CN114394691B

CN114394691B - 一种无药剂高效洁净处理洗煤水的装置

Info

Publication number: CN114394691B
Application number: CN202210308423.4A
Authority: CN
Inventors: 任瑞鹏; 任晶; 吕永康
Original assignee: Taiyuan University of Technology
Current assignee: Taiyuan University of Technology
Priority date: 2022-03-28
Filing date: 2022-03-28
Publication date: 2022-06-21
Anticipated expiration: 2042-03-28
Also published as: CN114394691A

Abstract

本发明涉及一种无药剂高效洁净处理洗煤水的装置，包括预处理池、澄清池、粗滤器、超滤器、沉淀池以及煤泥脱水机；所述预处理池的中部设置有挡板，预处理池的池壁上方设置有洗煤水入口管，洗煤水入口管上沿竖直方向连通设置有曝气入口管；预处理池的池壁顶部设置有漂浮物溢出管；预处理池内设置有斜管沉淀槽。本发明的主要特点是采用全新的水处理理念，认真分析洗煤水的特点之后，提出无药剂高效洁净处理工艺，水处理速度是传统工艺的几十倍，占地面积不足传统工艺的50%，特别适合洗煤水和矿井水的净化处理设备。采用本发明所述装置处理洗煤水不需要添加任何药剂，必然帮助企业降低运营成本，帮助企业达到环保要求，真正实现零污水排放。

Description

一种无药剂高效洁净处理洗煤水的装置

技术领域

本发明涉及洗煤水分离净化设备领域，具体是一种无药剂高效洁净处理洗煤水的装置。

背景技术

煤炭是我国重要的基础能源，在经济社会发展中具有重要战略地位。然而，煤炭清洁高效利用过程中不可避免的造成大量水污染，如煤炭洗选过程产生的洗煤水，因此发明一种高效稳定的洗煤水处理设备势在必行。洗煤水中主要含有粒径在20-50μm的悬浮物，废水主要成分为微煤粉、砂、粘土、页粉岩等，洗煤水特别稳定，静置几个月也不会自然沉降，因此处理非常困难，现有技术中，对洗煤水的处理方式多采用絮凝沉淀法，但是该方法存在以下缺点：（1）通过添加药剂处理洗煤水，由于水中药剂含量一定大于水中颗粒物的量，所以经过几次循环之后，水会发白，难以继续使用，即无法实现真正的闭合循环，很难达到环保要求。（2）该方法处理的水中必然含有一定量的药剂，该药剂在继续洗煤过程中，不可避免的要吸附煤粉，即洗煤过程中煤损耗增加，导致企业损失一定的收益。（3）该方法处理产生的煤泥必然含有大量的聚丙烯酰胺，伴随煤泥的燃烧，必然导致大量氮氧化物排入大气，造成环境污染严重。（4）现有药剂成本很高，造成企业运营成本过高，负担沉重。但目前没有发现无药剂处理洗煤水的小型化、节能化、实用型设备。

发明内容

本发明为了解决采用絮凝沉淀法处理洗煤水的方式存在的环保以及成本问题，提供了一种无药剂高效洁净处理洗煤水的装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种无药剂高效洁净处理洗煤水的装置，包括预处理池、澄清池、粗滤器、超滤器、沉淀池以及煤泥脱水机；

所述预处理池的中部沿竖直方向设置有挡板，所述挡板的边侧与预处理池的池壁密封配合，挡板的底边与预处理池的底部之间具有间距，所述预处理池的底部具有初沉物出口；

位于挡板一侧的预处理池的池壁上方沿水平方向连通设置有洗煤水入口管，位于预处理池的池壁外的洗煤水入口管上沿竖直方向连通设置有曝气入口管；与洗煤水入口管同侧的预处理池的池壁顶部连通设置有漂浮物溢出口管；所述挡板另外一侧的预处理池内设置有斜管沉淀槽，位于斜管沉淀槽顶部的预处理池的池壁上连通设置有预处理上清液出口管，所述挡板的顶边高于漂浮物溢出口管和预处理上清液出口管，所述预处理上清液出口管与澄清池上部相连通；

所述澄清池底部具有沉淀排出口，所述澄清池的下部通过管路与粗滤器的粗滤入口相连通，所述粗滤器底部具有粗滤渣出口，所述粗滤器的粗滤出水口与超滤器的超滤入口相连通，所述超滤器的底部具有超滤渣出口，所述初沉物出口、沉淀排出口、粗滤渣出口以及超滤渣出口共同连接至沉淀池的沉淀入口，沉淀池的沉淀物出口连接至煤泥脱水机的脱水机入口上，煤泥脱水机的脱除水出口连接至洗煤水入口管上。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述粗滤器内沿环向设置有第一滤网，第一滤网内转动设置有第一导流刷，所述第一导流刷的刷毛与第一滤网内壁无缝贴合。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述超滤器内沿环向设置有第二滤网，第二滤网内转动设置有第二导流刷，所述第二导流刷的刷毛与第二滤网内壁无缝贴合。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述沉淀池的上部具有沉清水溢出管，所述沉清水溢出管与预处理上清液出口管和澄清池的澄清池入口管之间的管路相连通。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述曝气入口管的进气端设置有纳米曝气系统。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述漂浮物溢出口管连接至煤泥脱水机的脱水机入口处。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述澄清池的上方设置有第一水位传感器，所述第一水位传感器与洗煤水入口管上的阀门联动控制。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述澄清池的下方设置有第二水位传感器，所述澄清池与粗滤器之间的管路上设置有第三循环泵，所述第二水位传感器与第三循环泵之间联动控制。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述预处理池呈圆锥状。

本发明所述无药剂高效洁净处理洗煤水的装置，与现有技术相比，具有如下有益效果：

1）本发明的主要特点是采用全新的水处理理念，认真分析洗煤水的特点之后，提出无药剂高效洁净处理工艺，水处理速度是传统工艺的几十倍，占地面积不足传统工艺的50%，特别适合洗煤水和矿井水的净化处理设备。

2）采用本发明所述装置处理洗煤水不需要添加任何药剂，必然帮助企业降低运营成本。而且处理过的水不含有任何造成煤损的杂质，可以实现真正的闭合循环，帮助企业达到环保要求，真正实现零污水排放。

3）采用本发明所述装置处理产生的煤泥不含有聚丙烯酰胺，所以燃烧过程不会造成氮氧化物大量排入大气，而且热值较高，可以用于燃煤电厂，为企业增加收益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述一种无药剂高效洁净处理洗煤水的装置的结构示意图。

图中：1-气力输送泵，2-第一循环泵，3-煤泥脱水机，4-沉淀池，5-第二导流刷，6-第二滤网，7-超滤器，8-第二循环泵，9-粗滤器，10-第一滤网，11-第一导流刷，12-第三循环泵，13-澄清池，14-斜管沉淀槽，15-预处理池，16-纳米曝气系统；

A-洗煤水入口管，B-曝气入口管，C-漂浮物溢出口管，D-初沉物出口，E-预处理上清液出口管，F-澄清池入口管，G-澄清水出口，H-沉淀排出口，I-粗滤入口，J-粗滤渣出口，K-粗滤出水口，L-超滤入口，N-超滤渣出口，O-超滤出水口，P-沉淀入口，Q-沉清水溢出管，R-沉淀物出口，S-脱水机入口，T-干煤泥排出口，U-脱除水出口。

具体实施方式

下面对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语 “第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明提供了一种无药剂高效洁净处理洗煤水的装置的具体实施例，包括预处理池15、澄清池13、粗滤器9、超滤器7、沉淀池4以及煤泥脱水机3；

所述预处理池15的中部沿竖直方向设置有挡板151，所述挡板151的边侧与预处理池15的池壁密封配合，挡板151的底边与预处理池15的底部之间具有间距，所述预处理池15的底部具有初沉物出口D；

位于挡板151一侧的预处理池15的池壁上方沿水平方向连通设置有洗煤水入口管A，位于预处理池15的池壁外的洗煤水入口管A上沿竖直方向连通设置有曝气入口管B；与洗煤水入口管A同侧的预处理池15的池壁顶部连通设置有漂浮物溢出口管C；所述挡板151另外一侧的预处理池15内设置有斜管沉淀槽14，位于斜管沉淀槽14顶部的预处理池15的池壁上连通设置有预处理上清液出口管E，所述挡板151的顶边高于漂浮物溢出口管C和预处理上清液出口管E，所述预处理上清液出口管E与澄清池13上部相连通；

所述澄清池13底部具有沉淀排出口H，所述澄清池13的下部通过管路与粗滤器9的粗滤入口I相连通，所述粗滤器9底部具有粗滤渣出口J，所述粗滤器9的粗滤出水口K与超滤器7的超滤入口L相连通，所述超滤器7的底部具有超滤渣出口N，所述初沉物出口D、沉淀排出口H、粗滤渣出口J以及超滤渣出口N共同连接至沉淀池4的沉淀入口P，沉淀池4的沉淀物出口R连接至煤泥脱水机3的脱水机入口S上，煤泥脱水机3的脱除水出口U连接至洗煤水入口管A上。

如图1所示，所述曝气入口管B的进气端设置有纳米曝气系统16。本实施例所采用的纳米曝气系统16为本领域公知设备，其可购自厂家：南方泵业，型号：40QY溶气泵。

本实施例所针对的洗煤水来自太原选煤厂。其相关化学成分分析见表1。本实施例为了验证所述装置的使用推广性，实验室内自制了小规模的装置。

表1 洗煤水的主要成分和含量

具体步骤为：来自太原选煤厂的洗煤水以13L/min的速度从洗煤水入口管A进入预处理池15内，该预处理池15的容积2000L；在洗煤水进入洗煤水入口管A的同时由曝气入口管B通入气体，在气压作用下，洗煤水与气体在垂直方向上发生强烈的碰撞，使得进入预处理池15的挡板151一侧的预处理池15内洗煤水内充分分布有纳米气泡，纳米气泡向上移动的过程中，由于纳米气泡表面粘附悬浮物，当悬浮物悬浮至漂浮物溢出口管C位置时，通过漂浮物溢出口管C排出预处理池15。被排出悬浮物的处理水通过挡板151的底边由下向上进入斜管沉淀槽14内，通过斜管沉淀槽14的沉降作用，初沉物通过初沉物出口D被排出预处理池15。具体经过预处理池15处理之后的洗煤水的相关成分分析具体参见表2。

表2 预处理池处理之后处理水的主要成分和含量

经预处理池15处理之后的洗煤水通过预处理上清液出口E以及澄清池入口管F进入澄清池13内，经澄清处理之后的澄清水经过澄清水出口G以及第三循环泵12通过粗滤入口I进入粗滤器9内，经过粗滤器9粗滤之后的粗滤水经过粗滤出水口K、第二循环泵8以及超滤入口L进入超滤器7内，经过超滤器7超滤之后的超滤水由超滤出水口O排出装置。具体经过超滤器7超滤处理之后的超滤水的相关成分分析参见表3。

表3 超滤器处理之后超滤水的主要成分和含量

为了进一步实现废水的零排放，由初沉物出口D排出的初沉物、沉淀排出口H排出的沉淀、粗滤渣出口J排出的粗滤渣、超滤渣出口N排出的超滤渣共同经过气力输送泵1被输送至沉淀池4。在本实施例中，所述第三循环泵12用于促进澄清水出口G内的澄清水被尽快输送至粗滤器9内；所述第二循环泵8用于促进粗滤出水口K内的粗滤水被尽快输送至超滤器7内。

具体的，所述沉淀池4的上部具有沉清水溢出管Q，所述沉清水溢出管Q与预处理上清液出口管E和澄清池13的澄清池入口管F之间的管路相连通。所有含水的沉淀物或滤渣通过沉淀入口P被输送至沉淀池4后，通过沉降作用，沉淀池4上部的沉清水通过沉清水溢出管Q输送至澄清池入口管F，经过澄清池13被进一步澄清；沉淀池4底部的沉淀物进一步通过沉淀物出口R输送至煤泥脱水机3的脱水机入口S，经过煤泥脱水机3的旋转脱水处理，脱除水分的煤泥被回收利用，脱除的水分通过脱除水出口U回流至洗煤水入口管A。

为了完全实现废水的零排放，在本实施例中，所述漂浮物溢出口管C连接至煤泥脱水机3的脱水机入口S处。洗煤水中的漂浮物可通过煤泥脱水机3脱除水分回收利用，而脱除的水分同样通过脱除水出口U回流至洗煤水入口管A。

为了延长粗滤器9的检修周期，所述粗滤器9内沿环向设置有第一滤网10，第一滤网10内转动设置有第一导流刷11，所述第一导流刷11的刷毛与第一滤网10内壁无缝贴合。在本实施例中，粗滤入口I与第一滤网10中部相连通，粗滤出水口K与第一滤网10外围空腔相连通，当第一滤网10的孔隙被粗滤渣堵塞时，转动第一导流刷11，第一导流刷11将附着于第一滤网10上的粗滤渣刮取下来，刮取下来的粗滤渣通过粗滤渣出口J排出粗滤器9。在本实施例中，第一导流刷11沿上下方向设置有轴部，轴部上配套设置有电机。

同理所述，为了延长超滤器7的检修周期，所述超滤器7内沿环向设置有第二滤网6，第二滤网6内转动设置有第二导流刷5，所述第二导流刷5的刷毛与第二滤网6内壁无缝贴合。在本实施例中，超滤入口L与第二滤网6中部相连通，超滤出水口O与第二滤网6外围空腔相连通，当第二滤网6的孔隙被粗滤渣堵塞时，转动第二导流刷5，第二导流刷5将附着于第二滤网6上的超滤渣刮取下来，刮取下来的粗滤渣通过超滤渣出口N排出超滤器7。在本实施例中，第二导流刷5沿上下方向设置有轴部，轴部上配套设置有电机。

为了便于根据澄清池13内的水位情况控制洗煤水的流量，所述澄清池13的上方设置有第一水位传感器，所述第一水位传感器与洗煤水入口管A上的阀门联动控制。第一水位传感器将水位信号传输至控制器，控制器判定水位状况，当澄清池13内的水位过高时，转动洗煤水入口管A上的阀门，降低洗煤水入口管A内的流量；反之，当澄清池13内的水位过低时，反向转动洗煤水入口管A上的阀门，提升洗煤水入口管A内的流量。

为了便于根据澄清池13内的水位情况控制进入粗滤器9内的澄清水量，所述澄清池13的下方设置有第二水位传感器，所述澄清池13与粗滤器9之间的管路上设置有第三循环泵12，所述第二水位传感器与第三循环泵12之间联动控制。第二水位传感器将水位信号传输至控制器，控制器判定水位状况，当澄清池13内的水位过高时，增大第三循环泵12的转速，提升第三循环泵12内的水流量；反之，当澄清池13内的水位过低时，减小第三循环泵12的转速，降低第三循环泵12内的水流量。

如图1所示，为了便于初沉物集中沉降于初沉物出口D处，所述预处理池15呈圆锥状。

在本实施例中，所述洗煤水入口管A和曝气入口管B的交汇处之所以设置于预处理池15外，原因在于：尽可能让纳米气泡与洗煤水充分接触，吸附水中轻质的悬浮物，随着纳米气泡的上浮将轻质悬浮物带到水面，其他较重的悬浮物下沉至预处理池底部。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种无药剂高效洁净处理洗煤水的装置，其特征在于，包括预处理池（15）、澄清池（13）、粗滤器（9）、超滤器（7）、沉淀池（4）以及煤泥脱水机（3）；

所述预处理池（15）的中部沿竖直方向设置有挡板（151），所述挡板（151）的边侧与预处理池（15）的池壁密封配合，挡板（151）的底边与预处理池（15）的底部之间具有间距，所述预处理池（15）的底部具有初沉物出口（D）；

位于挡板（151）一侧的预处理池（15）的池壁上方沿水平方向连通设置有洗煤水入口管（A），位于预处理池（15）的池壁外的洗煤水入口管（A）上沿竖直方向连通设置有曝气入口管（B）；与洗煤水入口管（A）同侧的预处理池（15）的池壁顶部连通设置有漂浮物溢出口管（C）；所述挡板（151）另外一侧的预处理池（15）内设置有斜管沉淀槽（14），位于斜管沉淀槽（14）顶部的预处理池（15）的池壁上连通设置有预处理上清液出口管（E），所述挡板（151）的顶边高于漂浮物溢出口管（C）和预处理上清液出口管（E），所述预处理上清液出口管（E）与澄清池（13）上部相连通；所述曝气入口管（B）的进气端设置有纳米曝气系统（16），所述洗煤水入口管（A）与曝气入口管（B）的交汇处设置于预处理池（15）外；

所述澄清池（13）底部具有沉淀排出口（H），所述澄清池（13）的下部通过管路与粗滤器（9）的粗滤入口（I）相连通，所述粗滤器（9）底部具有粗滤渣出口（J），所述粗滤器（9）的粗滤出水口（K）与超滤器（7）的超滤入口（L）相连通，所述超滤器（7）的底部具有超滤渣出口（N），所述初沉物出口（D）、沉淀排出口（H）、粗滤渣出口（J）以及超滤渣出口（N）共同连接至沉淀池（4）的沉淀入口（P），沉淀池（4）的沉淀物出口（R）连接至煤泥脱水机（3）的脱水机入口（S）上，煤泥脱水机（3）的脱除水出口（U）连接至洗煤水入口管（A）上；

所述沉淀池（4）的上部具有沉清水溢出管（Q），所述沉清水溢出管（Q）与预处理上清液出口管（E）和澄清池（13）的澄清池入口管（F）之间的管路相连通。

2.根据权利要求1所述的一种无药剂高效洁净处理洗煤水的装置，其特征在于，所述粗滤器（9）内沿环向设置有第一滤网（10），第一滤网（10）内转动设置有第一导流刷（11），所述第一导流刷（11）的刷毛与第一滤网（10）内壁无缝贴合。

3.根据权利要求1或2所述的一种无药剂高效洁净处理洗煤水的装置，其特征在于，所述超滤器（7）内沿环向设置有第二滤网（6），第二滤网（6）内转动设置有第二导流刷（5），所述第二导流刷（5）的刷毛与第二滤网（6）内壁无缝贴合。

4.根据权利要求1或2所述的一种无药剂高效洁净处理洗煤水的装置，其特征在于，所述漂浮物溢出口管（C）连接至煤泥脱水机（3）的脱水机入口（S）处。

5.根据权利要求1或2所述的一种无药剂高效洁净处理洗煤水的装置，其特征在于，所述澄清池（13）的上方设置有第一水位传感器，所述第一水位传感器与洗煤水入口管（A）上的阀门联动控制。

6.根据权利要求1或2所述的一种无药剂高效洁净处理洗煤水的装置，其特征在于，所述澄清池（13）的下方设置有第二水位传感器，所述澄清池（13）与粗滤器（9）之间的管路上设置有第三循环泵（12），所述第二水位传感器与第三循环泵（12）之间联动控制。

7.根据权利要求1或2所述的一种无药剂高效洁净处理洗煤水的装置，其特征在于，所述预处理池（15）呈圆锥状。