CN207313382U - 一种煤化工污水回用作锅炉补给水的组合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种煤化工污水回用作锅炉补给水的组合装置：该装置包括污水处理工段、回用水预处理工段、超滤工段、一级反渗透工段、二级反渗透工段、EDI电除盐工段，所述污水处理后依次经水解酸化池、接触氧化池、高密度沉淀池、V型滤池、网式自清洗过滤器进行预处理，超滤工段产水经一级反渗透供水泵、保安过滤器、高压泵送入一级反渗透装置，一级反渗透装置产水经二级反渗透供水泵、保安过滤器、高压泵送入二级反渗透装置，二级反渗透产水经EDI电除盐装置精除盐，通过外输水泵送入锅炉补给水管网。本实用新型使处理后的煤化工污水达到锅炉补给水质量标准，实现了煤化工污水回用作锅炉补给水，提高了水资源的重复利用率。

Description

一种煤化工污水回用作锅炉补给水的组合装置

技术领域

本实用新型属于大型煤化工企业煤化工污水回收利用领域，具体涉及一种煤化工污水回用作锅炉补给水的组合装置。

背景技术

大型石化工厂为开式回收系统，所有水处理均可实现“污水零排放”。水源地地表水经过净水厂混凝沉淀、过滤消毒后作为厂区生活用水、生产用水、部分循环水补充水和脱盐水站原水，脱盐水站产水作为锅炉补给水。

污水站来水主要为煤气化、转化、合成、甲醇制烯烃及烯烃聚合过程中所产生的污水。目前，一般煤化工污水经生化处理达到污水综合排放标准(GB8978-1996)后进入回用水站处理，回用水站反渗透产水作为循环水补充水，反渗透浓水进一步脱盐回用作循环水补充水或达到排放标准后直接排放至纳污水体。但是煤化工污水经回用水站处理后由于含盐量较高(主要为Cl^-，Na⁺，NH₄ ⁺及少量Ca²⁺、Mg²⁺等)，电导约100～300us/cm，无法回用作锅炉补给水。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种煤化工污水回用作锅炉补给水的组合装置。

为达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

该组合装置包括串联的污水处理工段、回用水预处理工段、超滤工段、一级反渗透工段、二级反渗透工段以及EDI电除盐工段，所述污水处理工段包括SBR反应池，回用水预处理工段包括依次串联的回用水站调节池、水解酸化池、接触氧化池、高密度沉淀池、V型滤池和网式自清洗过滤器，SBR反应池与回用水站调节池相连，网式自清洗过滤器与超滤工段相连。超滤工段产水送入一级反渗透工段，一级反渗透工段产水送入二级反渗透工段，二级反渗透工段产水经EDI电除盐工段除盐后送入锅炉补给水管网。

所述污水处理工段具体包括依次串联的污水调节池、污水提升泵和SBR反应池，污水调节池内设置有搅拌器，SBR反应池内设置有滗水器、曝气设施和搅拌设施，排泥泵与SBR反应池相连。

所述回用水预处理工段具体包括依次串联的回用水站调节池、回用水提升泵、水解酸化池、接触氧化池、混凝搅拌池、高密度沉淀池、V型滤池、V型滤池产水池、超滤供水泵和网式自清洗过滤器，水解酸化池内设置有气提排泥设施，接触氧化池内设置有生物填料和曝气设施，高密度沉淀池内设置有刮泥机、污泥循环泵和污泥排放泵。

所述超滤工段包括串联的超滤装置和超滤产水池，超滤装置与网式自清洗过滤器相连，超滤产水池与一级反渗透工段进口、二级反渗透工段浓水出口、EDI电除盐工段浓水出口以及超滤反洗水泵相连，超滤反洗水泵与超滤装置相连。

所述一级反渗透工段包括一级反渗透供水泵以及依次串联的一级反渗透保安过滤器、一级反渗透高压泵、一级反渗透装置和一级反渗透产水池，一级反渗透供水泵与一级反渗透保安过滤器及超滤产水池相连，一级反渗透产水池与一级反渗透冲洗水泵相连，一级反渗透冲洗水泵与一级反渗透装置相连。

所述一级反渗透工段还包括用于对一级反渗透装置的浓水进行脱盐的设施(浓水处理单元)。

所述二级反渗透工段包括二级反渗透供水泵以及依次串联的管道混合器、二级反渗透保安过滤器、二级反渗透高压泵、二级反渗透装置和二级反渗透产水池，二级反渗透供水泵与管道混合器及一级反渗透产水池相连，二级反渗透装置浓水出口与超滤工段(超滤产水池)相连。

所述EDI电除盐工段包括EDI供水泵以及依次串联的EDI保安过滤器、EDI电除盐装置、EDI产水池和EDI产水外供泵，EDI供水泵与EDI保安过滤器及二级反渗透产水池相连，EDI产水外供泵与锅炉补给水管网相连，EDI电除盐装置浓水出口与超滤工段(超滤产水池)相连，EDI电除盐装置极水出口经混凝搅拌池与高密度沉淀池相连。

所述组合装置还包括配套化学清洗系统，配套化学清洗系统包括独立配置于超滤工段的超滤膜化学清洗子系统，以及由一级反渗透工段、二级反渗透工段和EDI电除盐工段共用的反渗透膜/EDI模块化学清洗子系统。

所述组合装置还包括配套加药设施，配套加药设施包括用于在SBR反应池添加磷酸盐、碱(氢氧化钠)及甲醇的辅助加药装置、用于在高密度沉淀池添加混凝剂(PAC)和助凝剂(PAM)的辅助加药装置、用于在超滤工段添加超滤膜反洗试剂(盐酸、次氯酸钠、氢氧化钠)的辅助加药装置、用于在一级反渗透工段进口添加还原剂、非氧化性杀菌剂及阻垢剂的辅助加药装置以及用于在二级反渗透工段进口添加二氧化碳去除试剂的辅助加药装置。

本实用新型的有益效果体现在：

本实用新型利用污水处理工段、回用水预处理工段、超滤工段、一级反渗透工段、二级反渗透工段、EDI电除盐工段依次对煤化工污水中固体悬浮物、有机污染物、溶解性离子(含结垢离子)进行多层次深度分离、分质处理，使处理后的煤化工污水达到锅炉补给水质量标准，实现了煤化工污水回用作锅炉补给水，减少了新鲜水取水量，降低了煤化工产品新鲜水单耗，提高了水资源的重复利用率，符合减排增效的发展要求。

进一步的，通过污水处理工段进行生化处理，从而使产水满足石油化学工业污染物排放标准中水污染物排放限值要求。

进一步的，污水站(SBR反应池)出口与回用水预处理工段的调节池相连，然后依次经水解酸化池、接触氧化池、高密度沉淀池、V型滤池、网式自清洗过滤器进行预处理，从而降低水体中有机污染物含量、降低水中暂时硬度，以及降低水中悬浮物含量；通过设置污泥循环泵，从而提高药剂的重复利用率，降低运行成本。

进一步的，二级反渗透工段浓水、EDI电除盐工段浓水于超滤工段得到回用，从而提高水资源的重复利用率。

进一步的，通过对一级反渗透装置浓水进行脱盐回用，从而提高水资源的利用率，实现“污水零排放”。

进一步的，通过对EDI电除盐装置的极水于高密度沉淀池得到回用，从而加强废水分质处理，提高水资源的重复利用率。

附图说明

图1为煤化工污水回用作锅炉补给水的组合装置的结构示意图；

图中：1为污水调节池，2为搅拌器，3为污水提升泵，4为SBR反应池，5为曝气离心风机，6为射流循环搅拌泵，7为排泥泵，8为滗水器，9为回用水站调节池，10为回用水提升泵，11为水解酸化池，12为气提排泥设施，13为接触氧化池，14为罗茨曝气风机，15为接触氧化池生物填料，16为接触氧化池曝气设施，17为混凝搅拌池，18为高密度沉淀池，19为刮泥机，20为污泥循环泵，21为污泥排放泵，22为V型滤池，23为V型滤池反洗风机，24为V型滤池反洗水泵，25为V型滤池产水池，26为超滤供水泵，27为排水地沟，28为自清洗过滤器，29为超滤装置，30为超滤反洗水泵，31为超滤产水池，32为一级反渗透供水泵，33为一级反渗透保安过滤器，34为一级反渗透高压泵，35为一级反渗透装置，36为一级反渗透产水池，37为一级反渗透冲洗水泵，38为二级反渗透供水泵，39为管道混合器，40为二级反渗透保安过滤器，41为二级反渗透高压泵，42为二级反渗透装置，43为二级反渗透产水池，44为EDI供水泵，45为EDI保安过滤器，46为EDI电除盐装置，47为EDI产水池，48为EDI产水外供泵，M表示电机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作详细说明。

参见图1，本实用新型所述煤化工污水回用作锅炉补给水的组合装置包括污水处理工段、回用水预处理工段、超滤工段、一级反渗透工段、二级反渗透工段、EDI电除盐工段以及配套加药设施。

污水处理工段采用SBR处理工艺，煤化工污水先进入到污水调节池1进行均质均量调节，污水调节池1内安装有搅拌器2，进行混合搅拌，污水提升泵3按照设定程序自动将煤化工污水送至SBR反应池4，SBR反应池4内曝气离心风机5、射流循环搅拌泵6按照设定程序启动，进行生化处理，运行过程中可根据来水中污染物浓度、磷酸盐浓度及pH值按需投加甲醇、磷酸盐或者液碱(投加甲醇和磷酸盐的作用是补充微生物代谢过程所必须的碳源和磷元素，投加液碱的目的是为微生物提供合适的pH环境)，处理结束后滗水器8依设定程序自动启停，将处理合格的污水排至回用水站调节池9，滗水结束后进入到下一个周期，SBR反应池4开始进水，如此循环往复，序批式处理。SBR反应池4需定期排泥，通过排泥泵7定期将剩余污泥排至污泥处理单元。污泥处理单元采用传统处理工艺，主要由污泥浓缩池和带式压滤机组成，浓缩池的上清液和压滤机滤液回流至污水调节池1。

回用水站调节池9内的污水通过回用水提升泵10连续送入水解酸化池11，水解酸化池11内水解菌和酸化菌可将不溶性有机物水解为溶解性有机物，同时将难降解的大分子有机物转化为易于生物降解的有机物。水解酸化池11内设置有气提排泥设施12，可定期将剩余污泥排至产水出水渠与水解酸化池11产水共同进入到接触氧化池13，气提排泥设施12的气源为工厂空压站提供的压缩空气。水解酸化池11产水通过重力流进入到接触氧化池13，接触氧化池13设有罗茨曝气风机14，罗茨曝气风机14通过接触氧化池曝气设施16连续向接触氧化池13内曝气，接触氧化池13内中部充满接触氧化池生物填料15，将其作为微生物的载体，污水经充氧后以一定流速流经填料，与生物膜接触，生物膜与悬浮的污泥共同作用，实现去除有机物的目的。

接触氧化池13产水进入缓冲池，经缓冲池提升泵送入混凝搅拌池17，按需向混凝搅拌池17内加入30％的氢氧化钠溶液和饱和碳酸钠溶液，同时向高密度沉淀池18混凝反应区加入混凝剂(PAC)和助凝剂(PAM)，以达到去除Ca²⁺和Mg²⁺的目的。混凝搅拌池和混凝反应区设有搅拌器2，使药剂混合更加均匀并防止小絮体沉积(于混凝搅拌池17中搅拌混合后直接进入高密度沉淀池18)。高密度沉淀池18内设有刮泥机19、污泥排放泵21和污泥循环泵20。刮泥机19的作用是将高密度沉淀池18底部的沉积物均匀的刮至排泥井，防止局部出现死角。污泥排放泵21的作用是将沉积物由排泥井排至污泥处理单元。污泥循环泵20的作用是将未反应完全的氢氧化钠和碳酸钠回流至混凝反应区再次参与反应。

高密度沉淀池18产水通过重力流到达V型滤池22，V型滤池22配套设置V型滤池反洗风机23和V型滤池反洗水泵24，反洗排水通过重力流经排水地沟27汇合到达缓冲池后，经缓冲池提升泵送至混凝搅拌池17，从而回流至高密度沉淀池18混凝反应区，V型滤池22产水经重力流到达V型滤池产水池25(与V型滤池反洗水泵24相连)。

V型滤池产水通过超滤供水泵26送至网式自清洗过滤器28。网式自清洗过滤器28产水利用余压进入超滤装置29，网式自清洗过滤器28清洗排水排至排水地沟27后通过重力流汇合至缓冲池，经缓冲池提升泵送至混凝搅拌池17。超滤装置29的超滤膜采用外压式中空纤维膜，超滤装置29进水时连续投加次氯酸钠溶液进行杀菌。超滤反洗空气来自工厂压缩空气，反洗水来自超滤产水池31，设置有独立的超滤反洗水泵30，反洗时根据不同的运行工况分别投加次氯酸钠溶液、浓度为30％的氢氧化钠溶液和浓度为30％的盐酸。超滤装置29反洗排水经排水地沟27汇合至缓冲池，经缓冲池提升泵送至混凝搅拌池17。当超滤装置累计运行超过一季度时需要对超滤膜进行化学清洗，超滤装置29需要单独配置独立的化学清洗系统，清洗药剂需根据污染物种类确定。

超滤产水依次经一级反渗透供水泵32、一级反渗透保安过滤器33、一级反渗透高压泵34进入到一级反渗透装置35，一级反渗透装置35产水通过装置余压进入一级反渗透产水池36，浓水通过装置余压进入到一级反渗透浓水处理单元进行脱盐回用。一级反渗透膜必须采用高脱盐率、大通量、抗有机物污染型反渗透膜，反渗透膜脱盐率一年内需大于等于97％，三年内大于等于95％(如海德能膜元件PROC10、陶氏膜元件BW30-400/34iFR等)。由于超滤产水中余氯值不满足反渗透膜进水要求，需在一级反渗透供水泵32出口连续投加还原剂(亚硫酸氢钠)，将一级反渗透进水余氯控制在0.1ppm以内。同时需要在一级反渗透保安过滤器33进口冲击性投加非氧化性杀菌剂和阻垢剂，防止微生物在一级反渗透膜表面滋生和结构性离子在膜表面结垢。一级反渗透装置35需要定期通过一级反渗透冲洗水泵37进行冲洗，冲洗水来自一级反渗透产水池36，一级反渗透保安过滤器33检修放空水经排水地沟27汇合至缓冲池，经缓冲池提升泵送至混凝搅拌池17。

一级反渗透产水依次经二级反渗透供水泵38、管道混合器39、二级反渗透保安过滤器40、二级反渗透高压泵41进入到二级反渗透装置42，二级反渗透装置42产水通过装置余压进入二级反渗透产水池43，浓水通过装置余压进入到超滤产水池31直接回用，二级反渗透保安过滤器40检修放空水经排水地沟27汇合至缓冲池，经缓冲池提升泵送至混凝搅拌池17。二级反渗透膜必须采用高脱盐率、大通量、抗污染型反渗透膜。由于一级反渗透产水中溶解的二氧化碳会影响二级反渗透产水电导率，需要在二级反渗透供水泵38和二级反渗透保安过滤器40之间(具体在管道混合器39处)连续投加少量的30％的氢氧化钠溶液对溶解的二氧化碳进行去除。

二级反渗透产水依次经EDI供水泵44、EDI保安过滤器45进入到EDI电除盐装置46，EDI保安过滤器45检修放空水、EDI电除盐装置46极水经排水地沟27汇合至缓冲池，经缓冲池提升泵送至混凝搅拌池17。EDI电除盐装置46产水达到火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量(GB/T12145-2008)中锅炉补给水质量后进入到EDI产水池47，经EDI产水外供泵48送入锅炉补给水管网，浓水回流至超滤产水池31直接回用，极水回流至高密度沉淀池18回用。

一级反渗透装置35、二级反渗透装置42、EDI电除盐装置46共用清洗系统，产水侧、浓水侧化学清洗液两股水回流至清洗系统，循环清洗。

通过对组合装置中各处理工段进行水质检测，本实用新型的产水完全可以满足火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量(GB/T12145-2008)中锅炉补给水质量要求。但由于各处理单元串联运行，后续处理单元对上游处理单元出水水质要求较为严格，需各单元严格控制运行工艺参数和产水指标；同时对关键设备的核心处理组件(超滤膜、一级反渗透膜、二级反渗透膜、EDI模块)的可靠性要求也较高。本实用新型适用于耗水量大、水资源匮乏且没有纳污水体的煤化工企业。污水站处理规模按500立方米每小时计算，一级反渗透回收率按60％计算，每年可节约新鲜水取水量400万立方米，可产锅炉补给水240万立方米。

Claims (10)

1.一种煤化工污水回用作锅炉补给水的组合装置，其特征在于：该组合装置包括串联的污水处理工段、回用水预处理工段、超滤工段、一级反渗透工段、二级反渗透工段以及EDI电除盐工段，所述污水处理工段包括SBR反应池(4)，回用水预处理工段包括串联的回用水站调节池(9)、水解酸化池(11)、接触氧化池(13)、高密度沉淀池(18)、V型滤池(22)和自清洗过滤器(28)，SBR反应池(4)与回用水站调节池(9)相连，自清洗过滤器(28)与超滤工段相连。

2.根据权利要求1所述一种煤化工污水回用作锅炉补给水的组合装置，其特征在于：所述污水处理工段具体包括排泥泵(7)以及串联的污水调节池(1)、污水提升泵(3)和SBR反应池(4)，污水调节池(1)内设置有搅拌器，SBR反应池(4)内设置有滗水器(8)、曝气设施和搅拌设施，排泥泵(7)与SBR反应池(4)相连。

3.根据权利要求1所述一种煤化工污水回用作锅炉补给水的组合装置，其特征在于：所述回用水预处理工段具体包括串联的回用水站调节池(9)、回用水提升泵(10)、水解酸化池(11)、接触氧化池(13)、混凝搅拌池(17)、高密度沉淀池(18)、V型滤池(22)、V型滤池产水池(25)、超滤供水泵(26)和自清洗过滤器(28)，水解酸化池(11)内设置有气提排泥设施(12)，接触氧化池(13)内设置有生物填料和曝气设施，高密度沉淀池(18)内设置有刮泥机(19)、污泥循环泵(20)和污泥排放泵(21)。

4.根据权利要求1所述一种煤化工污水回用作锅炉补给水的组合装置，其特征在于：所述超滤工段包括串联的超滤装置(29)和超滤产水池(31)，超滤装置(29)与自清洗过滤器(28)相连，超滤产水池(31)与一级反渗透工段进口、二级反渗透工段浓水出口、EDI电除盐工段浓水出口以及超滤反洗水泵(30)相连，超滤反洗水泵(30)与超滤装置(29)相连。

5.根据权利要求1所述一种煤化工污水回用作锅炉补给水的组合装置，其特征在于：所述一级反渗透工段包括用于输送超滤工段产水的一级反渗透供水泵(32)以及串联的一级反渗透保安过滤器(33)、一级反渗透高压泵(34)、一级反渗透装置(35)和一级反渗透产水池(36)，一级反渗透供水泵(32)与一级反渗透保安过滤器(33)相连，一级反渗透产水池(36)与一级反渗透冲洗水泵(37)相连，一级反渗透冲洗水泵(37)与一级反渗透装置(35)相连。

6.根据权利要求5所述一种煤化工污水回用作锅炉补给水的组合装置，其特征在于：所述一级反渗透工段还包括用于对一级反渗透装置(35)浓水进行脱盐的设施。

7.根据权利要求1所述一种煤化工污水回用作锅炉补给水的组合装置，其特征在于：所述二级反渗透工段包括用于输送一级反渗透工段产水的二级反渗透供水泵(38)以及串联的管道混合器(39)、二级反渗透保安过滤器(40)、二级反渗透高压泵(41)、二级反渗透装置(42)和二级反渗透产水池(43)，二级反渗透供水泵(38)与管道混合器(39)相连，二级反渗透装置(42)浓水出口与超滤工段相连。

8.根据权利要求1所述一种煤化工污水回用作锅炉补给水的组合装置，其特征在于：所述EDI电除盐工段包括用于输送二级反渗透工段产水的EDI供水泵(44)以及串联的EDI保安过滤器(45)、EDI电除盐装置(46)、EDI产水池(47)和EDI产水外供泵(48)，EDI供水泵(44)与EDI保安过滤器(45)相连，EDI产水外供泵(48)与锅炉补给水管网相连，EDI电除盐装置(46)浓水出口与超滤工段相连。

9.根据权利要求1所述一种煤化工污水回用作锅炉补给水的组合装置，其特征在于：所述组合装置还包括配套化学清洗系统，配套化学清洗系统包括独立配置于超滤工段的超滤膜化学清洗子系统，以及由一级反渗透工段、二级反渗透工段和EDI电除盐工段共用的反渗透膜/EDI模块化学清洗子系统。

10.根据权利要求1所述一种煤化工污水回用作锅炉补给水的组合装置，其特征在于：所述组合装置还包括配套加药设施，配套加药设施包括用于在SBR反应池(4)添加磷酸盐、碱及甲醇的辅助加药装置、用于在高密度沉淀池(18)添加混凝剂和助凝剂的辅助加药装置、用于在超滤工段添加超滤膜反洗试剂的辅助加药装置、用于在一级反渗透工段进口添加还原剂、非氧化性杀菌剂及阻垢剂的辅助加药装置以及用于在二级反渗透工段进口添加二氧化碳去除试剂的辅助加药装置。