CN112645461A - 一种黑水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种黑水处理系统，包括旋流渗透器、分离器、淤浆冷却罐以及离心机；所述旋流渗透器设置有出水口、出浆口以及进口；旋流渗透器的出浆口与分离器的进浆口连通；分离器的出液口与淤浆冷却罐的进液口连通；淤浆冷却罐的排浆口与离心机的入浆口连通；淤浆冷却罐还设置有用于接收冷却用水的进水口；离心机还设置有用于排出废渣的排渣口以及用于排出清水的放水口。本发明通过采用旋流渗透器、分离器、淤浆冷却罐、以及离心机，能够对高参数黑水进行固液分离，获得浓浆和清水，并对高参数浓浆进行再分离获得淤浆清水，分离后的清水能够满足清水回用要求，淤浆则通过采用离心机来直接处理，获得灰渣，提高了黑水的处理效率。

Description

一种黑水处理系统

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种黑水处理系统。

背景技术

目前国内外煤化工渣水单元大多采用多级闪蒸工艺或采用渣水间接换热冷却工艺来对黑水进行处理。

多级闪蒸工艺采用高压闪蒸罐、低压闪蒸罐和真空闪蒸罐三级闪蒸，利用闪蒸系统实现：降温降压、热量回收以及液固分离。虽然，闪蒸工艺能够很好的实现降温，但是，其冲刷磨损和夹带灰渣严重，不够环保，降低了设备的使用寿命，且占地面积大，投资成本较高。

渣水间接换热冷却工艺流程短，设备少，投资少、能耗低，但国内外很少采用换热器间接冷却技术，主要原因是换热器的结垢和堵塞问题。渣水冷却过程中，其携带的灰渣、产生的污垢和析出的盐分会使换热器的管箱和换热管结垢，导致换热管热阻增加，降低换热效率，严重时会造成换热器堵塞，使换热器失效，最终导致系统停车，降低了工作效率。同时结垢还会使盐分积聚导致换热管发生腐蚀。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种黑水处理系统，用于解决现有技术中无法对黑水进行高效处理的问题。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例采用了如下技术方案：一种黑水处理系统，包括：旋流渗透器、分离器、淤浆冷却罐以及离心机；

所述旋流渗透器设置有出水口、出浆口以及进口；所述旋流渗透器的出浆口与所述分离器的进浆口连通；所述分离器的出液口与所述淤浆冷却罐的进液口连通；所述淤浆冷却罐的排浆口与所述离心机的入浆口连通；所述淤浆冷却罐还设置有用于接收冷却用水的进水口；所述离心机还设置有用于排出废渣的排渣口以及用于排出清水的放水口。

可选的，所述系统还包括混合罐，所述混合罐设置有用于排出混合液的排液口、用于接收黑水的第一进水口以及用于接收灰水的第二进水口，所述排液口与所述旋流渗透器的进口连通。

可选的，所述淤浆冷却罐的排浆口与所述离心机的入浆口之间串联有减压装置。

可选的，所述旋流渗透器还设置有出水口，所述出水口通过输送管与输送泵的进水口连通；所述输送泵用于将经过所述旋流渗透器处理后的清水输送至清水回收装置。

可选的，所述分离器还设置有排水口；分离器的排水口通过输送管与所述输送泵的进水口连通。

可选的，所述分离器为高压立式分离器。

可选的，所述离心机为卧式螺旋离心机。

可选的，所述混合罐排液口与所述旋流渗透器的进口通过第一输送管连通，所述第一输送管上设置有第一流量调节阀。

可选的，所述旋流渗透器的出浆口与所述分离器的进浆口通过第二输送管连通，所述第二输送管上设置有第二流量调节阀。

可选的，所述分离器的出液口与所述淤浆冷却罐的进液口通过第三输送管连通，所述第三输送管上设置有第三流量调节阀。

本发明实施例的有益效果在于：通过采用旋流渗透器、分离器、淤浆冷却罐、以及离心机，能够对高参数黑水进行固液分离，获得浓浆和清水，并对高参数浓浆进行再分离获得淤浆清水，分离后的清水能够满足清水回用要求，淤浆则通过采用离心机来直接处理，获得灰渣，提高灰渣固体含率，降低灰渣含水率，由此提高了黑水的处理效率。

附图说明

图1为本发明实施例的黑水处理系统的结构框图；

图2为本发明实施例的黑水处理系统的结构框图。

具体实施方式

此处参考附图描述本申请的各种方案以及特征。

应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本申请的范围和精神内的其他修改。

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且与上面给出的对本申请的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本申请的原理。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。

还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。

当结合附图时，鉴于以下详细说明，本申请的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本申请的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本申请的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本申请模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本申请。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本申请的相同或不同实施例中的一个或多个。

本发明实施例提供一种黑水处理系统，如图1所示，包括：旋流渗透器1、分离器2、淤浆冷却罐3以及离心机4；

所述旋流渗透器1设置有出水口11、出浆口12以及进口13；所述旋流渗透器的出浆口12与所述分离器2的进浆口21连通；所述分离器2的出液口22与所述淤浆冷却罐3的进液口31连通；所述淤浆冷却罐的排浆口32与所述离心机4的入浆口41连通；所述淤浆冷却罐3还设置有用于接收冷却用水的进水口33；所述离心机4还设置有用于排出废渣的排渣口42以及用于排出清水的放水口43。

本发明实施例中，通过采用旋流渗透器、分离器、淤浆冷却罐、以及离心机，能够对高参数黑水进行固液分离，获得浓浆和清水，并对高参数浓浆进行再分离获得淤浆清水，分离后的清水能够满足清水回用要求，淤浆则通过采用离心机来直接处理，获得灰渣，提高灰渣固体含率，降低灰渣含水率，由此提高了黑水的处理效率。

本发明另一实施例提供一种黑水处理系统，如图2所示，包括旋流渗透器1、分离器2、淤浆冷却罐3、离心机4以及混合罐5；

混合罐设置5设置有用于排出混合液的排液口53、用于接收黑水的第一进51水口以及用于接收灰水的第二进水口52。排液口53与旋流渗透器相连。混合罐的主要作用是使黑水和灰水均匀混合，并且具有一定的缓冲调节能力，为旋流渗透器提供组成稳定，流速均匀的混合水。

旋流渗透器1的中下部设置有出水口11，其底部设置有出浆口12，其上部设置有进口13。旋流渗透器的进口13与混合罐5的排液口53通过第一输送管连通。旋流渗透器2的出浆口12与所述分离器2连通。旋流渗透器1的出水口11通过输送管与输送泵6的进水口连通；所述输送泵用于将经过所述旋流渗透器处理后的清水输送至清水回收装置。

本实施例中旋流渗透器是一台高效的自清洁式高温高压固液分离设备，其主要作用是，对混合罐排出的混合水进行分离，降低后续设备负荷，同时分离出达标高温高压清水并回用至清水回收装置。旋流渗透器可以将混合水分为清水和浓浆。其中清水为渗透膜后清液，达到了回用指标，可直接回用；浓浆则为含固率15％左右的浆液，需要进入分离器进一步分离。旋流渗透器的工作原理为：混合水切向进入容器，并在容器壁面形成高速旋转的向下流场，在渗透段，高速旋转的混合水通过渗透膜，在膜后形成清水，由于离心力的作用，混合水中的固体微粒撞到壁面而失去动能，并沿壁面沉降到容器底部，并最终从底部出浆口排出，形成浓浆。壁面高速旋转的流体一方面由于离心力作用加大了膜通量，使膜后清水量大大增加，减少了后续设备的负荷，另一方面可以对渗透膜进行自清洁，避免渗透膜在线反冲洗的问题。该设备不含有运动部件，结构简单，非常适合进行高温高压固液分离。

本实施例中输送泵是一台大流量低扬程循环泵，其主要作用是为清水循环系统提供循环动力，将达标回用清水增压打回清水回收装置。输送泵有一个出口和一个进口，分别为高压清水进口和洗涤塔洗涤水出口。汇合后的旋流渗透器清水和高压立式分离器清水通过高压清水进口进入输送泵，并在输送泵中提升压力，达到系统压力的回用清水通过洗涤塔洗涤口进入到清水回收装置。

分离器2设置有出液口22、进浆口21以及排水口23。分离器2的进浆口21与旋流渗透器1的出浆口12通过第二输送管连通。排水口23通过输送管与所述输送泵6的进水口连通。出液口22淤浆冷却罐3连通。较佳的本实施例中的分离器可以为高压立式分离器。

本实施例中，高压立式分离器是一台高温高压固液离心分离设备，其主要作用是，将旋流渗透器排出的浓浆进行固液分离，形成达到回用指标的高压立式分离器清水及浓缩后含固50％左右的高压立式分离器淤浆。高压立式分离器的工作原理是：旋流渗透器浓浆由高压立式分离器下部进浆口进入设备内，随着设备高速旋转而旋转，在离心力的作用下，设备内形成了环形液池,重相固体粒子离心沉降到设备内表面上而形成沉渣，沉渣被设备内的螺旋叶片推送到下部干燥区，进一步将水分挤干后通过下部出液口排出设备外，形成高压立式分离器淤浆，而清水则通过上部排水口排出，形成达到回用指标的高压立式分离器清水。通过调整排液口的挡板可控制设备内持液深度，从而使得清水达到回用指标。

淤浆冷却罐3设置进液口31、排浆口32和有用于接收冷却用水的进水口33。淤浆冷却罐3的进液口31通过第三输送管与分离器2的出液口22连通。淤浆冷却罐3的排浆口32与所述离心机4连通。

本实施例中，淤浆冷却罐的作用是接收高压立式分离器产生的淤浆，并利用冷的新鲜水将淤浆降温，同时其也是一个缓冲设备，为离心机提供组成稳定，流速均匀的浆液。

离心机4设置有入浆口41、用于排出废渣的排渣口42以及用于排出清水的放水口43。离心机4的入浆口41与淤浆冷却罐3的排浆口32通过输送管连通。

本实施例中，在离心机4的入浆口41与淤浆冷却罐3的排浆口32之间还可以串联减压装置7。减压装置7具有进口和出口，减压装置的进口与淤浆冷却罐的排浆口通过管道连通，减压装置的出口与离心机的入浆口通过管道连通。在具体实施例过程中，减压装置可以根据规模和经济效益选择液力透平或采用减压阀。其主要作用是，对淤浆进行减压，以方便后续工段处理。

本实施例中离心机可以为卧式螺旋离心机。卧式螺旋离心机是一台常压固液离心分离设备，其主要作用是，将常压混合淤浆进行固液分离，形成循环清水及浓缩后含固50％左右的灰渣。卧式螺旋离心机的工作原理是：常压低温混合淤浆由卧式螺旋离心机后部进口进入设备内，随着设备高速旋转而旋转，在离心力的作用下，设备内形成了环形液池，重相固体粒子离心沉降到设备内表面上而形成沉渣，沉渣被设备内的螺旋叶片推送到后部干燥区，进一步将水分挤干后通过后部出口排出设备外，形成灰渣，而清水则通过前部出口排出，形成循环清水。

具体的，本实施例中第一输送管连通，所述第一输送管上设置有第一流量调节阀8。

第二输送管上设置有第二流量调节阀9。

第三输送管连通，所述第三输送管上设置有第三流量调节阀10。

本发明实施例废水处理系统在实际使用时，其工作过程如下：来自气化炉激冷室的流量为154.8t/h，固体含量为3.65t/h的黑水与合成气洗涤塔底部流量为18.27t/h，固体含量为1.76t/h的灰水分别进入混合罐中。混合后的混合水通过旋流渗透器进行分离，分离后流量为30.1t/h，固体含量为5.401t/h的旋流渗透器浓浆排入高压立式分离器中继续分离；流量为143t/h的旋流渗透器清水进入输送泵输送至清水回收装置。经过高压立式分离器分离后，流量为10t/h，固体含量为5.401t/h的高压立式分离器淤浆排入淤浆冷却罐中进行冷却；流量为20.1t/h的高压立式分离器清水进入输送泵回用至系统。在淤浆冷却罐中，来自系统的常温水对进入冷却罐的淤浆进行冷却，使得淤浆温度降至80℃，并通过减压装置将淤浆压力降低至常压并进入卧式螺旋离心机。通过卧式螺旋离心机分离，流量为10t/h，固体含量为5.401t/h的灰渣排出系统；流量为20t/h的循环清水回收至清水回收装置。经过本系统的处理，总计有163t/h的高温高压清水得到回用，大大减少了能量和热量消耗。

本实施例中的黑水处理系统具有如下有益效果：

1、本发明黑水处理系统在高温高压下运行，能够节省70％的热量消耗和4MPa的循环动力消耗。

2、旋流渗透器与高压立式分离器的组合使用。利用结构简单的旋流渗透器进行高参数黑水初步分离，分离后达标高温高压清水直接回用，剩余约20％的浓浆进入高压立式分离器进行后续分离，降低了高压立式分离器的负荷，同时浓缩后的浆液也能达到最优的立式高压分离器入口条件。

3、旋流渗透器对高参数黑水的固液分离。在旋流渗透器中通过离心力增大膜通量，提高了清水分离效率，膜后滤液含固率极低，能很好的完成高温高压黑水的过滤，其渗透膜可以自清洁，节省了设备维护费用。

4、高压立式分离器对高参数浓浆的分离。在高压立式分离器中通过离心力作用，加大固体颗粒的沉降分离速率，清液中含固率较低，可以满足清水回用要求。

5、淤浆直接冷却，替代闪蒸系统，减少了设备数量。

6、采用液力透平技术回收淤浆动力能。

7、卧式螺旋离心机直接处理常温常压淤浆，提高灰渣固体含率，降低灰渣含水率，达到灰渣达标运输标准。

8、整个系统流程较短，单体设备结构简单，可操作性强，直接减小系统占地面积和设备投资。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种黑水处理系统，其特征在于，包括：旋流渗透器、分离器、淤浆冷却罐以及离心机；

所述旋流渗透器设置有出水口、出浆口以及进口；所述旋流渗透器的出浆口与所述分离器的进浆口连通；所述分离器的出液口与所述淤浆冷却罐的进液口连通；所述淤浆冷却罐的排浆口与所述离心机的入浆口连通；所述淤浆冷却罐还设置有用于接收冷却用水的进水口；所述离心机还设置有用于排出废渣的排渣口以及用于排出清水的放水口。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括混合罐，所述混合罐设置有用于排出混合液的排液口、用于接收黑水的第一进水口以及用于接收灰水的第二进水口，所述排液口与所述旋流渗透器的进口连通。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述淤浆冷却罐的排浆口与所述离心机的入浆口之间串联有减压装置。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述旋流渗透器还设置有出水口，所述出水口通过输送管与输送泵的进水口连通；所述输送泵用于将经过所述旋流渗透器处理后的清水输送至清水回收装置。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述分离器还设置有排水口；分离器的排水口通过输送管与所述输送泵的进水口连通。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分离器为高压立式分离器。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述离心机为卧式螺旋离心机。

8.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述混合罐排液口与所述旋流渗透器的进口通过第一输送管连通，所述第一输送管上设置有第一流量调节阀。

9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述旋流渗透器的出浆口与所述分离器的进浆口通过第二输送管连通，所述第二输送管上设置有第二流量调节阀。

10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分离器的出液口与所述淤浆冷却罐的进液口通过第三输送管连通，所述第三输送管上设置有第三流量调节阀。

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