间距为50～80mm。沉淀区6下部有设置V形浓缩区，下沉的污泥易于滑落至浓缩区底部。
清水区8顶部设置集水槽，清水经过溢流堰进入集水槽；集水槽通过布水管道与重力过滤区9连接，重力过滤区9管底部开孔，实现过滤区进水的较均匀分布。
重力过滤区内设置有无烟煤层14和石英砂过滤层15，重力过滤区9侧壁设置有反洗排水口13。
基于上述一体化煤水处理高密度澄清器的方法具体为：含煤废水首先通过进水口进入凝聚区1上部，经凝聚区搅拌器2搅拌，与加入的凝聚剂快速混合完成凝聚反应，生成小颗粒矾花；自凝聚区1下部进入絮凝区3，与加入的助凝剂在絮凝区搅拌器4的慢速搅拌、提升作用下，反应生成大颗料矾花；自絮凝区3的上部溢流进入布水区5，含煤废水分配至沉淀区6，大颗粒絮体下沉至沉淀区6底部，清水则经过斜板7进入清水区8，沉淀区6底部污泥浓缩一定时间后通过出泥口11经系统配套的污泥排放泵输送至煤泥池；清水区8清水自流均匀布置于重力过滤区9的上部，经无烟煤层14和石英砂滤层15过滤后经出水口12进入系统配套的回用水池；重力过滤区9的反洗程序则通过时间进行控制，到达设定的时间自动反洗。反洗时，出水口12作为反洗进水口。
本发明的一体化煤水处理高密度澄清器充分利用加速混合原理、混凝反应原理、浅池沉淀原理和重力过滤原理，把机械混合凝聚、机械强化絮凝、斜管沉淀分离和重力过滤分离四个过程进行优化组合，从而获得常规技术所无法比拟的优良性能。
凝聚区1设置搅拌器2，控制较快的搅拌速度，即采用较大的速度梯度G值(500～1000s-1)和较小的停留时间T值(3～5min)，使含煤废水与凝聚剂快速混合，其中颗粒实现脱稳及聚合；絮凝区3设置搅拌器4，控制较慢的搅拌速度，即采用较小的速度梯度G值(30～60s-1)和较大的停留时间T值(10～15min)，使已经长大的絮体不易破碎；沉淀区6下部设置V形浓缩区，下沉的污泥易于滑落至浓缩区底部，沉淀区6上部设置斜板7，有利于抵抗冲击负荷，有效保证出水水质；清水区8顶部设置出水槽，清水经过溢流堰进入出水槽；重力过滤区9进水管与清水区8的出水槽连接，重力过滤区9管底部开孔，实现过滤区进水的较均匀分布，重力过滤区9下部的出水支管两侧开孔，经装置处理后的产水汇集于产水母管输送至清水池。
本发明具有以下优点：
1)该装置能够快速、高效的处理含煤废水，在凝聚、絮凝、沉淀三个工序之间，不用管渠连接，而采用开放、平稳、有序的直通方式紧密衔接，有利于水流条件的改善和控制。
2)该装置混凝区分为凝聚区和絮凝区，均采用机械搅拌的方式，控制合适的速度梯度G值和停留时间T值，强化含煤废水絮凝效果；
3)絮凝区内循环的设置，有效提高活性泥渣与煤水的接触，利于形成高密度絮体，强化了泥渣在沉淀区泥水分离的特性；
4)絮凝区搅拌控制方式设计为变频控制，形成的高密度絮体与进水水量进行联锁，便于运行工况的调控；
5)该装置沉淀区装设小间距斜管，在保证水质情况下利于进一步搞高表面负荷，耐负荷冲击；
6)沉淀区底部设置污泥浓缩区，排泥方式采用污泥泵排泥，有效控制排泥的工况，降低堵塞设备及管道的风险。
7)该装置过滤区内滤层由无烟煤和石英砂组成，优廉耐用，反洗工况不影响凝聚-絮凝-沉淀工艺段的正常运行。
8)一体化煤水处理高密度澄清器各区自动控制，运行稳定，启动时间短。
9)因凝聚、絮凝、沉淀和过滤区高度集中，布置紧凑，装置占地面积小；其采用矩形结构，简化了池形，便于施工，尤其适用于老、旧电厂含煤废水处理系统的改造。
下面是一个具体的实施例。
某厂含煤废水水量约为10t/h，主要水质指标见表1。
表1某厂含煤废水主要水质指标
含煤废水处理系统采用本发明-一体化煤水处理高密度澄清器，该装置长为4.8米，宽为2.2米，高为3.3米，其中凝聚区1长宽高为0.8m×0.8m×2m，絮凝区3长宽高为1.4m×0.8m×2m，布水区5长宽为2.2m×0.1m，沉淀区6长宽高为2.9m×2.2m×2.4m，清水区8长宽高2.9m×2.2m×0.9m，过滤区长宽高为2.2m×1m×3.3m，滤料高度为1米，无烟煤滤层和石英砂滤层体积之比约为1:2。
含煤废水首先进入凝聚区1上部，经快速混合反应后从该区下部进入絮凝区3，经强化絮凝后溢流到布水区5，然后进入沉淀区6进行沉淀，上清液经斜板7溢流至集水槽再分布至重力过滤区9，经过滤处理后的产水输送至清水池，沉淀区6底部浓缩的污泥则定期由污泥排放泵输送至污泥池，重力过滤区9的反洗根据设定的时间自动反洗，反洗历时约5分钟。
经一体化煤水处理高密度澄清器处理后出水水质指标见表2。
表2系统出水主要水质指标
Claims (8)
1.一体化煤水处理高密度澄清器，其特征在于，包括凝聚区(1)、絮凝区(3)、布水区(5)、沉淀区(6)、清水区(8)和重力过滤区(9)，絮凝区(3)设置于凝聚区(1)一侧，并且与凝聚区(1)底部连通，絮凝区(3)的一侧设置有布水区(5)，布水区(5)与沉淀区(6)相连通，沉淀区(6)上方设置有清水区(8)，清水区(8)一侧设置有重力过滤区(9)，并且清水区(8)与重力过滤区(9)连接。
2.根据权利要求1所述的一体化煤水处理高密度澄清器，其特征在于，沉淀区(6)上方设置有若干倾斜设置的斜板(7)。
3.根据权利要求2所述的一体化煤水处理高密度澄清器，其特征在于，斜板(7)的倾斜角度设置为60度。
4.根据权利要求2所述的一体化煤水处理高密度澄清器，其特征在于，斜板(7)长度为1m；相邻斜板之间的间距为50～80mm。
5.根据权利要求1所述的一体化煤水处理高密度澄清器，其特征在于，沉淀区(6)下部有设置V形浓缩区；清水区(8)顶部设置集水槽，清水经过溢流堰进入集水槽，集水槽通过布水管道与重力过滤区(9)连接；重力过滤区(9)管底部开孔。
6.根据权利要求5所述的一体化煤水处理高密度澄清器，其特征在于，凝聚区(1)内设置有凝聚区搅拌器(2)，絮凝区(3)内设置有絮凝区搅拌器(4)。
7.根据权利要求1所述的一体化煤水处理高密度澄清器，其特征在于，凝聚区(1)一侧设置有进水口。
8.根据权利要求1所述的一体化煤水处理高密度澄清器，其特征在于，重力过滤区(9)内设置有无烟煤层和石英砂过滤层。
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