CN209411951U - 一种兰炭废水的预处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种兰炭废水的预处理系统，所述兰炭废水的预处理系统包括依次连接的缓冲预处理装置、多相流高效分离装置、混絮凝装置和双介质过滤装置，所述缓冲预处理装置、所述多相流高效分离装置、所述混絮凝装置和所述双介质过滤装置还分别连接至油品收集罐。本实用新型的兰炭废水预处理系统为密闭系统，针对每一级废水采用针对性处理工艺，使得废水处理效率相比现有的静置处理法得到极大提高，且每一级处理后即到下一级，处理层级之间互不干扰，并且能够有效解决有害气体外漏的问题；占地面积小，处理效率高。

Description

一种兰炭废水的预处理系统

技术领域

本实用新型属于煤化工废水处理技术领域，具体涉及一种兰炭废水的预处理系统。

背景技术

兰炭废水又称半焦废水，是指低变质煤在中低温干馏(约600～800℃)过程以及煤气净化、兰炭蒸汽熄焦过程中形成的一种工业废水，该废水具有“四高一少”(高COD、高油、高氨氮、高酚、废水产生量少)的特点，其中含有大量难降解、高毒性且成分复杂的物质，如氨、酚、石油类等物质。

目前国内外尚没有成熟的兰炭废水预处理工艺，兰炭企业均直接将兰炭废水经沉淀池静止沉降后，将水中的煤焦油及固体悬浮物简单去除后直接作为熄焦水使用。沉淀池沉降的方法效率低、受内部结构的影响处理后水中煤焦油含量及固体悬浮物含量指标不稳定。

由于沉淀池为露天开放性水池，占地面积大，并且由于总体积较大，导致向废水池中添加废水处理药物时，药剂量大，且药品反应效果差，废水处理效率低；另一方面兰炭废水中含有大量的有害物质，在开放性的废水池中容易挥发或者随蒸汽进入到空气中，污染环境。因此，对兰炭生产过程中排放出高浓度有机废水进行有效的预处理迫在眉睫，预处理系统的高效性及可靠性直接影响后续生产工艺的正常运行。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种兰炭废水的预处理系统。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本实用新型实施例提供了一种兰炭废水预处理系统，包括依次连接的缓冲预处理装置、多相流高效分离装置、混絮凝装置和双介质过滤装置，所述缓冲预处理装置、所述多相流高效分离装置、所述混絮凝装置和所述双介质过滤装置还分别连接至油品收集罐，其中，

所述缓冲预处理装置的输入端与兰炭废水输出管相连，用于输入所述兰炭废水，并进行重质油分离处理，得到重质油和二级废水；

所述多相流高效分离装置，用于对所述二级废水进行轻质油分离，得到三级废水；

所述混絮凝装置，用于对所述三级废水中的悬浮物进行絮凝沉降得到四级废水；

所述双介质过滤装置的输出端连接排水管道，用于对所述四级废水进行过滤处理，并从所述排水管道排出。

在一个具体的实施例中，所述兰炭废水输出管和所述缓冲预处理装置的输入端之间的管道上设置有静态混合器，第一加药装置通过管道连接至静态混合器。

在一个具体的实施例中，所述多相流高效分离装置包括超重力旋流预分离筒和多相分离室，所述超重力旋流预分离筒的进液口与所述缓冲预处理装置连接，所述超重力旋流预分离筒的出液口与所述多相分离室连接；

所述多相分离室内沿长度方向依次设置流型调整装置、一级除油斜板、隔板、聚结装置、二级除油斜板、隔泥板和溢流堰板。

在一个具体的实施例中，所述混絮凝装置的内腔设置有搅拌装置，所述混絮凝装置通过管道和第二加药装置连接。

在一个具体的实施例中，所述缓冲预处理装置和所述多相流高效分离装置之间安装有第一增压泵，所述多相流高效分离装置和所述混絮凝装置之间安装有第二增压泵，所述混絮凝装置和所述双介质过滤装置之间安装有第三增压泵。

在一个具体的实施例中，还包括全自动控制系统，所述全自动控制系统分别与所述缓冲预处理装置、所述多相流高效分离装置、所述混絮凝装置和所述双介质过滤装置连接，用于对所述缓冲预处理装置、所述多相流高效分离装置、所述混絮凝装置和所述双介质过滤装置进行信号控制。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1、本实用新型的兰炭废水预处理系统为密闭系统，通过设置缓冲预处理装置、多相流高效分离装置、混絮凝装置和双介质过滤装置，使得兰炭废水在处理过程中处于流动状态，系统的四个部分同时工作，使得兰炭废水处理效率更高，并且能够有效解决有害气体外漏的问题；另一方面，在缓冲预处理阶段添加破乳剂，在对三级废水处理阶段添加絮凝剂，这样添加的药剂更有针对性，药剂使用效率更高，因此能够减少药剂使用量，降低成本。

2、本实用新型实施例中，缓冲预处理装置、多相流高效分离装置、混絮凝装置和双介质过滤装置还分别连接至油品收集罐，可有效地将兰炭废水予以处理，同时将兰炭废水中所含有的煤焦油和油泥进行回收，大幅度降低了环保装置的运行费用，对后期工业化应用效果尤为显著。

3、本实用新型实施例中的多相流高效分离装置采用多相流分离、聚结技术，使得轻质油浮于水上，重质油和油泥沉积在水下，实现了水上油和水下油的高效分离；装置内设旋流预分离、流型调整、聚结填料、斜板等部件充分将二级废水中油包水、水包油的粒径分子高效分离，再依托聚结装置进行高效聚结，实现油滴与水滴从分散相变成连续相，保证水中含油指标要求。

4、本实用新型提供的兰炭废水预处理系统，针对每一级废水采用针对性处理工艺，使得废水处理效率相比现有的静置处理法得到极大提高，且每一级处理后即到下一级，处理层级之间互不干扰，因此能够处理大量的兰炭废水。本实用新型利用较小的场地和资源能够解决大量的兰炭废水的预处理问题。

附图说明

图1为本实用新型提供的兰炭废水预处理系统的结构示意图；

图2为本实用新型提供的兰炭废水预处理方法的流程图；

图3为本实用新型提供的多相流高效分离装置的结构示意图；

图4为本实用新型提供的多相流高效分离装置的超重力旋流预分离筒的结构示意图；

图5为本实用新型提供的多相流高效分离装置的流型分布调整装置的结构示意图；

图6为本实用新型提供的多相流高效分离装置的吸能器结构示意图；

图7为本实用新型提供的多相流高效分离装置一级除油斜板的结构示意图；

图8为本实用新型提供的多相流高效分离装置二级除油斜板的结构示意图；

图9为本实用新型提供的多相流高效分离装置一级聚结装置的结构示意图；

图10为本实用新型兰炭废水多相流高效分离装置的二级聚结装置的结构示意图；

图11为本实用新型提供的多相流高效分离装置的溢流堰板的结构示意图；

图12为本实用新型提供的多相流高效分离装置的隔板的结构示意图。

附图标记说明：

1、进液口；2、超重力旋流预分离筒；3、落液管；4、流型分布调整装置；5、吸能器；6、第一排污泥口；7、一级除油斜板；8、隔板；9、一级聚结装置；10、二级聚结装置；11、二级除油斜板；12、安全阀；13、排气口；14、油水界面仪；15、取样口；16、水室液位计；17、溢流堰板；18、油室液位计；19、出油口；20、支座；21、排水口；22、隔泥板；23、第二排污口；24、第三排污泥口；25、壳体；2-1、顶板；2-2、螺旋板；2-3、分离筒外壳；2-4、支撑管；4-1、挡液板；4-2、固定孔板；5-1、吸能板；5-2支撑架；7-1、第一固定板；7-2棱板；9-1、第一填料架；9-2、第一填料；10-1、第二填料架；10-2、第二填料；11-1、第二固定板；11-2、齿条。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例一

为了克服现在的兰炭废水预处理工艺存在的问题，本实用新型提供了一种高效分离系统、运行可靠、稳定且无污染物产生的兰炭高浓度有机废水资源化预处理系统。

具体的如图1所示，图1为本实施例提供的兰炭废水预处理系统的结构示意图；本实施例提供一种兰炭废水预处理系统，包括依次连接的缓冲预处理装置、多相流高效分离装置、混絮凝装置和双介质过滤装置，其中，缓冲预处理装置的输入端与兰炭废水输出管相连，兰炭废水首先进入缓冲预处理装置，该装置具有缓存兰炭废水的作用，减慢兰炭废水的流速，在重力的作用下，重质油和油泥沉积，轻质油和水上浮，实现重质煤焦油和废水的预分离，并且缓冲预处理装置和油品收集罐连接，重质油和油泥沉降至缓冲预处理装置底部，并进入油品收集罐，而分离出的二级废水则通过管道进入多相流高效分离装置。

需要说明的是，所述兰炭废水输出管和所述缓冲预处理装置的输入端之间的管道上设置有静态混合器，第一加药装置通过管道连接至静态混合器。具体的，第一加药装置用于向兰炭废水中添加破乳剂，破乳剂与兰炭废水在静态混合器中混合。由于破乳剂的作用需要一定的反应时间，本实用新型中，通过在兰炭废水进入预处理系统之前就添加破乳剂，然后经过第一道工序的缓冲预处理过程，当兰炭废水到达第二道工序多相流高效分离装置中时，则破乳剂能够较好地对油水乳化液产生较好的药效，配合多相流高效分离装置能够取得更好的破乳分离效果。可以实现较少的药量产生更好的药效，节省药剂量的使用，解决了现有技术中药物作用效果差的问题。

兰炭废水输出管和缓冲预处理装置的输入端之间还设置有外输泵，缓冲预处理装置和多相流高效分离装置之间安装有第一增压泵，泵的使用，使得兰炭废水的流速变得可控，单位时间内，对兰炭废水的处理量也变得可控。

如图3所示，多相流高效分离装置包括超重力旋流预分离筒和多相分离室，所述超重力旋流预分离筒的进液口与所述缓冲预处理装置连接，所述超重力旋流预分离筒的出液口与所述多相分离室连接；

所述多相分离室内沿长度方向依次设置流型调整装置、一级除油斜板、隔板、聚结装置、二级除油斜板、隔泥板和溢流堰板。

具体的，二级废水经进液口进入超重力旋流预分离筒，通过内部设定的旋流流道进行连续相油水分离并缓存，然后进入多相分离室。

需要说明的是，超重力旋流预分离筒的第一端与进液口1连接，超重力旋流预分离筒2的第二端与多相流高效分离装置的壳体25固定连接，超重力旋流预分离筒2的第二端下方安装有落液管3、流型分布调整装置4和吸能器5，落液管3对液体流向起到流体导向作用；如图5所示，流型分布调整装置4由挡液板4-1和固定孔板4-2组成，其作用是将混合液体的状态调整，由紊流层向平流层过渡；如图6所示，吸能器5由吸能板5-1和支撑架5-2组成，具体的，落液管的第一端与壳体内壁固定连接，且与超重力旋流预分离筒连通；所述落液管的第二端与流型分布调整装置固定连接；流型分布调整装置固定在壳体内壁上；吸能器与壳体内壁固定连接，且设置在流型分布调整装置的下方。

如图4所示，超重力旋流预分离筒2包括：顶板2-1、螺旋板2-2、分离筒外壳2-3和支撑管2-4；其中，顶板设置于分离筒外壳组成的腔体的顶端，且与分离筒外壳固定连接；螺旋板设置于分离筒外壳组成的腔体的内部，且螺旋围绕支撑管固定连接；支撑管的一端与顶板固定连接。由于螺旋板固定在支撑管上，且螺旋板与分离筒外壳之间有间隙，支撑管还与顶板固定，所以本实用新型的超重力旋流预分离筒2的螺旋装置可从分离筒中抽出，非常方便维修更换。本实用新型的超重力旋流预分离筒2，分离筒与壳体25采用螺栓固定连接，内部螺旋板组成流体流道，通过设计流道的形状及尺寸可以有效的增强油水各项离心力，从而将混合液中的油水相间充分的碰撞接触，提高油水相间分离的效率，内部流道螺距为50～500mm，该尺寸的螺距能够最优化地将使得重质油、油泥和轻质混合废水分层，不同的螺距尺寸产生的离心力变化，导致效果不同。超重力旋流预分离筒2材质根据介质特性可以为金属或非金属。

具体的工作原理为：二级废水通过超重力旋流预分离筒2的离心作用下将使得重质油、油泥和轻质混合废水分层，然后进入超重力旋流预分离筒2下方的落液管3，落液管3对重质油、油泥和轻质混合废水进行导流进入流型分布调整装置4中，并且重质油、油泥和轻质混合废水在重力作用下对吸能器5的吸能板5-1产生撞击，进一步强化破乳效果，完成油水相间初步分离，此时重质油和油泥在吸能板5-1的撞击作用下沉降，初步分离的轻质混合废水通过流型分布调整装置4上的多个通孔上涌至流型分布调整装置4的上层，将污泥和固体悬浮物阻挡在下层，完成泥砂和固体悬浮物的初步分离，重质油和油泥通过第一排污口6外排，轻质混合废水进入多相分离室。

超重力分离筒2、流形调整装置4及吸能器5的组合的使用，对兰炭废水具有活性水洗破乳效果，改善了多相分离的水力条件，加快油、水，污泥和固体悬浮物分离速度。

进一步的，轻质混合废水进入多相分离室后通过一级除油斜板进行油水相再分离，如图7所示，一级除油斜板7由第一固定板7-1和棱板7-2组成，设置于落液管3和流型分布调整装置4的右侧，且与多相流高效分离装置的壳体25的内壁固定连接，轻质混合废水通过此板后，油水各相根据密度产生的重力不同，通过棱板时会增强油水相间分离效率。本实用新型一级除油斜板7的斜板高度为0.1～2m，倾斜角度为50～75°。部分油泥及固体悬浮物被隔板8挡留，隔板8设置在一级除油斜板7和一级聚结装置9之间，垂直固定再壳体25的内壁上，结构如图12所示，用于减少进入一级聚结装置9的油泥及固定悬浮物。需要说明的是，隔板8挡留的位置设置有排污口，排污口和油品收集罐连接，油泥及固体悬浮物通过排污口外排。

进一步的，轻质混合废水经一级除油斜板7后进入一级聚结装置9，如图9所示，一级聚结装置9有第一填料架9-1和第一填料9-2组成，其作用是可以将油水相间的初级乳化液进行破乳、聚结，在一级聚结装置9中可以将粒径小于80微米的油、水液滴进行相间破乳聚结，根据油、水分子表面张力的不同，进行同相聚结，完成油水初步聚结分离，随后轻质混合废水进入二级聚结装置10，如图10所示，二级聚结装置10有第二填料架10-1和第二填料10-2组成，其作用是将一级聚结后的油水相间剩余乳化液进行破乳、聚结，在二级聚结装置中可以进一步加快相间粒径大于80微米小于100微米的油、水分子液滴的聚结。

进一步的，轻质混合废水经二级聚结装置进入二级除油斜板，如图8所示，二级除油斜板11由第二固定板11-1和齿条11-2组成，设置于二级聚结装置的右侧，且与壳体25的内壁固定连接，通过一级除油斜板、一级聚结装置和二级聚结装置后的油水相通过齿条11-2后可以破坏油水乳化液表面张力，而后根据油水各相的密度产生的重力不同，进一步提高油水相间分离效率。而后经过油水相分离的轻质混合废水进入分离流场，本实施例中，分离流畅即为多相分离室中的平流区，具体的，在分离流场中设有平流段，为油水液滴提供稳定的流场条件，在该稳定的平流环境下，根据密度差，重质油/油泥下沉、轻油上浮、水居中间。

需要说明的是，平流区的底部还设置有第三排污口24，用于将聚积的油污排出。

具体的，多相分离室内设置有隔泥板22和溢流堰板17，轻质混合废水经过隔泥板22进入废水存储区，废水存储区设置溢流堰板17，溢流堰板17的结构如图11所示，隔泥板22将平流区的油泥阻挡，三级废水通过，溢流堰板17将三级废水阻挡，废水上层的浮油通过溢流堰板17进入油品储存室，油泥阻挡区设置有第二排污口23，将油泥排出，废水存储区也设置有排水口21，通过管道与混絮凝装置连接，油品储存室设置有排油口19。

需要说明的是，本实用新型一级聚结装置9的填料厚度：0.3～4m，除油率为90～95％，孔隙率为70～85％；二级聚结装置10的填料厚度为0.3～4m，除油率为95～99％，孔隙率为85～90％。

本实施例中，多相流高效分离装置采用高效旋流分离技术、专用聚结技术，提高分离速度，减少沉降时间，多相流高效分离装置充分将二级废水中油包水、水包油的粒径分子高效分离，再依托核心部件进行高效聚结，实现油滴与水滴从分散相变成连续相，实现油水的高效聚结分离，保证水中含油指标要求，为新技术后段工艺提供合格连续稳定水质。

需要说明的是，本实用新型的多相流高效分离装置的壳体25的顶部还设置有安全阀12、排气口13、油水界面仪14、取样口15、水室液位计16和油室液位计18；其中水室液位计16设置在溢流堰板17前的壳体25上，油室液位计18设置在溢流堰板17后的壳体25上。

本实用新型的兰炭废水多相流高效分离装置还包括底座20，底座20有两个，壳体25通过底座20将整个装置固定在地面上或其它固定物上。

进一步的，所述混絮凝装置的内腔设置有搅拌装置，所述混絮凝装置通过管道和第二加药装置连接。

多相流高效分离装置和混絮凝装置之间安装有第二增压泵，混絮凝装置内安装有搅拌装置，当三级废水在第二增压泵的作用下高速流动时，第二加药装置向高速进入的三级废水中添加絮凝剂，使得三级废水与药剂充分混合，再通过搅拌装置搅拌作用，加速药效反应，使得絮凝效果更好，反应速度更快，提高絮凝沉降速度，快速去除废水中的固体悬浮物。处理后的四级废水进入双介质过滤装置。

进一步的，所述混絮凝装置和所述双介质过滤装置之间安装有第三增压泵。第三增压泵可以控制进入双介质过滤装置的速度，保证物理过滤质量。四级废水中依然含有少量油和絮状物，双介质过滤装置为预处理系统最后一道物理过滤工序，其内部设置有砂砾支撑层、粗砂层、细砂层、无烟煤层，将废水中煤焦油及固体悬浮物处理到合格指标(水中含油≤500mg/L,悬浮物含量≤20mg/L)，处理后的废水进入后续处理系统。

上述实施例所采用的缓冲预处理+高效多相流分离+混絮凝处理+双介质过滤的工艺流程，有效地将废水中的煤焦油及固体悬浮物予以处理，处理后含油含量≤500mg/L，悬浮物含量≤20mg/L，对兰炭废水的资源化综合治理提供了新的预处理工艺技术，为兰炭行业绿色循环发展奠定基础。

进一步的，需要说明的是，本实施例提供的预处理系统还包括全自动控制系统，所述全自动控制系统分别与所述缓冲预处理装置、所述多相流高效分离装置、所述混絮凝装置和所述双介质过滤装置连接，用于对所述缓冲预处理装置、所述多相流高效分离装置、所述混絮凝装置和所述双介质过滤装置进行信号控制。

所述缓冲预处理装置、所述多相流高效分离装置、所述混絮凝装置和所述双介质过滤装置的启动、暂停、运转以及其他内部控制等均由全自动控制系统进行控制。操作人员只需要对全自动控制系统进行操作，即可完成对本预处理系统中各个环节的控制。

实施例二

在上述实施例的基础上，本实用新型实施例利用实施例一中依次连接的缓冲预处理装置、多相流高效分离装置、混絮凝装置和双介质过滤装置对兰炭废水进行预处理方法，具体的实施过程如图2所示，图2为本实施例提供的兰炭废水预处理方法的流程图。本兰炭废水预处理方法包括以下步骤：

步骤1：对所述兰炭废水进行重质油分离处理，得到二级废水；具体的，利用静态混合器向所述兰炭废水中加入破乳剂；将添加破乳剂后的兰炭废水在缓冲预处理装置中静置N小时，使重质油和水分层，重质油进入油品收集罐，二级废水通过管道排出，其中，废水静置时间根据实际废水量、破乳剂的反应速度以及温度条件等综合条件设定。

需要说明的是，兰炭废水具体静置时间需要结合水量和温度条件进行设定，在此不做具体限定。

步骤2：对所述二级废水进行轻质油分离，得到三级废水；具体的，利用多相流高效分离装置的超重力旋流预分离筒对所述二级废水进行超重力分离，得到轻质混合废水；在多相分离室对所述轻质混合废水进行除油、聚结分离，使重质油/油泥、三级废水水、轻油分层，并通过不同的出口排出。

步骤3：对所述三级废水中的悬浮物进行絮凝沉降，得到四级废水；具体的，向混絮凝装置中加入絮凝剂；对添加絮凝剂后的三级废水进行搅拌，加快悬浮物沉降，合格废水进入双介质过滤装置。

步骤4：对所述四级废水进行过滤处理后排出。具体的，双介质过滤装置对进入的四级废水进行物理过滤，进一步去除四级废水中的油和悬浮物杂质。

本实用新型所采用的技术方案主要表现为采用缓冲预处理+高效多相流分离+混絮凝处理+双介质过滤的工艺流程。针对每一级废水采用针对性处理工艺，使得废水处理效率相比现有的静置处理法得到极大提高，且每一级处理后即到下一级，处理层级之间互不干扰，因此能够处理大量的兰炭废水。本实用新型利用较小的场地和资源能够解决大量的兰炭废水的预处理问题。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种兰炭废水的预处理系统，其特征在于，包括依次连接的缓冲预处理装置、多相流高效分离装置、混絮凝装置和双介质过滤装置，所述缓冲预处理装置、所述多相流高效分离装置、所述混絮凝装置和所述双介质过滤装置还分别连接至油品收集罐，其中，

所述缓冲预处理装置的输入端与兰炭废水输出管相连，用于输入所述兰炭废水，并进行重质油分离处理，得到重质油和二级废水；

所述多相流高效分离装置，用于对所述二级废水进行轻质油分离，得到三级废水；

所述混絮凝装置，用于对所述三级废水中的悬浮物进行絮凝沉降得到四级废水；

所述双介质过滤装置的输出端连接排水管道，用于对所述四级废水进行过滤处理，并从所述排水管道排出。

2.根据权利要求1所述的兰炭废水的预处理系统，其特征在于，所述兰炭废水输出管和所述缓冲预处理装置的输入端之间的管道上设置有静态混合器，第一加药装置通过管道连接至静态混合器。

3.根据权利要求1所述的兰炭废水的预处理系统，其特征在于，所述多相流高效分离装置包括超重力旋流预分离筒和多相分离室，所述超重力旋流预分离筒的进液口与所述缓冲预处理装置连接，所述超重力旋流预分离筒的出液口与所述多相分离室连接；

所述多相分离室内沿长度方向依次设置流型调整装置、一级除油斜板、隔板、聚结装置、二级除油斜板、隔泥板和溢流堰板。

4.根据权利要求1所述的兰炭废水的预处理系统，其特征在于，所述混絮凝装置的内腔设置有搅拌装置，所述混絮凝装置通过管道和第二加药装置连接。

5.根据权利要求1所述的兰炭废水的预处理系统，其特征在于，所述缓冲预处理装置和所述多相流高效分离装置之间安装有第一增压泵，所述多相流高效分离装置和所述混絮凝装置之间安装有第二增压泵，所述混絮凝装置和所述双介质过滤装置之间安装有第三增压泵。

6.根据权利要求1所述的兰炭废水的预处理系统，其特征在于，还包括全自动控制系统，所述全自动控制系统分别与所述缓冲预处理装置、所述多相流高效分离装置、所述混絮凝装置和所述双介质过滤装置连接，用于对所述缓冲预处理装置、所述多相流高效分离装置、所述混絮凝装置和所述双介质过滤装置进行信号控制。