CN115072911A - 一种抗冲击负荷的含煤废水回用处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗冲击负荷的含煤废水回用处理系统，涉及煤水处理系统技术领域，解决了传统加药储存和投加过程中环境较差，药剂成本及人工成本较高，加药产生的煤泥量较大，针对褐煤的煤水处理效果不理想等问题。包括用于多级沉淀的煤水平流沉淀池，通过抓取装置定期将沉淀池内的煤泥排出至晾煤平台，多级沉淀后的煤水溢流至MF微孔过滤池，通过可渗透性反应墙体粗滤后自流进入中间水池，再经煤水提升泵加压输送至电子絮凝装置内，电子絮凝装置处理后出水经中间水泵加压进入自清洗过滤器，过滤后再排入清水池。达到了降低煤水的进水浊度，有利于减少设备的投资成本、运行成本的效果。

Description

一种抗冲击负荷的含煤废水回用处理系统

技术领域

本发明涉及煤水处理系统技术领域，特别涉及一种抗冲击负荷的含煤废水回用处理系统。

背景技术

电厂煤水的来源主要有：码头、煤场、输煤栈桥、转运站、碎煤机房等，这类废水最主要的特点就是含有一定悬浮物及油，色度高，电导率波动，但是PH大多为中性或偏碱性。以上水质指标中最有代表性的就是悬浮物，为了控制污水处理投资及运行成本，应将进水中悬浮物浓度在预处理阶段从5000~8000mg/降至400mg/l以下。

现有煤水处理系统主要有：含煤废水→煤水沉淀池→混凝、沉淀、过滤一体化净水器或分体设备→清水池→回用；其缺点主要有：传统加药储存和投加过程中环境较差，药剂成本及人工成本较高，加药产生的煤泥量较大，针对褐煤的煤水处理效果不理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗冲击负荷的含煤废水回用处理系统，解决了传统加药法及传统电絮凝处理的弊端，降低了煤水的进水浊度，有利于减少设备的投资成本、运行成本等。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种抗冲击负荷的含煤废水回用处理系统，包括用于多级沉淀的煤水平流沉淀池和抓取装置，通过抓取装置定期将沉淀池内的煤泥排出至晾煤平台，多级沉淀后的煤水溢流至MF微孔过滤池，通过可渗透性反应墙体粗滤后自流进入中间水池，再经煤水提升泵加压输送至电子絮凝装置内，电子絮凝装置处理后出水经中间水泵加压进入自清洗过滤器，过滤后再排入清水池。

更进一步地，所述煤水平流沉淀池包括一级沉淀池和二级沉淀池，一级沉淀池初次沉淀后的水溢流进入二级沉淀池。

更进一步地，所述清水池上设有清水回用泵，清水回用泵出水端一路连通至MF微孔过滤池上部进行定时喷淋清洗。

更进一步地，所述MF微孔过滤池内设有潜污泵，MF微孔过滤池清洗后的水通过潜污泵排至煤水平流沉淀池进水端。

更进一步地，自清洗过滤器的反冲洗废水排入煤水沉淀池进水端。

更进一步地，所述一级沉淀池表面水力负荷为1.5~2.5m³/m²∙h,一级沉淀池与二级沉淀池之间采用多个溢流孔作为通水孔洞，每个孔洞流速0.15~0.3m/s。

更进一步地，所述二级沉淀池表面水力负荷为2.5~4.5m³/m²∙h,二级沉淀池与MF微孔过滤池之间采用多个溢流孔作为通水孔洞，每个孔洞流速0.3~0.5m/s。

更进一步地，所述中间水箱底比MF微孔过滤池底低1米，以保证MF微孔过滤池的过滤压差。

更进一步地，所述电化学处理设备包括电化学区域和反应沉淀池区域。

更进一步地，所述电化学区域包括多组相对设置的阳极板和阴极板，阳极板和阴极板之间间隔交叉设置，构成多个电极组；

反应沉淀池包括网格絮凝反应区及上向流蜂窝斜管沉淀池，网格絮凝反应区由多格竖井串联而成，进水水流顺序从一格流至下一格，上下对交交错流动，直到下一区域；

进入上向流蜂窝斜管沉淀池后，悬浮絮体进入斜管区后沉淀在斜管空腔内，并沿斜边表面滑至下部污泥浓缩室，而上清液进入集水槽后排入澄清区。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

（1）电子絮凝装置与MF微孔过滤池在煤水处理系统中的组合运用，加大了煤水处理系统抗冲击负荷，也为了保证电子絮凝装置出水水质稳定；

（2）电子絮凝装置与自清洗过滤器在煤水处理系统中的组合运用，运用在电子絮凝装置后续过滤的自清洗过滤器，自清洗过滤器反洗时不间断出水，比常规的重力式过滤及多介质过滤节省了占地空间，自用水率降低，且反洗时不影响出水，产水率提高。

（3）工艺全流程无需加药，无二次污染；设备结构简单，操作运行简便，便于实现无人值守，远程监控，且设备用电设备少，功率小，运行成本低。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图中，1、一级沉淀池；2、二级沉淀池；3、MF微孔过滤池；4、中间水池；5、煤水提升泵；6、电子絮凝装置；7、中间水泵；8、自清洗过滤器；9、清水回用泵；10、清水池；11、潜污泵；12、抓斗机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，本实施例不构成对本发明的限制。

一种抗冲击负荷的含煤废水回用处理系统，如图1所示，适用于进水浊度波动的煤水处理，包括用于多级沉淀的煤水平流沉淀池和抓取装置，通过抓取装置定期将沉淀池内的煤泥排出至晾煤平台；

本实施例中，煤水平流沉淀池通过门式抓斗机12将底部污泥抓至池边晾煤平台，沥干水分后再用污泥车运出。

如图1所示，含煤废水通过压力管道（或者封闭的管沟）进入煤水平流沉淀池，多级沉淀后的煤水溢流至MF微孔过滤池3，通过可渗透性反应墙体粗滤后从出水通道自流进入中间水池4，再经煤水提升泵5加压输送至电子絮凝装置6内，通过装置内电絮凝、电气浮、反应沉淀、静置多个工艺处理后出水浊度降至30NTU以下，电子絮凝装置6处理后出水经中间水泵7加压进入自清洗过滤器8，过滤后浊度降至10NTU（符合《城市污水再生利用 城市杂用水水质》GB/T 18920），再排入清水池10；

其中，煤水平流沉淀池包括一级沉淀池1和二级沉淀池2，煤水进入煤水沉淀池一级沉淀池1，初次沉淀后的水溢流进入池内二级沉淀池2；在一级沉淀池1及二级沉淀池2上部设置抓斗机12，通过抓斗机12定期将沉淀池内的煤泥排出至晾煤平台，煤泥沥出水后经煤泥运输车运出再利用。

一级沉淀池1在设计流量下储存不小于18h的煤水，同时考虑包含煤场在降雨初期（历时1h）水质较差的初期雨水容量；沉淀池安全超高为0.5米，有效水深为3.5米，表面水力负荷为1.5~2.5m³/m²∙h,沉淀池的长宽比不宜小于4，长度与有效水深之比不宜小于8，沉淀池底坡度不宜小于5%，沉淀池底部设置集泥区。一级沉淀池与二级沉淀池之间采用多个溢流孔作为通水孔洞，每个孔洞流速0.15~0.3m/s。

二级沉淀池2在设计流量下储存不小于6h的煤水，沉淀池安全超高为0.5米，有效水深为3.5米，表面水力负荷为2.5~4.5m³/m²∙h,二级沉淀池与MF微孔过滤池之间也采用多个溢流孔作为通水孔洞，每个孔洞流速0.3~0.5m/s。

MF微孔过滤池3的清洗周期为1次/月，采用连续墙系统，MF高效微孔膜陶瓷过滤砖的规格：250*250*60mm，孔径：200~300μm（定制），孔隙率：23 %，抗压强度：14.5 MPa抗折强度：5.4 MPa，莫氏硬度：7 级，耐酸度：98.5 %，耐碱度：96%容重：1.48 kg/m3，热稳定性：200-20℃，进水浊度：5000mg/L，出水浊度：<400mg/L，MF高效微孔膜陶瓷过滤速度：约0.06m/h，MF高效微孔膜陶瓷过滤砖使用寿命：5年，MF高效微孔膜陶瓷过滤器清洗周期：2次/天；

MF微孔过滤池3为保证其截污能力，防止滤孔阻塞，需要定时通过压力水反洗（压力0.4~0.6Pa），MF微孔过滤池3内设有潜污泵11，MF微孔过滤池3进行水力冲洗后，积泥集中至池底集泥区，通过集泥区的潜污泵11将含水率较大的煤泥水输送至煤水平流式沉淀池的进水端；

其滤砖采用多孔陶瓷，其有较好的耐腐蚀性及化学相容性，微孔陶瓷过滤砖是由骨料颗粒、结合剂、成孔剂和稀土抗蚀剂四部份组成。通过高温烧结使其表面和内部开成互相连通的桥拱状开口气孔。当流体从这些气孔中通过时，在气孔的表面及内部截留悬浮物，以达到粗滤的目的。

中间水泵7采用离心泵，工频控制，中间水泵7出口设置在线浊度仪，当电子絮凝装置6出水水质超过30NTU，则出水通过电动阀返回至电子絮凝装置6进水管道；此工艺也是保证自清洗过滤的进水满足要求，以此确保过滤器的出水稳定达标。

如图1所示，自清洗过滤器8为网式过滤器用以滤除进水中大颗粒杂质和悬浮物，水流进入过滤系统后由内向外通过滤网，杂质被截留在过滤芯的内部，过滤后的水继续流向出水管；当反洗时间到时，开始反洗，排污管出水口的电动阀打开，驱使系统内机械转刷开始圆周从下向上运动，杂质由上部排污管反洗阀排出，反洗时间由控制器提前设定，反洗完成后反洗阀关闭，反洗耗水量较小；过滤等级80~100微米；自清洗过滤器8反洗时不间断出水，出水水质小于10NTU；出水管道上设置在线浊度仪实时监控；

且自清洗过滤器8的反冲洗废水排入煤水沉淀池进水端。

如图1所示，清水池10上设有清水回用泵9，通过变频恒压供水满足回用水系统要求，并设置液位计，以控制清水回用泵9的启停；清水回用泵9采用自吸泵，变频控制，出水母管上设置一条支路接至MF微孔过滤池3作为水力冲洗水，进行定时喷淋清洗，并采用电动阀门控制启停，另一条支路作为回用水管道使用。

此工艺出水水质能满足煤场喷淋及皮带冲洗的用水标准，同时因进水水质中进水浊度较低，减小了极板的消耗，降低了运行成本和用水成本，同时电子絮凝装置6地上安装，且占地面积较小，节省了用地。

为保证MF微孔过滤池3的过滤压差，中间水箱底比MF微孔过滤池3底低1.0米，因此中间水箱的有效水深为4.5米，超高为0.5米。中间水池4设置液位计，以控制煤水提升泵5的启停；煤水提升泵5采用自吸泵，自吸高度不小于6米，变频控制。

电化学处理设备主要包括电化学区域和反应沉淀池区域；

电化学区域包括多组相对设置的阳极板和阴极板，极板的材质可为：铁、铝、钛或其他合金。阳极板和阴极板之间间隔交叉设置，构成多个电极组，每个电极组中阴极板与阳极板之间的距离是5~10mm，极板可以调整间距，且可以单独更换；

电化学区域还可配套电控柜（可以在设备内部也可以独立于设备）。电控柜内设有配电回路，PLC控制器、大功率直流电源等。PLC控制器对电化学装置的电气设备进行逻辑控制，且带有远程物联网模块，可实现远程实时监控，大功率直流电源带倒极功能，为极板提供直流电源，输出电流DC 0~1000A，电压DC 0~20V。

反应沉淀池包括网格絮凝反应区及上向流蜂窝斜管沉淀池，网格絮凝反应区由多格竖井串联而成，进水水流顺序从一格流至下一格，上下对交交错流动，直到下一区域；

网格絮凝装置垂直水流方向上科学地布设多层小孔眼网格，使水流产生高频涡旋，为絮凝物与水中的胶体颗粒充分接触提供微水动力学条件，产生密实的矾花。矾花相互吸附、长大，进入上向流蜂窝斜管沉淀池，为强化分离效果，悬浮絮体进入斜管区后沉淀在斜管空腔内，并沿斜边表面滑至下部污泥浓缩室；上清液进入集水槽后排入澄清区；澄清区出水浊度降至30NTU以下，此区域作为后续中间水泵7的取水水源；澄清区设置液位计，以控制中间水泵7的启停。

本实施例中，处理水量：20m³/h，进水电导率501~896us/cm

1）阴阳极采用相同的电极材质为碳钢，阴阳极电极间距8mm，单位面积电流4~8A/m2。

2）大功率电源恒流模式，电流设置500A（电流可调），倒极时间设置为1次/8小时。

3）排污时间设置：排泥1次/4h、排渣1次/6h。

电子絮凝装置进出水水质如下表：

工艺流程如下：

含煤废水通过压力管道（或者封闭的管沟）进入煤水平流沉淀池多级沉淀，具体包括，煤水进入煤水平流沉淀池中的一级沉淀池1，初次沉淀后的水溢流进入二级沉淀池2。在一级沉淀池1及二级沉淀池2上部设置抓斗机12，通过抓斗机12定期将沉淀池内的煤泥排出至晾煤平台，煤泥沥出水后经煤泥运输车运出再利用；

二级沉淀池2中二次沉淀后的煤水溢流至MF微孔过滤池3，通过可渗透性反应墙体粗滤后从出水通道自流进入中间水池4，煤水经中间水泵7加压输送至一体化电子絮凝装置6内，通过装置内电絮凝+电气浮+反应沉淀+静置多个工艺处理后出水浊度降至30NTU以下，经中间水泵7加压进入自清洗过滤器8过滤后浊度降至10NTU（符合《城市污水再生利用 城市杂用水水质》GB/T 18920）再排入清水池10，自清洗过滤器8的反冲洗废水排入煤水沉淀池进水端。中间水泵7与自清洗过滤器8之间有清水回用泵9设置在清水池10上，通过变频恒压供水满足回用水系统要求，出水管接一路水至MF微孔过滤池3上部定时喷淋清洗，清洗后的水通过移动式潜污泵11排至煤水平流沉淀池进水端。

此工艺出水水质能满足煤场喷淋及皮带冲洗的用水标准，同时因进水水质中进水浊度较低，减小了极板的消耗，降低了运行成本和用水成本，同时电子絮凝装置6地上安装，且占地面积较小，节省了用地。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，不用于限制本发明，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技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种抗冲击负荷的含煤废水回用处理系统，其特征在于：

包括用于多级沉淀的煤水平流沉淀池和抓取装置，通过抓取装置定期将沉淀池内的煤泥排出至晾煤平台，多级沉淀后的煤水溢流至MF微孔过滤池，通过可渗透性反应墙体粗滤后自流进入中间水池，再经煤水提升泵加压输送至电子絮凝装置内，电子絮凝装置处理后出水经中间水泵加压进入自清洗过滤器，过滤后再排入清水池。

2.根据权利要求1所述的一种抗冲击负荷的含煤废水回用处理系统，其特征在于：所述煤水平流沉淀池包括一级沉淀池和二级沉淀池，一级沉淀池初次沉淀后的水溢流进入二级沉淀池。

3.根据权利要求1所述的一种抗冲击负荷的含煤废水回用处理系统，其特征在于：所述清水池上设有清水回用泵，清水回用泵出水端一路连通至MF微孔过滤池上部进行定时喷淋清洗。

4.根据权利要求1或3所述的一种抗冲击负荷的含煤废水回用处理系统，其特征在于：所述MF微孔过滤池内设有潜污泵，MF微孔过滤池清洗后的水通过潜污泵排至煤水平流沉淀池进水端。

5.根据权利要求1所述的一种抗冲击负荷的含煤废水回用处理系统，其特征在于：自清洗过滤器的反冲洗废水排入煤水沉淀池进水端。

6.根据权利要求2所述的一种抗冲击负荷的含煤废水回用处理系统，其特征在于：所述一级沉淀池表面水力负荷为1.5~2.5m³/m²∙h,一级沉淀池与二级沉淀池之间采用多个溢流孔作为通水孔洞，每个孔洞流速0.15~0.3m/s。

7.根据权利要求2或3所述的一种抗冲击负荷的含煤废水回用处理系统，其特征在于：所述二级沉淀池表面水力负荷为2.5~4.5m³/m²∙h,二级沉淀池与MF微孔过滤池之间采用多个溢流孔作为通水孔洞，每个孔洞流速0.3~0.5m/s。

8.根据权利要求1所述的一种抗冲击负荷的含煤废水回用处理系统，其特征在于：所述中间水箱底比MF微孔过滤池底低1米，以保证MF微孔过滤池的过滤压差。

9.根据权利要求1所述的一种抗冲击负荷的含煤废水回用处理系统，其特征在于：所述电化学处理设备包括电化学区域和反应沉淀池区域。

10.根据权利要求9所述的一种抗冲击负荷的含煤废水回用处理系统，其特征在于：所述电化学区域包括多组相对设置的阳极板和阴极板，阳极板和阴极板之间间隔交叉设置，构成多个电极组；

所述反应沉淀池包括网格絮凝反应区及上向流蜂窝斜管沉淀池，网格絮凝反应区由多格竖井串联而成，进水水流顺序从一格流至下一格，上下对交交错流动，直到下一区域；

进入上向流蜂窝斜管沉淀池后，悬浮絮体进入斜管区后沉淀在斜管空腔内，并沿斜边表面滑至下部污泥浓缩室，而上清液进入集水槽后排入澄清区。

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