CN110228876A - 一种含煤废水处理系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含煤废水处理系统，包括沉淀池、调节池、混合器、电絮凝箱、澄清池、过滤器、回用池；所述沉淀池、调节池、混合器、澄清池、过滤器、回用池依次相通连接，所述调节池与混合器之间设有第一泵，所述澄清池与过滤器之间设有第二泵；所述混合器连接电絮凝箱；所述电絮凝箱内设有电极板，所述电极板连接电源。还公开了采用含煤废水处理系统的煤水处理方法。本专利旨在开发一种新的两级反应沉淀煤水处理系统，改变了电絮凝处理的常规路线，创新性强，完全可行，成本低；可为煤水处理开辟一条新路。

Description

一种含煤废水处理系统及其方法

技术领域

本发明涉及含煤废水处理技术领域，具体为一种含煤废水处理系统及其方法。

背景技术

含煤废水主要特点是浊度高，固体物粒度细，固体颗粒表面多带负电荷，同性电荷间的斥力使这些微粒在水中保持分散状态，受重力和布朗运动的影响。由于煤泥水中固体颗粒界面之间的相互作用（如吸附、溶解、化合等），使洗煤废水的性质相当复杂，不仅具有悬浮液的性质，还具有胶体的性质。

由于上述原因，洗煤废水很难自然澄清，而且这类废水经沉淀后上清液仍是带有大量煤泥等悬浮物的黑色液体，其中甚至含有选煤加工过程中的各种添加剂和重金属等有害物质。大量的洗煤废水未达标排放，造成了水体污染、管道淤塞、煤泥流失，给环境造成巨大的压力。

目前，含煤废水主要采用混凝沉淀及电絮凝两种处理工艺：（1）对于过去大多采用添加药剂PAC，使水中颗粒脱稳后发生凝聚，再添加PAM，通过高分子助凝剂的作用，实现架桥凝聚，增强初始粒子的表面结合强度，从而增大结团体的内部结合力，使之致密化，同时捕聚一些离散状态的微小颗粒，而且结团体增大，使得悬浮物颗粒重力大，下沉快，提高了处理效率。虽然也取得较好的效果，但是由于PAC加药量过大且会给水中带去氯离子等盐分离子，使循环回用的洗煤水含盐量逐步增加，最终产生高盐废水，为工厂的运行管理增加了负担；（2）单纯的电絮凝处理工艺可有效地破坏分子的稳定性，使环状分子开环、大分子断链，从而大幅度改善废水的可生化性。尤其对高浓度或含有生物毒性物质的有机废水，可采用电絮凝作为一项预处理措施，这项措施对废水中难生物降解的污染物可有效地分解或去除。该工艺在重金属废水破络处理、含油废水破乳除油、印染废水脱色降COD、提高难降解有机废水的可生化性、细小悬浮颗粒的脱稳沉降等方面，具有一定的技术优势，但该工艺运行过程中对于水质波动的适应性相对较差，运行电流电压的设定直接影响到处理出水水质，且对电极极板的间距设定要求很高，同样为运行管理增加了负担。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种煤水处理系统，本发明采用煤水和电絮凝分开单独运行的模式。本处理方法的提出是在对传统加药絮凝处理工艺和电絮凝处理工艺进行分析研究的基础上，提出新的含煤废水处理工艺技术路线，并将实现工程示范应用，既可以节省占地面积、实现系统全自动运行，大大节省人力成本，同时系统不添加任何化学药剂。因此不会造成水质及沉淀物的二次污染。

为了达到以上目的，本发明提供如下技术方案：

一种含煤废水处理系统，包括沉淀池、调节池、混合器、电絮凝箱、澄清池、过滤器、回用池；所述沉淀池、调节池、混合器、澄清池、过滤器、回用池依次相通连接，所述调节池与混合器之间设有第一泵，所述澄清池与过滤器之间设有第二泵；所述混合器连接电絮凝箱；所述电絮凝箱内设有电极板，所述电极板连接电源。进行电解反应产生电絮凝体。设置单独的电化学系统进行极板的电解反应，生成电絮凝体，然后进入到混合器进行充分的絮凝反应，一方面可以通过极板电流电压的调整生成特定浓度的絮凝药剂，另一方面可避免电絮凝箱体内直接进行絮凝反应造成的系统堵塞，即是克服传统化学絮凝系统或电絮凝系统运行过程中存在的问题。

进一步的，所述混合器包括混合器壳体、进水管、出水管、曝气管、反清洗组件、排泥槽；所述混合器壳体的底部设有排泥槽，所述排泥槽上设有排泥阀，所述混合器壳体的一侧下部设有进水管，所述混合器壳体的另一侧上部设有出水管；所述进水管连接第一泵，所述进水管还连接电絮凝箱，所述反清洗组件包括清洗水箱、清洗进管、清洗出管，所述清洗进管连接出水管，所述清洗出管连接进水管，所述清洗进管、清洗出管上均设有截止阀；所述清洗进管、清洗出管均连接清洗水箱。混合器的底部设有冲洗排放管路及阀门。定期进行系统冲洗，也是可以避免絮凝反应物沉降后造成的系统堵塞。

进一步的，所述混合器连接药品投加箱，所述药品投加箱内设有化学絮凝剂，所述药品投加箱通过投药管道连接混合器，所述投药管道上设有阀门；所述投药管道连接进水管。系统根据各种进水水质情况，在混合器阶段设置可供选择的药品投加单元，在来水水质情况较差的情况下，电化学系统电解产水的药剂浓度不足以提供去除系统污染物质的絮凝剂，可启动药品投加装置，进行药品的补充投加，确保絮凝反应的充分发生，去除水体中的污染物质。

进一步的，所述过滤器包括过滤箱、过滤进水管、过滤出水管、过滤介质、过滤反清洗箱；所述过滤箱内由上至下设有溢出层、介质层，所述溢出层与介质层之间设有网格隔离板，所述过滤箱内设有中心管，所述中心管的下端开口，所述中心管的下端穿过网格隔离板位于介质层内，所述中心管的另一端穿过过滤箱的顶板且连接过滤反清洗箱；所述过滤箱的顶部设有过滤高位水箱，所述过滤高位水箱的顶部连接调节池，所述过滤高位水箱的底部连接过滤进水管的一端；所述过滤进水管的另一端连接过滤箱内的中心管；所述溢出层的箱体上设有溢出口，所述溢出口相通连接过滤出水管。废水进入到过滤高位水箱后，经过滤进水管进入到中心管，然后从中心管流下，进入到过滤介质中，过滤介质中过滤后，净水从隔离板进入到溢出层，再从溢出口进入到过滤出水管排出。同时中心管还连接反清洗箱，对介质层反清洗。

进一步的，所述过滤器为多介质过滤器，所述过滤器内设有无烟煤过滤介质、石英砂过滤介质的其中一种或两种。多介质过滤系统的过滤介质不受油脂的影响，而且介质中有一定数量的无烟煤可以吸附去除大部分的油类，降低出水含油量，且成本低。

进一步的，所述澄清池为竖流式沉淀池，所述竖流式沉淀池包括沉淀池箱、锥形沉淀泥槽、澄清进水管、澄清出水管、旋流管、中间水池；所述沉淀池箱内设有中间水池，所述中间水池的下方设有锥形沉淀泥槽，所述中间水池内设有旋流管，所述旋流管的上端位于中间水池的上方，所述旋流管的上端一侧连接澄清进水管，所述澄清进水管位于中间水池上方，所述旋流管的下端开口设置，所述中间水池的顶部设有溢流口，所述溢流口相通连接澄清出水管。

进一步的，在澄清池与过滤器之间设有中间水箱。中间水箱起到二次澄清、缓冲的作用。

本发明还公开了采用含煤废水处理系统的煤水处理方法，包括以下工艺步骤：

第一步，含煤废水经带液位控制的原水泵进入沉淀池，在沉淀池内沉淀；

第二步，沉淀处理后进入到调节池；

第三步，调节后经第一泵进入混合器，同时，混合器相通连接电絮凝箱，电絮凝箱内的电极板连接电源，所述电极板进行电解反应产生电絮凝体；所述电絮凝箱内的电解液进入到混合器内，所述混合器内的电絮凝体与废水混合絮凝；

第四步，絮凝处理后的废水进入到澄清池，澄清池静置澄清，上澄清液进入到中间水箱，下沉淀物排出；

第五步，中间水箱内进行二次澄清，二次澄清后再进入到过滤器过滤；所述过滤器内设有过滤介质，得到清水；

第六步，过滤后的清水送入到回用池，清水进行系统回用。

进一步的，调节池为均质池。

进一步的，所述过滤器内设有反冲洗装置、排渣装置。过滤器自动反冲洗、排渣后就可送入系统回用，整个过程除了根据需要适当调节PH值之外，不需添加化学药剂。

电化学絮凝处理系统（电絮凝箱）是一种通过在水中通入电流，从而打破水中悬浮、浮化或溶解状污染物的稳定状态的过程，通入水中的电流产生的电能将驱动物质之间的化学反应。当化学反应被驱动或被强制启动后，各种成分及化合物在电流的作用下将趋向寻找最稳定的状态。通常，这种趋向稳定状态的结果会形成一个固体状物质：这种固体状物质将以非胶体或非溶解状态存在，因而容易被下级分离技术去除。

离心沉淀系统（澄清池）采用水力学中的离心原理，水流沿切线方向进入反应器，作螺旋运动。在离心力的作用下，经电化学絮凝系统及离心沉淀单元处理后的无极性颗粒被附着在反应器壁上，在重力的作用下，分离出的颗粒会逆水而下，最后聚积在下方的容器里，通过系统控制自动阀门将淤泥排出。经离心分离后的水将从反应器的上端溢流出至中间水池。

本发明具有如下有益效果：

本专利旨在开发一种新的两级反应沉淀煤水处理系统，改变了电絮凝处理的常规路线，创新性强，完全可行，成本低；可为煤水处理开辟一条新路。

（1）开发两级反应过滤煤水处理系统，既是设置单独的电化学系统进行极板的电解反应，生成絮凝药剂，然后进入到混合器进行充分的絮凝反应，一方面可以通过极板电流电压的调整生成特定浓度的絮凝药剂，另一方面可避免电絮凝箱体内直接进行絮凝反应造成的系统堵塞，即是克服传统化学絮凝系统或电絮凝系统运行过程中存在的问题。

（2）在混合器底端设置冲洗排放管路及阀门，定期进行系统冲洗，也是可以避免絮凝反应物沉降后造成的系统堵塞；

（3）本次申请的反应系统根据各种进水水质情况，在混合器阶段设置可供选择的药品投加单元，在来水水质情况较差的情况下，电化学系统电解产水的药剂浓度不足以提供去除系统污染物质的絮凝剂，可启动药品投加装置，进行药品的补充投加，确保絮凝反应的充分发生，去除水体中的污染物质；

（4）将燃煤电厂高浊度含煤废水经过简单预沉淀后接入该装置，经电化学絮凝+沉淀+过滤后使出水的浊度达到10NTU以下，同时可替代原投加絮凝剂和助凝剂的老工艺，满足智能化无人值守、不引入阴离子不增加水的含盐量的效果，满足含煤废水的再利用。

（5）针对含煤废水来水的浊度变化范围广的特点，开发一种可根据来水浊度自动增加或减小电解电流的高频脉冲电源系统，实现节能和无人值守的目的。

附图说明

图1为含煤废水处理系统图。

图2为本发明的混合器结构示意图；

图3为本发明的混合器左视图；

图4为本发明的混合器右视图；

图5为本发明的竖流式沉淀池结构示意图；

图6为本发明的竖流式沉淀池俯视图；

图7为本发明的竖流式沉淀池的内部结构示意图；

图8为本发明的竖流式沉淀池的俯视图；

图9为本发明的过滤器结构示意图。

图中：混合器100、混合器壳体1、进水管2、出水管3、曝气管4、反清洗组件5、清洗水箱51、清洗进管52、清洗出管53、排泥槽6、电絮凝箱7、药品投加箱8、过滤器200、过滤箱9、过滤进水管10、过滤出水管11、过滤介质12、过滤反清洗箱13、溢出层901、介质层902、网格隔离板14、中心管15、澄清池300、沉淀池箱16、锥形沉淀泥槽17、澄清进水管18、澄清出水管19、旋流管20、中间水池21、过滤高位水箱22、抓直梯23、排泥阀门24。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1

如图1-图9所示的一种含煤废水处理系统，包括沉淀池、调节池、混合器、电絮凝箱、澄清池、过滤器、回用池；沉淀池、调节池、混合器、澄清池、过滤器、回用池依次相通连接，调节池与混合器之间设有第一泵，澄清池与过滤器之间设有第二泵；混合器连接电絮凝箱；电絮凝箱内设有电极板，电极板连接电源进行电解反应产生电絮凝体。设置单独的电化学系统进行极板的电解反应，生成电絮凝体，然后进入到混合器进行充分的絮凝反应，一方面可以通过极板电流电压的调整生成特定浓度的絮凝药剂，另一方面可避免电絮凝箱体内直接进行絮凝反应造成的系统堵塞，即是克服传统化学絮凝系统或电絮凝系统运行过程中存在的问题。

如图2-图4所示，在本实施例中，混合器包括混合器壳体1、进水管2、出水管3、曝气管4、反清洗组件5、排泥槽6；混合器壳体的底部设有排泥槽，排泥槽上设有排泥阀，混合器壳体的一侧下部设有进水管，混合器壳体的另一侧上部设有出水管；进水管连接第一泵，进水管还连接电絮凝箱7，反清洗组件包括清洗水箱51、清洗进管52、清洗出管53，清洗进管连接出水管，清洗出管连接进水管，清洗进管、清洗出管上均设有截止阀；清洗进管、清洗出管均连接清洗水箱；混合器壳体的底部设有曝气管。混合器的底部设有冲洗排放管路及阀门。定期进行系统冲洗，也是可以避免絮凝反应物沉降后造成的系统堵塞。废水从进水管进入，然后经过曝气管曝气过程中混合，混合后从顶部的出水管溢出。

在本实施例中，在澄清池与过滤器之间设有中间水箱。中间水箱起到二次澄清、缓冲的作用。

在本实施例中，混合器连接药品投加箱8，药品投加箱内设有化学絮凝剂，所述药品投加箱通过投药管道连接混合器，所述投药管道上设有阀门；所述投药管道连接进水管。系统根据各种进水水质情况，在混合器阶段设置可供选择的药品投加单元，在来水水质情况较差的情况下，电化学系统电解产水的药剂浓度不足以提供去除系统污染物质的絮凝剂，可启动药品投加装置，进行药品的补充投加，确保絮凝反应的充分发生，去除水体中的污染物质。

如图9所示，在本实施例中，过滤器200包括过滤箱9、过滤进水管10、过滤出水管11、过滤介质12、过滤反清洗箱13；过滤箱内由上至下设有溢出层901、介质层902，溢出层与介质层之间设有网格隔离板14，过滤箱内设有中心管15，中心管的下端开口，中心管的下端穿过网格隔离板位于介质层内，中心管的另一端穿过过滤箱的顶板且连接过滤反清洗箱；过滤箱的顶部设有过滤高位水箱22，过滤高位水箱的顶部连接调节池，过滤高位水箱的底部连接过滤进水管的一端；过滤进水管的另一端连接过滤箱内的中心管；溢出层的箱体上设有溢出口，溢出口相通连接过滤出水管。废水进入到过滤高位水箱后，经过滤进水管进入到中心管，然后从中心管流下，进入到过滤介质中，过滤介质中过滤后，净水从隔离板进入到溢出层，再从溢出口进入到过滤出水管排出。同时中心管还连接反清洗箱，对介质层反清洗。

如图5-图8所示，在本实施例中，澄清池300为竖流式沉淀池，竖流式沉淀池包括沉淀池箱16、锥形沉淀泥槽17、澄清进水管18、澄清出水管19、旋流管20、中间水池21；沉淀池箱内设有中间水池，中间水池的下方设有锥形沉淀泥槽，中间水池内设有旋流管，旋流管的上端位于中间水池的上方，旋流管的上端一侧连接澄清进水管，澄清进水管位于中间水池上方，旋流管的下端开口设置，中间水池的顶部设有溢流口，溢流口相通连接澄清出水管。在本实施例中，底部的锥形沉淀泥槽设有4个，每个泥槽的底部设有排泥阀门24。废水从进水管进入后，经过旋流管旋流，废水中的泥渣、颗粒在螺旋的旋流管内离心沉降、重力沉降，因此颗粒物进入到沉淀泥槽中，清水从中心水池的溢流口溢流，进入到出水管排出。在本实施例中，竖流式沉淀池一侧还设有抓直梯23。方便攀爬维修。旋流管为螺旋状，方便污水进入后进行离心运动。

在本实施例中，过滤器为多介质过滤器，过滤器内设有无烟煤过滤介质、石英砂过滤介质的其中一种或两种。多介质过滤系统的过滤介质不受油脂的影响，而且介质中有一定数量的无烟煤可以吸附去除大部分的油类，降低出水含油量，且成本低。

实施例2

采用实施例1的含煤废水处理系统处理含煤废水，处理方法包括以下工艺步骤：

第一步，含煤废水经带液位控制的原水泵进入沉淀池，在沉淀池内沉淀；

第二步，沉淀处理后进入到调节池。调节池为均质池，在均质池内均质调节；

第三步，调节后经第一泵进入混合器，同时，混合器相通连接电絮凝箱，电絮凝箱内的电极板连接电源，所述电极板进行电解反应产生电絮凝体；所述电絮凝箱内的电解液进入到混合器内，所述混合器内的电絮凝体与废水混合絮凝；

第四步，絮凝处理后的废水进入到澄清池，澄清池静置澄清，上澄清液进入到中间水箱，下沉淀物排出；

第五步，中间水箱内进行二次澄清，二次澄清后再进入到过滤器过滤；所述过滤器内设有过滤介质，得到清水；

第六步，过滤后的清水送入到回用池，清水进行系统回用。

在本实施例中，过滤器内设有反冲洗装置、排渣装置。过滤器自动反冲洗、排渣后就可送入系统回用，整个过程除了根据需要适当调节PH值之外，不需添加化学药剂。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种含煤废水处理系统，其特征在于：包括沉淀池、调节池、混合器、电絮凝箱、澄清池、过滤器、回用池；所述沉淀池、调节池、混合器、澄清池、过滤器、回用池依次相通连接，所述调节池与混合器之间设有第一泵，所述澄清池与过滤器之间设有第二泵；所述混合器连接电絮凝箱；所述电絮凝箱内设有电极板，所述电极板连接电源。

2.如权利要求1所述的一种含煤废水处理系统，其特征在于：所述混合器包括混合器壳体、进水管、出水管、曝气管、反清洗组件、排泥槽；所述混合器壳体的底部设有排泥槽，所述排泥槽上设有排泥阀，所述混合器壳体的一侧下部设有进水管，所述混合器壳体的另一侧上部设有出水管；所述进水管连接第一泵，所述进水管还连接电絮凝箱，所述反清洗组件包括清洗水箱、清洗进管、清洗出管，所述清洗进管连接出水管，所述清洗出管连接进水管，所述清洗进管、清洗出管上均设有截止阀；所述清洗进管、清洗出管均连接清洗水箱。

3.如权利要求2所述的一种含煤废水处理系统，其特征在于：所述混合器连接药品投加箱，所述药品投加箱内设有化学絮凝剂，所述药品投加箱通过投药管道连接混合器，所述投药管道上设有阀门；所述投药管道连接进水管。

4.如权利要求1所述的一种含煤废水处理系统，其特征在于：所述过滤器包括过滤箱、过滤进水管、过滤出水管、过滤介质、过滤反清洗箱；所述过滤箱内由上至下设有溢出层、介质层，所述溢出层与介质层之间设有网格隔离板，所述过滤箱内设有中心管，所述中心管的下端开口，所述中心管的下端穿过网格隔离板位于介质层内，所述中心管的另一端穿过过滤箱的顶板且连接过滤反清洗箱；所述过滤箱的顶部设有过滤高位水箱，所述过滤高位水箱的顶部连接调节池，所述过滤高位水箱的底部连接过滤进水管的一端；所述过滤进水管的另一端连接过滤箱内的中心管；所述溢出层的箱体上设有溢出口，所述溢出口相通连接过滤出水管。

5.如权利要求4所述的一种含煤废水处理系统，其特征在于：所述过滤器为多介质过滤器，所述过滤器内设有无烟煤过滤介质、石英砂过滤介质的其中一种或两种。

6.如权利要求1所述的一种含煤废水处理系统，其特征在于：所述澄清池为竖流式沉淀池，所述竖流式沉淀池包括沉淀池箱、锥形沉淀泥槽、澄清进水管、澄清出水管、旋流管、中间水池；所述沉淀池箱内设有中间水池，所述中间水池的下方设有锥形沉淀泥槽，所述中间水池内设有旋流管，所述旋流管的上端位于中间水池的上方，所述旋流管的上端一侧连接澄清进水管，所述澄清进水管位于中间水池上方，所述旋流管的下端开口设置，所述中间水池的顶部设有溢流口，所述溢流口相通连接澄清出水管。

7.如权利要求1所述的一种含煤废水处理系统，其特征在于：在澄清池与过滤器之间设有中间水箱。

8.一种采用含煤废水处理系统的煤水处理方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：

第一步，含煤废水经带液位控制的原水泵进入沉淀池，在沉淀池内沉淀；

第二步，沉淀处理后进入到调节池；

第三步，调节后经第一泵进入混合器，同时，混合器相通连接电絮凝箱，电絮凝箱内的电极板连接电源，所述电极板进行电解反应产生电絮凝体；所述电絮凝箱内的电解液进入到混合器内，所述混合器内的电絮凝体与废水混合絮凝；

第四步，絮凝处理后的废水进入到澄清池，澄清池静置澄清，上澄清液进入到中间水箱，下沉淀物排出；

第五步，中间水箱内进行二次澄清，二次澄清后再进入到过滤器过滤；所述过滤器内设有过滤介质，得到清水；

第六步，过滤后的清水送入到回用池，清水进行系统回用。

9.如权利要求8所述的采用含煤废水处理系统的煤水处理方法，其特征在于：所述过滤器内设有反冲洗装置、排渣装置。

10.如权利要求8所述的采用含煤废水处理系统的煤水处理方法，其特征在于：调节池为均质池。