CN213266050U - 一种含煤污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种含煤污水处理系统，包括沉淀池、泵、过滤器、反冲罐；泵的一端与所述沉淀池连接，另一端与过滤器的入口连接；过滤器包括入口、出口、连接口及滤芯，过滤器的出口与回收箱连接，连接口与反冲罐的出水口连接；滤芯包括多孔板、滤元及滤袋。本实用新型所公开的一种含煤污水处理系统，解决了传统含煤污水处理系统占地面积大、安装维护、更换不方便的问题，同时解决了固液分离不彻底，传统含煤污水过滤后的出水无法应用于水质要求较高的系统中的问题。

Description

一种含煤污水处理系统

技术领域

本实用新型涉及污水处理领域，尤其涉及一种含煤污水处理系统。

背景技术

随着我国煤矿事业的不断发展，煤矿开采、煤矿燃烧、和煤矿运输所带来的环境问题日益严重，也受到了越来越多的重视。水资源在煤矿开采与运输中占据着重要作用。

然而，在很多煤矿的采矿过程中，污水并未经过处理便直接排放到大自然中，严重污染了煤矿周边环境。因此，对煤炭污水进行处理，对于保护自然环境，具有十分重要的意义。

目前市面上传统的含煤污水处理施工技术中，常用的方式为混凝沉淀，首先在沉淀池内的管道中加药，投加絮凝剂、助凝剂，待沉淀池内的含煤污水反应完毕后，进入到过滤器中，通过石英砂或者纤维球进行过滤，通过含煤污水在设备内较长时间(一般为20-30min的停留)排出，实现含煤污水的处理事项。

但采用上述的施工技术，往往会导致固液分离不够彻底、设备安装结构复杂、操作维护不方便的问题，同时通过以上方法所处理得到的出水只能用于输煤系统中，无法应用于水质要求较高的系统中。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本实用新型提供了一种含煤污水处理系统，通过采用全新的过滤系统，从源头解决含煤污水固液分离不够彻底、设备安装结构复杂、操作维护不方便的问题，同时通过该系统处理得到的出水可用于要求较高的系统中。本实用新型的目的通过以下方案实现：

一种含煤污水处理系统，包括沉淀池、泵、过滤器、反冲罐；

所述泵的一端与所述沉淀池连接，另一端与所述过滤器的入口连接；

所述过滤器包括入口、出口、连接口及滤芯，所述过滤器的出口与回收箱连接，所述连接口与反冲罐的出水口连接；所述滤芯包括多孔板、滤元及滤袋。

进一步地，所述多孔板侧壁上设有若干弹性卡扣，所述外壳内侧壁设有与所述弹性卡扣位置相对的凹槽，所述卡扣与所述凹槽卡接。

进一步地，所述多孔板上有可供所述滤元和所述滤袋安装的通孔，所述滤元、所述滤袋均通过螺栓与所述多孔板上的所述通孔可拆卸的连接。

进一步地，所述滤袋的个数大于等于所述滤元的个数。

进一步地，所述过滤器还包括过滤区和清水区，所述滤芯固定于所述过滤区与所述清水区的法兰之间。

进一步地，所述滤袋包括龙骨支架、过滤膜；所述过滤膜与所述龙骨支架可拆卸的连接，所述过滤膜为多层，多层所述过滤膜缠绕在所述龙骨支架上。

进一步地，所述过滤膜包括薄膜层与无纺布层。

进一步地，所述薄膜层厚度不大于1mm，所述薄膜层孔径不大于1um；所述无纺布层厚度在2-3mm之间。

进一步地，所述多孔板为双层，双层所述多孔板通过螺栓紧固连接，双层所述多孔板之间设有所述过滤膜。

进一步地，所述沉淀池还包括搅拌装置，所述搅拌装置用于对所述沉淀池中的污水进行搅拌。

相比于现有技术，本实用新型的优势在于：在解决了污水处理系统占地面积大、安装维护更换不方便的问题，同时解决其出水无法应用于水质要求较高的系统中的问题。

附图说明

附图示出了本实用新型的示例性实施方案，并与其说明一起用于解释本实用新型的原理，其中包括了这些附图以提供对本实用新型的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是本实用新型公开的一种含煤污水处理系统示意图；

图2是图1中过滤器内部多孔板结构示意图；

图3是图1中外壳示意图。

1、过滤器；2、反冲罐；3、气动挠性阀；4、开关；5、渣斗车；6、沉淀池；7、泵；11、入口；12、出口；13、过滤区；14、清水区；15、多孔板；16、连接口；17、滤芯；18、外壳；151、通孔；152、弹性卡扣；153、滤元；154、滤袋；181、凹槽；21、入水口；22、出水口；61、搅拌装置；62、刮泥机。

具体实施方案

下面结合附图和实施方案对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方案仅用于解释相关内容，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方案及实施方案中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方案来详细说明本实用新型。

本实用新型公开了一种含煤污水处理系统，该系统的技术原理如下：应用微过滤技术，即利用微孔膜上比较均匀的微孔截留被过滤液体中颗粒粒径大于膜孔径的微粒，如悬浮物、胶体等。微过滤与超滤、反渗透同属于以压力差为驱动力达到分离浓缩的目的，都无相态变化和界面质量的转移。利用微滤膜来进行表面过滤，使液体中的悬浮物被全部收集在微滤膜的表面，是非常有效的固液分离技术之一。而将微滤膜应用于含煤污水的处理中，相比于传统过滤技术在技术性能上有明显的优势，以它优质、稳定的出水水质，简单的工艺设备构造和操作维护方便等有点，实现为用于提供更加优质服务的目的，同时，本实用新型公开的含煤污水处理系统不仅可实现废水零排放，节约水资源，同时降低了系统的能耗，是越来越多处理含煤污水所选择的方法。

为了达到该目的，下面针对方案具体内容进行说明：

参见说明书附图1，为本实用新型的含煤污水处理系统示意图，包括：沉淀池6、泵7、过滤器1、反冲罐2、气动挠性阀3以及渣斗车5，其中过滤器1包括入口11、出口12，连接口16，滤芯17；滤芯17包括多孔板15、滤元153与滤袋154，过滤器1的入口11与泵7的一端相连，泵7的另一端与沉淀池6相连，过滤器1出口12与外界回收箱(图中未示出)相连，用于接收已经经过过滤的污水，并由于其水质较好，可以将回收箱中的水用于其余对水质要求的系统中进行循环利用，反冲罐2的出水口22与过滤器1的连接口16相连，反冲罐2的入水口21可以与外界水源相连，入水口21用于给反冲罐2中供水，用于实现过滤器1的反冲过程。

在使用本实用新型公开的含煤污水处理系统进行水处理过程中，首先，将含煤污水输入到沉淀池6中，这里的沉淀池6不同于普通含煤污水处理的沉淀池，传统的含煤污水处理时，污水进入沉淀池后，进入到沉淀池中的含煤污水中含有大量的煤颗粒和泥沙，通过投加絮凝剂、助凝剂来进行水池内水的处理.

而本实用新型公开内容中，在沉淀池6中通过投加混凝剂，加快絮凝体成型速度，加快其沉降速度.此处将絮凝剂与助凝剂用混凝剂进行了替代，这是由于含煤污水中分子量低而正电荷密度高，此时若采用絮凝剂，由于絮凝剂用于在聚合物的高分子链在悬浮的颗粒物之间架桥，从而使颗粒物聚集来进行沉淀的，由于含煤污水的特殊性，此时若继续使用絮凝剂，则无法很好的实现针对含煤污水中杂质进行凝聚的效果。同时，在沉淀池6中还投放了PH调节剂，PH调节剂的作用在于能够及时针对沉淀池6内的含煤污水进行PH调节，以使其在配合混凝剂使用过程中，可以实现更好的凝结、沉降的效果。

另一方面，在沉淀池6中增设了搅拌装置61，安设搅拌装置61作用是为了能够将混凝剂、PH调节剂与含煤污水实现充分、快速的混合，以达到最好的沉降效果，为下一步进入过滤器1做准备。可选的，搅拌装置61也可以为曝气装置，可以达到与搅拌装置61同等的效果。

通过化学原理、物理沉淀将含煤污水中的固液实现分离后，沉淀物便沉淀在了沉淀池6底部，此时沉淀池6还可以设置刮泥机62，通过刮泥机62将沉淀池6底部的泥污刮至污泥斗后统一排出。

经过沉淀池6处理的污水，经过泵7之后进入到过滤器1中，优选的，泵7提供的压力为0.07-0.1MPa之间。

过滤时，浊液经过内部滤元153、滤袋154，过滤之后的清澈液体进入上腔排出利用，污水中的固体物截留在滤元153、滤袋154表面形成滤饼。

在过滤器1过滤结束之后，反冲罐2瞬时反流形成反冲洗，将滤饼全部从滤袋154表面去除，使其沉积在过滤器1底部。

在进行反冲洗过程，此时反冲罐2的入水口21与外界清洁水源相连，通过清洁水源进行过滤器1内部的清洁工作，外部清洁的水源在反冲罐2内加压至0.035MPa后，通过出水口22与过滤器1的出口12相连，实现冲洗。

此时由于所需压力小，仅为0.035MPa，故而进行冲洗的水也少，滤饼不会因为反冲洗而在其中保留过多的水分，通过此番操作可以保证最终排出的滤饼的含水率低于85％，此时将其回收至煤场时可以不需要脱水设备，相较于传统的含煤污水处理，需要通过脱水设备直接进行脱水的，本实用新型公开的污水处理系统操作更加简便。

另一方面，反冲洗的水可以直接来自于处理、过滤之后的含煤污水，由于其过滤效果好，水质清澈，用该水进行冲洗的过程中不会导致过滤器1的二次污染。在利用过滤后的水进行反冲洗的过程中，反冲罐2的入水口21与过滤器1的出口12相连，直接利用该水进行过滤器1的反冲过程。

另一方面，反冲罐2进行冲洗的过程中也可以通过气冲进行反冲，反冲罐2的出口12在过滤器1结束过滤过程后向其进行气体冲洗，在冲洗过程中实现滤饼的脱落。由于无需通过水流进行冲洗，通过此方法得到的滤饼含水量更低，可直接回收至煤场进行回收利用。

本实用新型公开的过滤器1包括过滤区13和清水区14，过滤区13用于通过入口11引入经过沉淀池6沉淀之后含有杂质的含煤污水，清水区14用于收集过滤之后的清水，并通过出口12将该清水进行回收利用。不同于传统的含煤污水处理方法所得到的清水，由于过滤效果不好，得到的清水只能回用于出煤系统；此时所得到的清水更加清澈，可用于工业用水等水质要求较高的系统。

过滤结束、冲洗结束之后，通过气动挠性阀3实现将过滤器1中经过冲洗的滤饼排出至渣斗车5中。气动挠性阀3在正常运作的过程中，会在反冲洗的过程中打开，此时由于过滤器1内部压力大，气动挠性阀3受到压力作用，实现自动打开，将其中沉积在过滤器1底部的滤饼排出至渣斗车5中。由于其时效性较强，反应快速，可以及时针对滤饼进行清除，保证过滤器1内部的清洁。

为了保证过程中的安全性，可以在气动挠性阀3与渣斗车5之间安装可控的开关4，通过双重控制实现滤饼排出的安全性。安装开关4可以达到通过人工控制实现及时进行滤饼排出的目的。

参见说明书附图2，为本实用新型过滤器1内部多孔板15的结构示意图，多孔板15的位置位于过滤区13与清水区14的法兰(图中未示出)之中，过滤器1通过多孔板15将内部划分为过滤区13与清水区14两个部分。

多孔板15为其上含有通孔151的板状物，其上的通孔151可以满足滤元153与滤袋154安装的要求，可以根据不同场景下滤元153与滤袋154需求的数量情况进行多孔板15的通孔151开设。

优选的，为了能够更加进一步的实现过滤效果，防止因为在多孔板15上进行滤元153、滤袋154的安装从而导致多孔板15上有间隙的产生，导致未经过过滤的含煤污水进入到清水区14，多孔板15为双层结构，双层多孔板15之间包含过滤膜，此时过滤膜可以为单层薄膜或单层无纺布，优选的，为至少一层薄膜层与至少一层无纺布层复合而成的过滤膜，而为了能够达到更好地过滤效果，所薄膜层为厚度仅微米级、孔径1.0μm的膨体聚四氟乙烯薄膜，无纺布层为2～3mm厚的聚丙烯、聚酯无纺布构成。

双层多孔板15之间通过螺栓连接，其中过滤膜通过粘性连接在双层多孔板15之间的任一内侧面上，此时多孔板15上也含有通孔151，但通孔151处已经被过滤膜挡住，则最大限度的降低了未过滤的污水透过多孔板15进入清水区14的可能性。

为了实现方便安装以及安装的高效性，多孔板15侧壁上有弹性卡扣152，弹性卡扣152为可伸缩的，弹性卡扣152至少为3个，沿着多孔板15侧壁，每120°均设置有一个弹性卡扣152.

参见说明书附图3，过滤器1外壳18内壁上有与之相对应的凹槽181，凹槽沿内周设置，同一个水平面上，在每一个水平圆周每30°方向上均设置有一个凹槽181，在竖直面上，每隔10公分均设置有相对应的凹槽181。凹槽181的数量大于弹性卡扣152的数量。

通过此种设置，在进行多孔板15的安装过程中，所需要的高度是可以根据过滤器1内侧壁上不同位置上的凹槽181进行确定的，在多孔板15由上至下安装的过程中，弹性卡扣152一直处于压缩状态，在安装过程中需要避开带有凹槽181的部位，等到多孔板15移动到了需要进行安装的位置后，在该位置处进行旋转，等到旋转至凹槽181位置处时，弹性卡扣152弹出，卡住到凹槽181中，至此，多孔板15与过滤器1安装完成。

优选的，多孔板15为可伸缩的多孔板15，此时的可伸缩为在需要截面积较大的过滤器1时，可以通过拉伸多孔板15的边缘处，实现多孔板15横截面积的变大，此时其双层多孔板15之间还有一小周边缘结构，经过拉伸可以自主根据实际需求改变其大小。

多孔板15上含有通孔151，通孔151适用于进行滤元153与滤袋154安装。滤元153、滤袋154与通孔151通过螺栓实现紧固连接，优选的，此时的多孔板15为双层多孔板15，若所需要过滤的污水的水质较为清澈，杂质较少，可以减少滤元153、滤袋154安装的个数，直接通过双层多孔板15中通孔151中的过滤膜实现过滤即可。

当需要进行滤元153、滤袋154安装时，滤袋154的数量可以与滤元153的数量一致，优选的，由于滤袋154过滤性能好，安装拆洗方便，使用寿命长，因此滤袋154的数量大于滤元153的数量，另一方面，由于滤袋154可随水流的波动而自身产生晃动，可以更大可能的吸附水中的杂质，起到更好的净化效果。但是单纯的滤元153/滤袋154无法实现对整个污水中杂质的去除效果，因此采用了滤元153、滤袋154相互配合的方式，实现污水的过滤。

另一方面，在材料方面，滤袋154的过滤膜是由厚度仅微米级、孔径1.0μm的膨体聚四氟乙烯薄膜与2～3mm厚的聚丙烯、聚酯无纺布复合制成，复合制成的。过滤膜缠绕贴附于PP/CPVC/不锈钢龙骨上，此时不锈钢龙骨的存在意义为防止滤袋154受到污水的冲击而产生变形，影响下一次过滤效果。

同时，滤元153的过滤膜也是由厚度仅微米级、孔径1.0μm的膨体聚四氟乙烯薄膜与2～3mm厚的聚丙烯、聚酯无纺布复合制成的。滤元153内部的材料优选为不锈钢龙骨，可延长使用寿命，防止生锈。

含煤污水通过本实用新型公开的系统的过滤之后，可以保证其出水浊度小于10mg/L，同时可以适用于长时间运行情况下，稳定性好。

此时，流体在<0.1Mpa压力下经过滤袋154而实现固液分离，得到几乎不含固态物质的液体。由于开孔率极高，初始流量很大，过滤速度主要由在滤袋154上形成的滤饼透滤性能所决定，因此对刚性较好的CaCO3、BaSO4等盐水中常见的不溶物有很好的过滤性能。

为了能够更加清楚的看到本实用新型中含煤污水处理系统与传统含煤污水处理系统的效果的不同，技术人员针对不同系统下污水处理过程中的处理方式等内容进行了比较，参见表1，为本实用新型公开的含煤污水处理系统与传统含煤污水处理系统在处理方式等项目上的具体情况对比图。

通过针对表1进行分析之后得知：本实用新型公开的含煤污水处理系统与传统含煤污水处理系统相比，不论是污水处理方式、反冲洗、出水用途上来看，均是本实用新型公开的含煤污水处理系统相对来说处于较优状态。

表1

其具体的优势列举如下：

1)膜式过滤：利用过滤膜上比较均匀的微孔截留住颗粒李静大于膜孔径的微粒，使液体中的悬浮物全部收集在过滤膜的表面，被滤液体中的固体含量从20ppm(0.02％)到100，000ppm(10％)均可被有效去除且滤液清澈，可以广泛应用于工业用水或饮用水以外的其他生活用水，是有效的固液分离技术之一。

2)高流通量、低压过滤、一次净化：过滤器1要借助其他固液分离设备或分阶段达到净化污水的目的：本实用新型公开的过滤器1可以通过一次过滤即完成固液分离，不需要借助其他固液分离设备或分阶段达到净化污水的目的；本实用新型公开的过滤器1化学稳定性极好，能耐酸、碱、盐溶液；过滤压力低，仅需0.07-0.1MPa，过滤阻力小且阻力上升速度慢，能耗小，适用范围广。

3)自动反洗连续过滤：相较于传统过滤器1反洗时必须设置反洗泵、需排空过滤器1、时间长等缺点，本实用新型公开的过滤器1可以在数秒之内依靠系统卸压过程自动反清洗过滤膜，反洗压力仅需0.035MPa，且无需排空过滤器1，反洗一结束，过滤器1又进入过滤状态，无需正洗，整个系统做到零排放，整个过程有PLC控制，自动循环进行，无需人工操作。

4)体积小、占地省、操作维护方便：本实用新型公开的过滤器1无论是占地面积还是体积均远小于其他相同处理量的传统过滤装置，尤其适用厂房面积小、老设备改造或配合环保改善设施的场合。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方案/方式”、“一些实施方案/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施方案/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包括于本申请的至少一个实施方案/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方案/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施方案/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施方案/方式或示例以及不同实施方案/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方案仅仅是为了清楚地说明本实用新型，而并非是对本实用新型的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本实用新型的范围内。

Claims (10)

1.一种含煤污水处理系统，其特征在于：包括沉淀池、泵、过滤器、反冲罐；

所述泵的一端与所述沉淀池连接，另一端与所述过滤器的入口连接；

所述过滤器包括入口、出口、连接口及滤芯，所述过滤器的出口与回收箱连接，所述连接口与所述反冲罐的出水口连接；所述滤芯包括外壳、多孔板、滤元及滤袋。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多孔板侧壁上设有若干弹性卡扣，所述外壳内侧壁设有与所述弹性卡扣位置相对的凹槽，所述卡扣与所述凹槽卡接。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述多孔板上有可供所述滤元和所述滤袋安装的通孔，所述滤元、所述滤袋均通过螺栓与所述多孔板上的所述通孔可拆卸的连接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述滤袋的个数大于等于所述滤元的个数。

5.根据权利要求1-4任一所述的系统，其特征在于，所述过滤器还包括过滤区和清水区，所述滤芯固定于所述过滤区与所述清水区的法兰之间。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述滤袋包括龙骨支架、过滤膜；所述过滤膜与所述龙骨支架可拆卸的连接，所述过滤膜为多层，多层所述过滤膜缠绕在所述龙骨支架上。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述过滤膜包括薄膜层与无纺布层。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述薄膜层厚度不大于1mm，所述薄膜层孔径不大于1um；所述无纺布层厚度在2-3mm之间。

9.如权利要求7或8任一所述的系统，其特征在于，所述多孔板为双层，双层所述多孔板通过螺栓紧固连接，双层所述多孔板之间设有所述过滤膜。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述沉淀池还包括搅拌装置，所述搅拌装置用于对所述沉淀池中的污水进行搅拌。

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