CN204529520U - 煤层气废水一体化处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤层气废水一体化处理装置，属于废水处理领域。该装置包括：依次连接的混凝沉淀系统、高级氧化系统和两级过滤系统，所述混凝沉淀系统、高级氧化系统和两级过滤系统为一体化结构；所述混凝系统设有进水口；所述两级过滤系统设有出水口。该设备占地较小，自动化程度高，运行管理方便，可推广性强。同时工艺成熟，针对性强，可对废水中多种水质污染指标进行有效去除，出水水质稳定，保证出水达到地方废水排放标准。

Description

煤层气废水一体化处理装置

技术领域

本实用新型涉及废水处理设备，特别是涉及一种煤层气废水一体化处理装置。

背景技术

煤层气俗称“瓦斯”，它是成煤过程中生成、并以吸附状态赋存于煤层的自储式天然气体。开发煤层气这一新型能源对缓解国民经济发展中能源的供求矛盾，改善我国的能源结构，减少煤矿瓦斯灾害，改善大气环境，以及促进我国社会与经济的协调可持续发展等方面都具有重大的现实意义和战略意义。煤层气废水是伴随煤层气的开采产生的，通常可分为压裂液和采气排水。压裂液中添加的压裂剂及采气过程中排出的高矿化度、高盐度废水若不经处理直接排放，将会对地下水造成严重污染。

针对不同的废水水质，煤层气废水处理工艺各有不同，对于酸性矿井水常规的处理方法包括中和法、湿地处理法、生化法等；对于高悬浮物矿井水，混凝、沉淀、过滤为废水净化过程中必不可少的单元过程。酸性废水常规来讲，仅废水pH值一项不足以达到排放标准，处理难度相对较低，通过投加适量的碱性化学药剂即可满足出水要求；湿地处理法相对于中和法，不需投加化学药剂，通过湿地生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用以达到对污水的高效净化，但是由于占地面积大，易受病虫害影响，反应周期长，导致推广应用困难。生化法的优势在于运行费用低，但由于煤层气废水水质生化性差，水量小以及分布的不均匀性而无法采用。对于高悬浮物矿井水，采用常规的物理化学方法进行处理极为适宜，通过混凝、沉淀、过滤等技术即可对水中悬浮物质进行达标处理，效果立竿见影，但若要在去除悬浮物的同时降低废水中其他水质指标，达到地方排放标准则仅一级处理工艺无法满足出水要求。

不难看出，以上方法均为针对煤层气废水的某一种特性而开展，其优势在于可有效处理煤层气废水的酸性、高悬浮物或高盐度等特性。但随着国家环境保护部门对地表水保护力度的加大，执法力度的加强，以及水质排放要求的提高，用传统的处理方法来处理煤层气采出废水已经不足以达到排放要求。由于煤层气废水产量小，分布不均，通常随煤层气采集而来，水质水量不稳定，碳氮比较低，无法采用传统的生化法进行处理。另外，由于废水中COD含量虽低，却属于难降解废水，普通氧化过滤系统无法将其处理至50mg/L的排放标准。

实用新型内容

基于上述现有技术所存在的问题，本实用新型提供一种处理效果稳定，占地面积小，灵活性高、能依次进行多种处理的煤层气废水一体化处理装置，能切实、有效的解决我国广大地区分散型的煤层气废水深度处理问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种煤层气废水一体化处理装置，包括：

依次连接的混凝沉淀系统、高级氧化系统和两级过滤系统，所述混凝沉淀系统、高级氧化系统和两级过滤系统为一体化结构；

所述混凝系统设有进水口；所述两级过滤系统设有出水口。

本实用新型的有益效果为：该装置由于将混凝沉淀系统、高级氧化系统和两级过滤系统集成为一体化结构，具有占地较小，运行管理方便，容易实现高程度自动化，可推广性强。同时工艺成熟，针对性强，可对废水中多种水质污染指标进行有效去除，出水水质稳定，保证出水达到地方废水排放标准。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为本实用新型实施例提供的一体化处理装置的构成示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一体化处理装置的处理工艺系统图；

图3为本实用新型实施例提供的一体化处理装置的处理工艺流程图。

具体实施方式

下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，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，都属于本实用新型的保护范围。

如图1、2所示，本实用新型实施例提供一种煤层气废水一体化处理装置，包括：

依次连接的混凝沉淀系统、高级氧化系统和两级过滤系统，混凝沉淀系统、高级氧化系统和两级过滤系统为一体化结构；

混凝沉淀系统为两级混凝系统设有进水口；两级过滤系统设有出水口。

上述处理装置中，混凝沉淀系统为两级絮凝加一级沉淀系统包括：两个絮凝池2、3和一个沉淀池4依次连接为一体化结构，两个絮凝池2、3之间经穿孔墙分隔，二级絮凝池3经中心筒与沉淀池4连接；其中，一级絮凝池2底部设置进水口；

一级絮凝池2与二级絮凝池3上分别设有投加混凝药剂的加药管2-1、2-2；

一级絮凝池2与二级絮凝池3内分别设有框式搅拌器。优选的，框式搅拌器可采用具有能手动调节搅拌速度变频调速电机的框式搅拌器。方便调节絮凝池的搅拌速度。

上述处理装置中，采用芬顿氧化反应系统或紫外臭氧氧化反应系统。

优选采用芬顿氧化反应系统，所采用的芬顿氧化反应系统包括：依次连接为一体化结构的酸式加药池5、硫酸亚铁加药池6和双氧水加药池7形成三级加药池，其中，酸式加药池5上设有硫酸加药管2-3，硫酸亚铁加药池6上设有硫酸亚铁加药管2-4，双氧水加药池7上设有双氧水加药管2-5；酸式加药池、硫酸亚铁加药池和双氧水加药池分别设置定速框式搅拌器；

以及与三级加药池连接的芬顿反应罐8，芬顿反应罐8的罐体设有进水口、出水口、排污口、检查口及液位口，罐体内设有搅拌设备。

进一步的，芬顿氧化反应系统还包括：依次连接的设有加药管2-6的中和池9、提升水池10、二级沉淀池11、12和中间水池13，其中，中和池9与芬顿反应罐8的出水口连接，中间水池13与两级过滤系统连接，提升水池10内设有连接二级沉淀池中一级沉淀池11的提升泵1-2；中间水池13设有可直接排放至清水池的排放口。

上述处理装置中，两级过滤系统包括：依次连接的活性砂过滤罐14和活性炭过滤罐15。进一步的，活性炭过滤罐和活性砂过滤罐也可改为其他介质的过滤罐，只有能保证过滤效果的两级过滤均可。

上述处理装置中，混凝沉淀系统也可采用过滤沉淀系统。

上述一体化处理装置中混凝工艺及活性炭、活性砂过滤技术为城市污水处理中应用很成熟的前处理、后处理工艺，芬顿工艺在难降解性工业废水处理中已有广泛的应用，但是处理规模相对较小，且通常配合投加混凝药剂PAC和PAM，在原有基础上再次增加了运行费用。通过一体化设计并通过设置二级过滤系统在确保芬顿反应效果的前提下，减少药剂的投加量，并保证了处理效果，降低了运行费用。因此该能实现三种处理系统的一体化处理装置，其前处理混凝系统为芬顿进水水质进行保障，降低药剂投加量，两级活性砂和活性炭过滤罐保障了出水水质，三者之间互为助力，能实现很好的煤层气废水处理系统。

下面结合具体处理过程实施例对本实用新型的处理装置作进一步说明。

采用上述处理装置对煤层气废水进行处理，废水首先经由污水收集管线进入污水池，经检测确定废水水质是否达到进入一体化处理装置的进水指标，若水中污染物浓度过高，需经过一定的预处理工艺初步去除水中难降解物质；当水质指标满足进水要求时，可直接进入一体化处理装置进行深度处理；

该一体化处理装置主要由混凝沉淀系统、高级氧化系统和两级过滤系统组成，分别起到去除悬浮物、深度降解废水中难降解性COD、调节水质酸碱度以及确保水质出水达标的作用。一体化处理装置如图3所示，工艺流程参见图2，污水经由提升泵1-1从污水池取水口1提升进入一体化处理装置，首先进入一级絮凝池2底部进入，PAC药剂由加药管2-1进入与污水进行快速混合，经一定的混合时间后，污水自穿孔墙进入二级絮凝池3，同时向二级絮凝池中加入由2-2加药管加入的PAM药剂，增加絮凝的效果，视水质中悬浮物浓度的高低可相应调节加药量、搅拌速度，絮凝池中均设置框式搅拌器，搅拌器电机设置变频调速、可手动调节搅拌速度；经絮凝反应后，含大量絮体的废水自进水管进入中心筒，进入沉淀池4，絮体因重力沉降作用与水分离，上清液自出水堰口流出；经混凝沉淀后的出水，水中悬浮物含量大幅度降低，上清液出水进入三级加药池，包括酸式加药池5，硫酸亚铁加药池6和双氧水加药池7，各加药池上均设置进药管，包括硫酸加药管2-3，硫酸亚铁加药管2-4和双氧水加药管2-5，加药池中均设置定速框式搅拌器，确保药剂混合均匀；经混合后的废水进入芬顿反应罐，罐体设有进水口，出水口，排污口，检查口及液位口，罐体内配套搅拌设备，确保反应后水中各种难降解物质的高效氧化，反应后出水自流进入中和池9，经加药管2-6进入液碱调节废水pH值至7左右，随后自流进入提升水池10经提升泵1-2提升进入二级沉淀池11、12，水中所含的亚铁离子与液碱反应后沉淀形成大量絮体，且芬顿反应后若药剂投加量及投加比例不适，容易造成絮体上浮，一体化处理装置针对上述现象设置两级沉淀池11、12进行过滤，根本上保证絮体的沉降性。经二次沉淀后，若水质达标，经中间水池13可直接排放至清水池，当COD仍高于50mg/L时，为确保出水达标排放，出水经进水泵1-3进入活性砂过滤罐14，进一步去除水中的细小悬浮物，活性炭过滤罐15进一步降低水中COD，确保出水低于50mg/L。

本实用新型实施例的通过由混凝沉淀系统、高级氧化系统、两级过滤系统组成的煤层气废水一体化处理装置，针对煤层气废水中悬浮物、COD和pH等多种水质问题的处理，可有效保证出水达到地方排放标准。并且其占地小，方便控制，能满足煤层气废水不同指标的处理要求。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种煤层气废水一体化处理装置，其特征在于，包括：

依次连接的混凝沉淀系统、高级氧化系统和两级过滤系统，所述混凝沉淀系统、高级氧化系统和两级过滤系统为一体化结构；

所述混凝系统设有进水口；所述两级过滤系统设有出水口。

2.根据权利要求1所述的煤层气废水一体化处理装置，其特征在于，所述混凝沉淀系统为两级絮凝加一级沉淀系统包括：两个絮凝池和一个沉淀池依次连接为一体化结构，两个絮凝池之间经穿孔墙分隔，二级絮凝池经中心筒与沉淀池连接；其中，所述一级絮凝池底部设置所述进水口；

所述一级絮凝池与二级絮凝池上分别设有投加混凝药剂的加药管；

所述一级絮凝池与二级絮凝池内分别设有框式搅拌器。

3.根据权利要求2所述的煤层气废水一体化处理装置，其特征在于，所述框式搅拌器采用具有能手动调节搅拌速度变频调速电机的框式搅拌器。

4.根据权利要求1至3任一项所述的煤层气废水一体化处理装置，其特征在于，所述高级氧化系统采用芬顿氧化反应系统或紫外臭氧氧化反应系统。

5.根据权利要求4所述的煤层气废水一体化处理装置，其特征在于，所述芬顿氧化反应系统包括：依次连接为一体化结构的酸式加药池、硫酸亚铁加药池和双氧水加药池形成三级加药池，其中，酸式加药池上设有硫酸加药管，硫酸亚铁加药池上设有硫酸亚铁加药管，双氧水加药池上设有双氧水加药管；酸式加药池、硫酸亚铁加药池和双氧水加药池分别设置定速框式搅拌器；

以及与所述三级加药池连接的芬顿反应罐，芬顿反应罐的罐体设有进水口、出水口、排污口、检查口及液位口，罐体内设有搅拌设备。

6.根据权利要求5所述的煤层气废水一体化处理装置，其特征在于，所述芬顿氧化反应系统还包括：

依次连接的设有加药管的中和池、提升水池、二级沉淀池和中间水池；其中，中和池与所述芬顿反应罐的出水口连接；中间水池与两级过滤系统连接。

7.根据权利要求1至3任一项所述的煤层气废水一体化处理装置，其特征在于，所述两级过滤系统包括：

依次连接的活性砂过滤罐和活性炭过滤罐。

8.根据权利要求1至3任一项所述的煤层气废水一体化处理装置，其特征在于，所述 高级氧化系统与两级过滤系统连接。

9.根据权利要求1所述的煤层气废水一体化处理装置，其特征在于，所述混凝沉淀系统采用过滤沉淀系统。