CN213266029U - 一种煤化工循环水排污水的处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤化工循环水排污水的处理系统，其包括依次并排设置的石灰前混池、纯碱前混池、絮凝池、澄清池和调节池，以及多介质过滤器、超滤装置、反渗透装置和循环水池；本实用新型中，循环水排污水在石灰前混池、纯碱前混池、絮凝池、澄清池和调节池中得到了有效的预处理，浊度/总铁/总磷/硬度等在得到了有效的控制，产水水质均保持稳定，系统抗冲击、抗波动能力强，有效的避免了以上成分对后续膜系统的污堵影响，反渗透产水水质稳定，安全稳定的回用到循环水系统，系统稳定运行性得到有效保障。

Description

一种煤化工循环水排污水的处理系统

技术领域：

本实用新型涉及一种污水处理系统，尤其涉及一种煤化工循环水排污水的处理系统。

背景技术：

煤化工行业属于高耗能行业，一次水消耗量巨大，企业废水处理压力较高，在此情况下“节能减排”逐步深入开展，同时新型水处理药剂的研发、实施，循环水的浓缩倍数得到显著提高，节约大量的一次水，排污水量得到有效控制。但与此同时，循环水中的离子浓度不断增加，水质稳定剂等物质停留时间随之延长。煤化工企业因其工艺特殊性，循环水换热器工艺侧介质含一氧化碳、氢气、硫化氢、烃类、二氧化碳及油类、渣水等各个装置的主辅物料，且各换热器温度压力差别极大，在运行期间会发生物料泄漏，造成循环水中夹带各类气液介质，系统各项指标波动较大，属于极难控制、极难处理的水质范畴，后续流程处理压力较大。目前煤化工企业循环水排污水的主要处理工艺为双膜除盐系统，包括过滤器、超滤及反渗透装置，因排污水中的各项高浓度离子及水处理药剂的存在，超滤及反渗透膜污堵严重，化洗频繁，无法稳定运行，严重影响排污水的正常处理，威胁到循环水系统的安全。

公开号为CN101172724A的专利申请公开了一种工业循环水排污水的处理方法，主要将工业循环冷却水系统的排污水经絮凝沉淀、过滤处理后，一部分直接作为循环水系统的补水回用，另外一部分经过纳滤系统处理后回用，但是该技术无对钙镁离子及重金属离子的去除流程，纳滤膜运行压力较大；同时纳滤为分盐工艺、无法有效的去除盐分，产水回流至大循环水池，浓缩倍数会急剧增加，循环水系统中各项离子浓度升高，腐蚀控制压力较大。

公开号为CN102050533A的专利申请公开了一种循环水排污水处理和回用的方法，采用向循环水排污水中加入氧化性杀菌剂和催化剂进行化学反应，反应完毕后的污水进行絮凝沉淀，絮凝沉淀完毕后的污水进入膜系统进行处理，膜处理完毕后的中水回用到循环水系统，所述氧化性杀菌剂是次氯酸盐或过硫酸盐。本方案可以降低废水的COD并可以减少废水中的细菌含量，处理后的废水达到回用循环水系统的要求，但是该技术较传统的处理工艺仍无法保证膜系统对钙镁离子及其他药剂残留的要求，膜系统污堵风险较大。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种煤化工循环水排污水的处理系统。

本实用新型由如下技术方案实施：一种煤化工循环水排污水的处理系统，包括依次并排设置的石灰前混池、纯碱前混池、絮凝池、澄清池、后混池和调节池，以及多介质过滤器、超滤装置、反渗透装置和循环水池，所述石灰前混池的进口与污水管连通，在所述污水管上设有污水泵；在所述石灰前混池内设有第一pH检测仪，在所述调节池内设有第二pH检测仪；所述石灰前混池与所述纯碱前混池的侧壁顶端连通，所述纯碱前混池和所述絮凝池的侧壁底端连通，所述絮凝池和所述澄清池侧壁顶部连通，所述澄清池与所述后混池的侧壁顶部连通，所述后混池与所述调节池的侧壁顶部连通；

所述调节池的出口与所述多介质过滤器的进口通过管道连通，所述多介质过滤器的出口与所述超滤装置的进口通过管道连通，所述超滤装置的产水口与所述反渗透装置的进口通过管道连通，所述反渗透装置的产水口与所述循环水池进口通过管道连通；

所述石灰前混池与石灰储槽和液碱储槽通过管道连通，在连通石灰前混池与所述石灰储槽和液碱储槽的管道上分别设有石灰调节阀和液碱调节阀；所述纯碱前混池与纯碱储槽和混凝剂储槽通过管道连通，在连通所述纯碱前混池与纯碱储槽和混凝剂储槽之间的管道上分别设有纯碱调节阀和混凝剂调节阀；所述絮凝池与絮凝剂储槽通过管道连通，在连通所述絮凝池与絮凝剂储槽之间的管道上设有絮凝剂调节阀；所述后混池与浓硫酸储槽通过管道连通，在所述后混池与所述浓硫酸储槽之间的管道上设有硫酸调节阀。

进一步的，所述絮凝池靠近澄清池的一侧还设有挡板，所述挡板的底部开口，絮凝后的水首先通过挡板底部开口后上升，再从絮凝池与澄清池之间侧壁的顶部溢流进入澄清池。

进一步的，所述澄清池的底部设有排泥泵，所述排泥泵的出口分别与污泥暂存池和所述絮凝池通过排泥管和回流管连通，在所述排泥管和所述回流管上分别设有排泥调节阀和所述回流阀。

进一步的，所述污泥暂存池与离心脱水机通过管道连通。

进一步的，所述调节池的出口还与所述循环水池通过管道连通，在连通调节池与多介质过滤器的管道上设有第一调节阀，在连通调节池与循环水池的管道上设有第二调节阀。

进一步的，其还包括PLC控制器、污泥高度测量仪和浊度在线监测仪，所述污泥高度测量仪设于所述澄清池内，所述浊度在线监测仪设于澄清池内，所述污泥高度测量仪、所述第一pH检测仪、第二 pH检测仪以及所述浊度在线监测仪均与所述PLC控制器的输入端信号连接，所述PLC控制器的输出端分别与污水泵、石灰调节阀、液碱调节阀、纯碱调节阀、混凝剂调节阀、絮凝剂调节阀、硫酸调节阀、排泥泵、排泥调节阀、回流阀、第一调节阀、第二调节阀信号连接。

进一步的，所述污泥高度测量仪为污泥池超声波泥位计。

本在污水处理时按如下步骤进行：来自循环水回水管网的排污水进入到石灰前混池，依次通过投加氢氧化钠/石灰提升pH后，进入纯碱前混池，与碳酸钠混合，反应使水中的钙镁离子形成碳酸钙及氢氧化镁沉淀，铁、磷等金属离子在此碱性环境下基本形成难溶物，经混凝剂以及絮凝池内的絮凝剂反应后，将水体中的沉淀、难溶物、生物粘泥、胶体、水处理药剂等组分彻底沉淀下来，通过澄清池泥水分离，再加入硫酸调节pH送入多介质过滤器进一步去除残留的悬浮物，然后经超滤和反渗透去除盐分，产水回送至循环水池，浓水送下游进一步处理。

澄清池所产生的污泥部分回流以提高絮凝池污泥浓度，部分排放至污泥暂存池，通过离心脱水机产出干污泥外运。同时在调节池产水增加回流线，在系统开车初期或异常工况下，将不合格的产水回流至大循环水池，避免对下游膜系统造成污堵。

本实用新型的优点：

1、本实用新型中，循环水排污水在石灰前混池、纯碱前混池、絮凝池、澄清池和调节池中得到了有效的预处理，浊度/总铁/总磷/ 硬度等在得到了有效的控制，产水水质均保持稳定，系统抗冲击、抗波动能力强，有效的避免了以上成分对后续膜系统的污堵影响，反渗透产水水质稳定，安全稳定的回用到循环水系统，系统稳定运行性得到有效保障。

2、本实用新型的调节池与多介质过滤器和循环水池连通，且通过第一调节阀和第二调节阀切换，在系统开车初期或系统工况异常时，能将不合格产水迅速回流至大循环水池，避免对下游膜系统造成影响，循环水系统可以在较高浓缩倍数下进行运行，各项离子成分可以控制在一个较高的范围内，也不会对排污水的处理造成影响，进而节约大量补充水。

3、本实用新型可根据各级水池的水质调节加药量，也可通过测量澄清池内污泥高度自动控制污泥泵的启闭，自动化程度高，保证了污水处理质量。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的附图。

图1为实施例1所述一种煤化工循环水排污水的处理系统的示意图；

图2为实施例1所述系统的电控图。

图中：石灰前混池1、纯碱前混池2、絮凝池3、澄清池4、调节池5、多介质过滤器6、超滤装置7、反渗透装置8、循环水池9，第一pH检测仪10、第二pH检测仪11、后混池12、污水泵13、石灰储槽14、液碱储槽15、石灰调节阀16、液碱调节阀17、纯碱储槽 18、混凝剂储槽19、纯碱调节阀20、混凝剂调节阀21、絮凝剂储槽 22、絮凝剂调节阀23、浓硫酸储槽24、硫酸调节阀25、挡板26、排泥泵27、排泥调节阀28、回流阀29、离心脱水机30、第一调节阀 31、第二调节阀32、PLC控制器33、污泥池超声波泥位计34、污泥暂存池35、浊度在线监测仪36。

具体实施方式：

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

一种煤化工循环水排污水的处理系统，其包括依次并排设置的石灰前混池1、纯碱前混池2、絮凝池3、澄清池4、后混池12和调节池5，以及多介质过滤器6、超滤装置7、反渗透装置8和循环水池9，石灰前混池1的进口与污水管连通，在污水管上设有污水泵13，在石灰前混池1内设有第一pH检测仪10，在调节池5内设有第二pH 检测仪11；石灰前混池1与纯碱前混池2的侧壁顶端连通，纯碱前混池2和絮凝池3的侧壁底端连通，絮凝池3和澄清池4侧壁顶部连通，澄清池4与后混池12的侧壁顶部连通，后混池12与调节池5的侧壁顶部连通，澄清池4内设有浊度在线监测仪36；

调节池5的出口与多介质过滤器6的进口通过管道连通，多介质过滤器6的出口与超滤装置7的进口通过管道连通，超滤装置7的产水口与反渗透装置8的进口通过管道连通，反渗透装置8的产水口与循环水池9进口通过管道连通；

石灰前混池1与石灰储槽14和液碱储槽15通过管道连通，在连通石灰前混池1与石灰储槽14和液碱储槽15的管道上分别设有石灰调节阀16和液碱调节阀17；纯碱前混池2与纯碱储槽18和混凝剂储槽19通过管道连通，在连通纯碱前混池2与纯碱储槽18和混凝剂储槽19之间的管道上分别设有纯碱调节阀20和混凝剂调节阀21；絮凝池3与絮凝剂储槽22通过管道连通，在连通絮凝池3与絮凝剂储槽22之间的管道上设有絮凝剂调节阀23；后混池12与浓硫酸储槽24通过管道连通，在后混池12与浓硫酸储槽24之间的管道上设有硫酸调节阀25。

絮凝池3靠近澄清池4的一侧还设有挡板26，挡板26的底部开口，絮凝后的水首先通过挡板26底部开口后上升，再从絮凝池3与澄清池4之间侧壁的顶部溢流进入澄清池4。

澄清池4的底部设有排泥泵27，排泥泵27的出口分别与污泥暂存池35和絮凝池3通过排泥管和回流管连通，在排泥管和回流管上分别设有排泥调节阀28和回流阀29，污泥暂存池35与离心脱水机 30通过管道连通。

污泥回流量的调整是通过絮凝池3内污泥浓度为准，正常工况下要保持絮凝池3的污泥浓度稳定。

调节池5的出口还与循环水池9通过管道连通，在连通调节池5 与多介质过滤器6的管道上设有第一调节阀31，在连通调节池5与循环水池9的管道上设有第二调节阀32。

调节池5出口正式流程为去过滤、超滤和反渗透；另设置一个流程为回流至循环水池，用于在系统开机时或前序系统异常时浊度、硬度等指标大幅度异常时的排放，避免不合格的水对下游过滤、超滤即反渗透系统的污染。

作为一种具体实施方式，其还包括PLC控制器33和污泥池超声波泥位计34，污泥池超声波泥位计34设于澄清池4内，污泥池超声波泥位计34、第一pH检测仪10、第二pH检测仪11和浊度在线监测仪36均与PLC控制器33的输入端信号连接，PLC控制器33的输出端分别与污水泵13、石灰调节阀16、液碱调节阀17、纯碱调节阀 20、混凝剂调节阀21、絮凝剂调节阀23、硫酸调节阀25、排泥泵27、排泥调节阀28、回流阀29、第一调节阀31、第二调节阀32信号连接。

本实施例中，石灰和液碱的投加量以石灰前混池1的pH来调节，即第一pH检测仪10检测数值反馈PLC控制器33后，在线调节石灰和液碱的投加量。

纯碱的投加是变化的，以进水钙硬度和产水钙硬度来调节，进水钙镁硬度通过化验检测，因系统停留时间较长，具备较强的抗波动、抗冲击能力，因此每班1次的分析检测即可，若来水波动较大，则加大化验频次。

浓硫酸的投加以调节池5出口的pH来调节，即第二pH检测仪 11检测数值反馈PLC控制器33后，在线调节浓硫酸的投加量。

混凝剂和絮凝剂的投加是依据现场烧杯实验确定的，测试其沉降性能，依据烧杯实验结果对系统进行调节，在水质不稳定的情况下烧杯实验频次会加强。

在循环水排污水高密度沉淀池处理工序中，采用的是“软化-混凝 -絮凝-沉淀”一体化工艺。

1、在石灰前混池1前端，向待处理的循环水排污水中加入氢氧化钙和液体氢氧化钠，调节pH值在10-10.5之间，氢氧化钙和液体氢氧化钠的投加比例以来第一pH检测仪10的测量而定；

2、在纯碱前混池2前端，向提升pH后的循环水排污水中加入碳酸钠和混凝剂，控制产水上清液钙硬度、镁硬度在100-150mg/l(以碳酸钙计)，所使用的混凝剂为液体聚合硫酸铁，投加浓度为 100-150mg/l(原液)；

3、在絮凝池3内，向来水中加入絮凝剂，搅拌停留时间控制在 30min-60min，所使用的的絮凝剂为阴离子PAM，药剂配置浓度1-2‰，投加浓度为0.4-1.5mg/l(粉料)；

4、在澄清池4内，刮泥机叶轮外源线速度控制为4m/min；

5、在后混池12内，向澄清池4来的上清液投加浓硫酸，调节 PH值在7-8.5。

6、在后续工序中，采用的是“过滤器+超滤+反渗透”工艺。其中所采用的多介质过滤器6滤料为无烟煤(1.0-1.6mm)和石英砂 (0.8-1.2mm)，装填高度比例为1:2；所采用的超滤膜为外压式中控纤维膜、PVDF材质、立式布置、错流量10％；所采用的反渗透膜水通量17-18L/m2/h、1级2段排列、回收率控制75-80％。

本实施例通过调节池5产水的浊度、钙镁硬度来确定第一调节阀 31或第二调节阀32的开闭。

正常产水指标：浊度≤5NTU，钙、镁硬度(碳酸钙计)≤150mg/l，此时第一调节阀31开启，第二调节阀32关闭。

当浊度超过10NTU，且短时间无法恢复时；当系统开车时期，硬度未稳定低于200mg/l时，切换为第一调节阀31关闭，第二调节阀32开启。

如下实施例均采用实施例1中的系统及工艺进行处理，且为验证处理效果，采用手动加药模式。

实施例2：

处理某煤化工循环水排污水，来水主要水质见下表1，操作条件如下：来水pH 8.2，氢氧化钙投加量为332mg/l，液体氢氧化钠投加量为784mg/l，前混池pH控制为10.35，聚合硫酸铁投加量为116mg/l，阴离子PAM投加量为1.33mg/l，反应停留时间为45min，刮泥机外缘线速度4m/min，后混池12pH为8.26。膜处理工序“过滤器+超滤+ 反渗透”中超滤错流率控制10％，反渗透回收率控制80％，从表中可知反渗透产水水质较好，满足回用水质要求。

表1：循环水排污水处理前后数据

项目	进水1	调节池出水1	反渗透产水1
				浊度(NTU)	88.4	1.84	0.15
电导率(us/cm)	2973	3560	218
				钙硬(碳酸钙计，mg/l)	228	145	≤10
镁硬(碳酸钙计，mg/l)	183	140	≤10
				总磷(mg/l)	.98	3.4	0.1
总铁(mg/l)	7.89	0.5	未检出

实施例3：

处理某煤化工循环水排污水，来水主要水质见下表2，操作条件如下：来水pH8.41，氢氧化钙投加量为259mg/l，液体氢氧化钠投加量为619mg/l，石灰前混池1pH控制为10.16，聚合硫酸铁投加量为 2mg/l，阴离子PAM投加量为0.44mg/l，反应停留时间为52min，刮泥机外缘线速度4m/min，后混池12pH为7.98。膜处理工序“过滤器+ 超滤+反渗透”中超滤错流率控制10％，反渗透回收率控制78％，产水满足回用水质要求。

表2：循环水排污水处理前后数据

实施例4

处理某煤化工循环水排污水，来水主要水质见下表3，操作条件如下：来水pH8.24，氢氧化钙投加量为299mg/l，液体氢氧化钠投加量为860mg/l，石灰前混池1pH控制为10.26，聚合硫酸铁投加量为 111mg/l，阴离子PAM投加量为0.51mg/l，反应停留时间为53min，刮泥机外缘线速度4m/min，后混池12pH为8.34。膜处理工序“过滤器+超滤+反渗透”中超滤错流率控制10％，反渗透回收率控制75％，产水满足回用水质要求。

表3：循环水排污水处理前后数据

项目	进水	调节池出水	反渗透产水
				浊度(NTU)	23.9	2.18	0.15
电导率(us/cm)	5788	6360	287
				钙硬(碳酸钙计，mg/l)	398	147	≤10
镁硬(碳酸钙计，mg/l)	205	146	≤10
				总磷(mg/l)	10.69	3.1	0.1
总铁(mg/l)	1.72	0.36	未检出

从以上实施例中可以看出：通过本实用新型系统处理，循环水排污水得到了有效的预处理，浊度/总铁/总磷/硬度等得到了极大范围的降低，产水水质均保持稳定，系统抗冲击、抗波动能力强，有效的避免了以上成分对后续膜系统的污堵影响，反渗透产水水质稳定，安全稳定的回用到循环水系统，系统稳定运行性得到有效保障。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种煤化工循环水排污水的处理系统，其特征在于，其包括从前到后依次并排设置的石灰前混池、纯碱前混池、絮凝池、澄清池、后混池和调节池，以及多介质过滤器、超滤装置、反渗透装置和循环水池，所述石灰前混池的进口与污水管连通，在所述污水管上设有污水泵；在所述石灰前混池内设有第一pH检测仪，在所述调节池内设有第二pH检测仪；所述石灰前混池与所述纯碱前混池的侧壁顶端连通，所述纯碱前混池和所述絮凝池的侧壁底端连通，所述絮凝池和所述澄清池侧壁顶部连通，所述澄清池与所述后混池的侧壁顶部连通，所述后混池与所述调节池的侧壁顶部连通；

所述调节池的出口与所述多介质过滤器的进口通过管道连通，所述多介质过滤器的出口与所述超滤装置的进口通过管道连通，所述超滤装置的产水口与所述反渗透装置的进口通过管道连通，所述反渗透装置的产水口与所述循环水池进口通过管道连通；

所述石灰前混池与石灰储槽和液碱储槽通过管道连通，在连通石灰前混池与所述石灰储槽和液碱储槽的管道上分别设有石灰调节阀和液碱调节阀；所述纯碱前混池与纯碱储槽和混凝剂储槽通过管道连通，在连通所述纯碱前混池与纯碱储槽和混凝剂储槽之间的管道上分别设有纯碱调节阀和混凝剂调节阀；所述絮凝池与絮凝剂储槽通过管道连通，在连通所述絮凝池与絮凝剂储槽之间的管道上设有絮凝剂调节阀；所述后混池与浓硫酸储槽通过管道连通，在所述后混池与所述浓硫酸储槽之间的管道上设有硫酸调节阀。

2.根据权利要求1所述一种煤化工循环水排污水的处理系统，其特征在于，所述絮凝池靠近澄清池的一侧还设有挡板，所述挡板的底部开口。

3.根据权利要求1所述的一种煤化工循环水排污水的处理系统，其特征在于，所述澄清池的底部设有排泥泵，所述排泥泵的出口分别与污泥暂存池和所述絮凝池通过排泥管和回流管连通，在所述排泥管和所述回流管上分别设有排泥调节阀和回流阀。

4.根据权利要求3所述的一种煤化工循环水排污水的处理系统，其特征在于，所述污泥暂存池与离心脱水机通过管道连通。

5.根据权利要求3或4所述一种煤化工循环水排污水的处理系统，其特征在于，所述调节池的出口还与所述循环水池通过管道连通，在连通调节池与多介质过滤器的管道上设有第一调节阀，在连通调节池与循环水池的管道上设有第二调节阀。

6.根据权利要求5所述一种煤化工循环水排污水的处理系统，其特征在于，其还包括PLC控制器、污泥高度测量仪和浊度在线监测仪，所述污泥高度测量仪设于所述澄清池内，所述浊度在线监测仪设于澄清池内，所述污泥高度测量仪、所述第一pH检测仪、第二pH检测仪以及所述浊度在线监测仪均与所述PLC控制器的输入端信号连接，所述PLC控制器的输出端分别与污水泵、石灰调节阀、液碱调节阀、纯碱调节阀、混凝剂调节阀、絮凝剂调节阀、硫酸调节阀、排泥泵、排泥调节阀、回流阀、第一调节阀、第二调节阀信号连接。

7.根据权利要求6所述一种煤化工循环水排污水的处理系统，其特征在于，所述污泥高度测量仪为污泥池超声波泥位计。

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