CN204873905U - 一种煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘，包括沿进水方向通过管路依次串联连通的调节池单元、蒸发池单元、结晶池单元和干盐池单元，各管路上均设有调节阀门，各单元的池体后侧高度均低于前侧高度，结晶池单元的池体底部低于其他单元的池体底部，从而在各池体之间形成依次的液位差，通过重力自流完成浓盐水的输送。本实用新型的煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘设计合理，结构简单，操作方便，投资和运行成本低,有效节约了能源,适宜推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种蒸发塘，具体涉及一种煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘。
背景技术
我国是缺油、少气、煤炭资源相对丰富的国家。出于战略考虑及民生发展需求，自21世纪初，我国开始了煤化工项目的试点建设。试点项目大多数位于新疆、内蒙古、陕西、山西、宁夏等煤炭资源丰富的地区。这些地区的典型特点是能源资源丰富、环境容量低、水资源匮乏。煤化工行业属于高投入、高回报、重污染行业，生产过程中产生的废水、废气、废渣成分复杂、产量大、难处理，容易对环境产生污染。
煤化工项目污水主要产生于生产过程中的气化废水、循环排污水、化学水站排水。对于煤化工污水的处理目前国内通常先进行一级预处理工艺，用以以去除油污和细小悬浮物；然后采用诸如酸化水解、A/O工艺、SBR工艺等二级生化处理方式来提高可生化性、脱氮；再采用以混凝、过滤、臭氧、高效生物滤池(BAF)、活性炭(焦)吸附及其组合的三级处理工艺来去除剩余的少量氨氮和有机物，实现污水回用或排放指标的要求。污水虽然经过预处理+二级生化处理+三级处理，但盐分并未去除，一般不能满足工业回用到循环水系统的要求，需要对其进行脱盐处理。目前在我国已经应用的除盐工艺方法有化学除盐、膜分离技术等脱盐工艺。离子交换水处理技术已相当成熟，适合用于水中含盐量不高的场合，但该技术有树脂再生过程中产生大量酸、碱废水。膜分离技术有操作方便，设备紧凑，工作环境安全，节约能耗和药剂的优点，故反渗透膜法较为广泛应用于污水回用系统。随着抗污染膜产品的逐渐成熟，采用RO膜脱盐是目前回用水领域工程化应用最多的处理工艺。
然而经膜法浓缩后形成的含盐量较高的浓盐水中的水量仍然较大，盐分高，盐浓度约6～8％，且含有一定量的有机污染物，难以回收利用，处理若不进行处理直接排放，会对当地环境会造成巨大的污染。但这些浓盐水无法通过常规的生物化学方法处理，只能通过蒸发、结晶、离子交换、电渗析等物理化学方法进行安全处置。
蒸发法包括自然蒸发和强制蒸发。自然蒸发主要是通过阳光照射、空气流动将变成气态的水分子从水体中分离。强制蒸发则是通过电力、热力等强制方式使浓盐水升温，增加其蒸发效率。不论是采用哪种方式进行强制蒸发都需要消耗大量能源，导致极高的运行费用。对于蒸汽不足或用电紧张的地区，甚至可能对主厂区的能源供应造成影响。另外，强制蒸发并不能将浓盐水全部处理，剩余的浓液需要定期排放，蒸发器也需要定期清洗维护。在此期间内，大量的浓盐水去向问题无法解决。
结晶法是蒸发的延伸，通过饱和溶液结晶的方式是盐分从盐水中分离。目前很少有单独在浓盐水处理中使用结晶法的案例，一般需要和蒸发法联合使用。而且结晶法也需要消耗大量能源，运行成本过高。
离子交换法是通过树脂等介质，通过交换的方式将树脂中的活性H+以及OH-离子和盐水中的Ca2+、Na+、Cl-、SO42-等离子进行交换，达到净化的作用，再定期通过酸碱洗进行树脂再生，达到树脂重复利用的目的。其处理效率高，但处理装置和再生装置的建设费用也高。而且离子交换法对于水质的要求比较严格。浓盐水中如果含有其它污染物可能使离子交换树脂污染甚至失效。由于离子交换树脂需要定期进行酸碱再生，离子交换法一般只用于处理低浓度的含盐废水，对于高浓度的含盐废水不适宜使用。
电渗析法是利用电场的作用，强行将离子向电极处吸引，致使电极中间部位的离子浓度大为下降，从而制得淡水的。电渗析器中交替排列着许多阳膜和阴膜，分隔成小水室。当原水进入这些小室时，在直流电场的作用下，溶液中的离子就作定向迁移。阳膜只允许阳离子通过而把阴离子截留下来；阴膜只允许阴离子通过而把阳离子截留下来。结果使这些小室的一部分变成含离子很少的淡水室，出水称为淡水。而与淡水室相邻的小室则变成聚集大量离子的浓水室，出水称为浓水。从而使离子得到了分离和浓缩，水便得到了净化。该方法处理效率虽然高，但处理装置建设投资高，对于水质要求严格，一般用于小型的海水淡化项目。煤化工浓盐水的产生量一般每年以百万立方米计算，目前煤化工行业并没有使用该工艺处理浓盐水的实际案例。
发明内容
针对现有技术中的问题，本实用新型的目的是提供一种经济实用、运行合理、操作方便的煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘。
为达上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
一种煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘，其包括沿进水方向通过管路依次串联连通的调节池单元、蒸发池单元、结晶池单元和干盐池单元，各管路上均设有调节阀门，各单元的池体后侧高度均低于前侧高度，结晶池单元的池体底部低于其他单元的池体底部，从而在各池体之间形成依次的液位差，通过重力自流完成浓盐水的输送。
本实用新型还可采用以下技术方案进一步实现：
所述的煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘，其中，所述调节池单元、蒸发池单元、结晶池单元和干盐池单元的池体均为倒锥形池体，池体内壁均设有两层复合防渗土工膜，两层土工膜之间还设有导线检测层,两层复合防渗土工膜均延伸到池体上方并通过防渗锚固沟固定。
所述的煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘，其中，所述两层复合防渗土工膜均采用HDPE土工膜。
所述的煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘，其中，所述两层复合防渗土工膜，下层土工膜下部铺设有膨润土衬垫，上层土工膜与在线检测层之间设有长丝无纺土工布，上层土工膜的上部铺设有长丝无纺布工布。
所述的煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘，其中，所述结晶池单元包括通过管路串连通的结晶池单元一和结晶池单元二。
所述的煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘，其中，所述调节池单元、蒸发池单元、结晶池单元和干盐池单元均为通过管路并联在一起的一组或一组以上的池体，各管路上均设有阀门。
所述的煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘，其中，所述调节池单元、蒸发池单元、结晶池单元和干盐池单元的各池体外围设有防浪涌堤坝，堤坝为混凝土坝,底部埋入池体的防渗锚固沟内,高度大于0.5米。
所述的煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘，其中，所述防浪涌堤坝设置在常年主导风向的迎风面。
所述的煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘,其中,所述防浪涌堤坝在迎风面的前方还设有防沙装置，防沙装置为防沙墙或植被防沙带。
所述的煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘，其中，所述防沙墙为土石结构或混凝土结构，防沙墙高度不低于1米。
目前我国煤化工企业的选址主要位于西北部地区，人力资源、物资配套等条件均比较稀缺。气候条件多为四季分明，日照强烈，蒸发量大，土地供应相对宽松。很适宜采用自然蒸发塘处理煤化工浓盐水。
本实用新型的自然蒸发塘采用自然蒸发的方式，通过阳光照射、空气流动将变成气态的水分子从水体中分离，设置时后端池体较前端池体高度阶梯降低，从而在各池体件形成依次的液位差，巧妙地通过重力自流完成浓盐水的输送。并将结晶池的底部设置较其他池体更低，从而保证在析出的结晶盐沉落池底后，上部的浓盐水仍可顺利输送至干盐池单元。有效达到蒸发、结晶、干盐的目的。有效的防止其他污染因素(CODcr、油类)对于蒸发的影响，使浓盐水中的无机盐类达到蒸发、浓缩、分类结晶的目的。产生的杂盐可以进行收集并进行其它用途的再次利用。在保证处理效果的前提下有效节约了能源、降低了运行成本。总体投资(建设费用及运行费用)很低，运行管理方便，对于运行人员的操作水平要求较低。
本实用新型的煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘，各单元池体按照不同高度设置，可以控制塘内水位高低，并在某个单元需要进行清盐或检修工作时保证项目进水及处理能力不受影响。
本实用新型的煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘，在防渗结构上采用了双层水平防渗，并在上下两层主要防渗材料之间设置了可24小时在线运行的导线检测层，一旦发生渗漏，可及时得知漏点位置并及时排空进行修补处理。
本实用新型的煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘，每个单元均可分为若干并联序列，所有子单元均设有横向及纵向连通管路，可随时进行轮换进水、检修、放空等运行。空置的序列还可以作为企业调试期的不能达标排放的污水的临时储存池。
本实用新型的煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘，为了防止大风时池体内浓盐水冲出池外。设置了防浪涌堤坝，并在常年迎风方向设置植被防沙带或防沙墙等防沙装置。有效降低了蒸发塘大水面浪涌对于池体坡面安全性的影响，同时减少了风沙对蒸发塘库容的影响以及减少池体清淤的工作量。
本实用新型的煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘结构简单，使用方便，操作起来更方便更安全。
附图说明
图1：本实用新型的煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘垂直向剖视结构示意图(箭头方向为风向)；
图2：本实用新型煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘的俯视结构示意图(箭头方向为进水方向)；
图3：本实用新型煤化工浓盐水用自然蒸发塘的池体防渗层体结构示意图。
图中：1.调节池，2.蒸发池，3.结晶池，4.干盐池，5.管路，6.阀门，7.防渗层；8.防浪涌堤坝，9.防沙墙，10.土壤，11.植被防沙带，12.麦田方格。
具体实施方式
下面结合附图1-3对本实用新型的煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘进行详细说明。
目前我国煤化工企业的选址主要位于西北部地区，人力资源、物资配套等条件均比较稀缺。气候条件多为四季分明，日照强烈，蒸发量大，土地供应相对宽松。很适宜采用自然蒸发塘处理煤化工浓盐水。
参见附图1-2所示，一种煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘，其包括沿进水方向依次串联连通调节池单元、蒸发池单元、结晶池单元和干盐池单元。每个单元可设置若干并联序列，所有子单元均设有横向及纵向连通管路，可随时进行轮换进水、检修、放空等运行。参见图2所示,每个单元的横向都可以设置多个并联的池体,各并联池体之间通过管路连通，并通过管路上安装的阀门控制池体间连通。纵向上则通过管路将纵向上的池体沿着进水方向依次串联连通。参见图1所示,每一组纵向单元都包括沿进水方向依次串联连通的调节池1、蒸发池2、结晶池3和干盐池4，相邻池体之间通过管路5连通,各管路5上均设有调节阀门6，各池体后侧高度均低于前侧高度，结晶池3的池体底部低于其他池体的底部，从而在各池体之间形成依次的液位差，通过重力自流完成浓盐水的输送。同时,各池体按照不同高度设置，可以控制塘内水位高低，并在某个池体需要进行清盐或检修工作时保证项目进水及处理能力不受影响。
调节池1、蒸发池2、结晶池3和干盐池4的池体均为倒锥形池体，池体内壁均设有由两层复合防渗土工膜组成的防渗层7，两层土工膜之间还设有导线检测层,两层复合防渗土工膜均延伸到池体上方并通过防渗锚固沟固定。这两层复合防渗土工膜均可采用HDPE土工膜。具体的，防渗层7可采用图3所示的层状分布：防渗层7从下至上依次设置有铺设在压实的土壤地基上的钠基膨润土衬垫层71、下层1.5mmHDPE土工膜层72、在线导线检测层73、下层长丝无纺土工布层74、上层2.0mmHDPE土工膜层75和上层长丝无纺土工布层76。钠基膨润土衬垫层71可采用4800g/m2的钠基膨润土衬垫。上、下长丝无纺土工布层均可采用400g/m2的长丝无纺土工布。在上下两层土工膜层72和75之间设置在线导线检测层73之后，蒸发塘如发生渗漏将及时通过无线信号传输至控制室，并能较为精确的确定漏点位置。方便及时定位渗漏点并维修。为方便维修，防渗层上方不再覆盖刚性保护层。
为了实现更好的结晶效果，参见图2所示，结晶池单元可以设置两组通过管路串连通的结晶池单元一和结晶池单元二。
为防止投入使用后防渗层7遭到意外损伤，不设置刚性防护层的蒸发塘需要设置栏杆和围墙对防渗层7进行保护。同时由于蒸发塘单个蒸发单元水面面积一般不低于2万平方米，总水面面积一般不低于20万平方米，春季风力较大时，蒸发塘内的浓盐水受风力作用将产生波浪，容易造成浓盐水冲出塘外导致环境污染并对蒸发塘边坡稳定性造成不利影响。鉴于以上原因，蒸发塘边坡顶端需要设置类似于公路路肩的防浪涌装置。其作用和海堤类似，在防止浪涌冲出堤坝的同时，其重量也可以起到增加蒸发塘边坡稳定性的作用。具体的可以在调节池单元、蒸发池单元、结晶池单元和干盐池单元的各池体外围设有防浪涌堤坝8，该堤坝8为混凝土坝,底部埋入池体的防渗锚固沟内,高度大于0.5米。防浪涌堤坝8最好能在蒸发塘各个蒸发单元周围全部设置，如收到投资限制，至少应在当地常年主导风向上的迎风面满布。该防浪涌堤坝8同时可作为路肩和栏杆基础使用。
在迎风面位置防浪涌堤坝8的前方还可设置防沙装置，防沙装置可以为防沙墙9或植被防沙带11。防沙墙为高度不低于1米的土石结构或混凝土结构，其高度和安装距离需要通过当地风力及距沙地面积等参数计算后确定。植被防沙带11可采用1000*1000mm的麦草方格12，麦草方格借鉴了宁夏沙坡头固沙治沙的方法，通过设置麦草方格将移动的沙丘和沙地固定，在方格内种植耐旱植被，植被的枯死根茎可以起到固沙作用。当沙丘和沙地不再迁移时，可以种植耐碱耐旱的小型灌木。
蒸发塘内的清盐及清淤可采用软管连接的渣浆泵，水泵出口设置细筛，将结晶盐及淤积物收集，盐水回蒸发塘。软管可以避免损伤蒸发塘底部的防渗层7。经本实用新型的蒸发塘减量后，盐水浓度进一步提高，部分无机盐析出从水中分离。剩余的高浓盐水可以进行机械蒸发或焚烧处理，达到污水不对环境排放的最终目的。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限定。凡本领域的技术人员利用本实用新型的技术方案对上述实施例做出的任何等同的变动、修饰或演变等，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘，其特征在于：
包括沿进水方向通过管路依次串联连通的调节池单元、蒸发池单元、结晶池单元和干盐池单元，各管路上均设有调节阀门，各单元的池体后侧高度均低于前侧高度，结晶池单元的池体底部低于其他单元的池体底部，从而在各池体之间形成依次的液位差，通过重力自流完成浓盐水的输送。
2.根据权利要求1所述的煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘，其特征在于：
所述调节池单元、蒸发池单元、结晶池单元和干盐池单元的池体均为倒锥形池体，池体内壁均设有两层复合防渗土工膜，两层土工膜之间还设有导线检测层,两层复合防渗土工膜均延伸到池体上方并通过防渗锚固沟固定。
3.根据权利要求2所述的煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘，其特征在于：
所述两层复合防渗土工膜均采用HDPE土工膜。
4.根据权利要求3所述的煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘，其特征在于：
所述两层复合防渗土工膜，下层土工膜下部铺设有膨润土衬垫，上层土工膜与在线检测层之间设有长丝无纺土工布，上层土工膜的上部铺设有长丝无纺布工布。
5.根据权利要求1-4中任一所述的煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘，其特征在于：
所述结晶池单元包括通过管路串连通的结晶池单元一和结晶池单元二。
6.根据权利要求5所述的煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘，其特征在于：
所述调节池单元、蒸发池单元、结晶池单元和干盐池单元均为通过管路并联在一起的一组或一组以上的池体，各管路上均设有阀门。
7.根据权利要求6所述的煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘，其特征在于：
所述调节池单元、蒸发池单元、结晶池单元和干盐池单元的各池体外围设有防浪涌堤坝，堤坝为混凝土坝,底部埋入池体的防渗锚固沟内,高度大于0.5米。
8.根据权利要求7所述的煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘，其特征在于：
所述防浪涌堤坝设置在常年主导风向的迎风面。
9.根据权利要求8所述的煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘，其特征在于：
所述防浪涌堤坝在迎风面的前方还设有防沙装置，防沙装置为防沙墙或植被防沙带。
10.根据权利要求9所述的煤化工浓盐水处理用自然蒸发塘，其特征在于：
所述防沙墙为土石结构或混凝土结构，防沙墙高度不低于1米。
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| CN106976924A (zh) * | 2016-01-15 | 2017-07-25 | 北京高能时代环境技术股份有限公司 | 基于雾化蒸发的浓盐水零排放系统及其方法 |
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2015
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| CN106976924B (zh) * | 2016-01-15 | 2020-12-29 | 北京高能时代环境技术股份有限公司 | 基于雾化蒸发的浓盐水零排放系统及其方法 |
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