CN215886608U - 一种煤电一体化废水资源化协同处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种煤电一体化废水资源化协同处理系统，包括矿井水处理系统和矿井水脱硫废水联合处理系统，矿井水处理系统包括V型滤池、一级过滤浓缩系统、高密度沉淀池、多介质过滤器和二级过滤浓缩系统，矿井水脱硫废水联合处理系统包括依次连接的斜板沉淀池、三联箱、管式超滤膜和与斜板沉淀池的进水口相连的脱硫废水缓冲池，二级过滤浓缩系统的浓水出口与斜板沉淀池的进水口及三联箱的进水口相连。本实用新型通过精细加药软化处理保留矿井水中的重碳酸根，再将浓缩减量后的矿井水浓水与脱硫废水进行协同软化处理，使矿井水中的硫酸根和重碳酸根充分参与脱硫废水软化处理中钙离子的沉淀反应，实现废水零排放，为工程设计和工程实践提供指导。
Description
技术领域
本实用新型涉及水处理技术领域，具体涉及一种煤电一体化废水资源化协同处理系统。
背景技术
随着国家电力产业宏观调控的不断深入，煤电一体化建设和发展得到了许多企业的青睐。实现煤电一体化经营，为煤炭销售提供了稳定的市场，同时煤炭资源的开发也为电厂运营提供了充足的燃料，实现了煤炭和电力资源的优势互补，同时也促进我国的产业局结构优化升级。近年来，国家环保政策日益严格，火电厂和煤矿在资源约束与排放限制方面的压力陡然上升，废水减排和零排放已成为当前重点业务。其中，电厂中最难处理、成分最为复杂的脱硫废水，以及煤炭开采所产生的矿井水成为废水零排放处理的重点对象。
以往针对多种水源的废水处理项目，多以单线式的处理工艺为主，即一种废水设计一条处理工艺路线，互不交叉。该种处理模式，往往将废水中的组分均作为污染治理的对象，额外增加了处理设施以及药剂消耗，忽略了多股废水水源协同处理可以起到废水中组分自反应，以废止废，资源再利用的作用。
脱硫废水中钙、镁、硫酸根往往偏高，矿井水往往重碳酸根、硫酸根往往偏高。按照常规单线式的处理模式，脱硫废水需要投加大量氢氧化钙沉淀镁离子，然后投加大量碳酸钠去除残留的钙离子；矿井水需要投加大量盐酸或硫酸，将多余碳酸氢根分解为二氧化碳和水；然后再加入适量氢氧化钙或氢氧化钠，将废水中的钙离子生成碳酸钙沉淀。该处理模式使得矿井水处理系统，引入大量的氯离子或硫酸根离子，废水含盐量升高，导致系统设备防腐蚀等级提高；克服渗透压所需能耗增加；药剂投加成本高。
1、因为脱硫废水与矿井水单线式的处理模式，矿井水处理系统中投加大量的盐酸或硫酸分解重碳酸根，使得废水水体中引入大量的氯离子或硫酸根离子，废水含盐量升高，导致水处理系统设备防腐蚀等级提高；克服渗透压所需能耗增加；药剂投加成本高。
2、矿井水废水处理系统将重碳酸根视为污染因子分解，导致矿井水中重碳酸根不能在脱硫废水处理系统中资源化再利用。
发明内容
本实用新型是为了解决脱硫废水与矿井水单独处理产生的设备造价和运行成本高的问题，提供一种煤电一体化废水资源化协同处理系统，通过精细加药软化处理保留矿井水中的重碳酸根，再将浓缩减量后的矿井水浓水与脱硫废水进行协同软化处理，使矿井水中的硫酸根和重碳酸根充分参与脱硫废水软化处理中钙离子的沉淀反应，提出一种新型低成本高效的煤电一体化废水资源化协同处理系统，将其应用于煤电一体化企业生产废水的处理，实现废水零排放，为工程设计和工程实践提供指导。
本实用新型提供一种煤电一体化废水资源化协同处理系统，包括依次连接的矿井水处理系统和矿井水脱硫废水联合处理系统，
矿井水处理系统用于将矿井水净化浓缩减量，矿井水脱硫废水联合处理系统用于将矿井水处理系统的浓缩液和脱硫废水联合进行软化及净化处理；
矿井水脱硫废水联合处理系统包括依次连接的斜板沉淀池、三联箱、管式超滤膜和与斜板沉淀池的进水口相连的脱硫废水缓冲池，斜板沉淀池的进水口和三联箱的进水口均与矿井水处理系统的浓缩液出水口相连；
斜板沉淀池用于将矿井水处理系统的浓缩液与脱硫废水混匀后投加药剂使钙离子、镁离子、硫酸根离子、碳酸根离子等沉淀并沉积，三联箱用于将矿井水处理系统的浓缩液与斜板沉淀池的上清液混匀后投加药剂使残余的镁离子、钙离子沉淀，管式超滤膜用于循环过滤三联箱的出水，脱硫废水缓冲池用于缓冲并存放脱硫废水。
本实用新型所述的一种煤电一体化废水资源化协同处理系统，作为优选方式，矿井水处理系统包括依次连接的V型滤池、一级过滤浓缩系统、高密度沉淀池、多介质过滤器和二级过滤浓缩系统，二级过滤浓缩系统的浓水出口与斜板沉淀池的进水口及三联箱的进水口相连；
V型滤池用于去除矿井水中的胶体颗粒、悬浮物以及部分有机物，一级过滤浓缩系统和二级过滤浓缩系统用于进一步去除矿井水中细小悬浮物并进行过滤和浓缩，高密度沉淀池用于通过精细加药软化矿井水保留重碳酸根并去除矿井水中由于加药所产生的沉淀物，多介质过滤器用于去除矿井水中细小悬浮物。
本实用新型所述的一种煤电一体化废水资源化协同处理系统，作为优选方式，一级过滤浓缩系统包括依次连接的一级自清洗过滤器、一级超滤装置和一级反渗透装置；
一级自清洗过滤器用于进一步去除矿井水中细小悬浮物，一级超滤装置用于过滤矿井水中细小悬浮物以延缓一级反渗透装置膜污染，一级反渗透装置用于浓缩矿井水。
本实用新型所述的一种煤电一体化废水资源化协同处理系统，作为优选方式，一级反渗透装置的浓水出口与高密度沉淀池相连，一级反渗透装置的产水回用。
本实用新型所述的一种煤电一体化废水资源化协同处理系统，作为优选方式，二级过滤浓缩系统包括依次连接的二级自清洗过滤器、二级超滤装置和二级反渗透装置；
二级自清洗过滤器用于进一步去除矿井水中细小悬浮物，二级超滤装置用于过滤矿井水中细小悬浮物以延缓二级反渗透装置膜污染，二级反渗透装置用于浓缩矿井水。
本实用新型所述的一种煤电一体化废水资源化协同处理系统，作为优选方式，二级反渗透装置的浓水出口与斜板沉淀池的进水口及三联箱的进水口相连，二级反渗透装置的产水回用。
本实用新型所述的一种煤电一体化废水资源化协同处理系统，作为优选方式，高密度沉淀池设置氢氧化钙投放口，氢氧化钙投放口用于投放氢氧化钙软化矿井水并通过精细控制氢氧化钙投加量保留重碳酸根。
本实用新型所述的一种煤电一体化废水资源化协同处理系统，作为优选方式，斜板沉淀池设置氢氧化钙投放口，氢氧化钙投放口用于投放氢氧化钙主要沉淀脱硫废水中的镁离子同时在矿井水处理系统的出水中硫酸根的作用下沉淀钙离子。
本实用新型所述的一种煤电一体化废水资源化协同处理系统，作为优选方式，三联箱设置碳酸钠投放口，碳酸钠投放口用于在矿井水处理系统的浓缩液分流至三联箱中的重碳酸根不足以将斜板沉淀池出水中残留的钙离子沉淀时投放碳酸钠；
管式超滤膜的回流口与三联箱的浓缩池进水口相连用于将管式超滤膜截留的化学沉淀污泥、胶体颗粒和悬浮物回流至三联箱以形成循环错流过滤系统。
本实用新型所述的一种煤电一体化废水资源化协同处理系统，作为优选方式，矿井水处理系统用于将煤矿的矿井水净化浓缩减量，矿井水脱硫废水联合处理系统用于将矿井水处理系统的浓缩液和电厂脱硫废水联合进行软化及净化处理；
矿井水脱硫废水联合处理系统还包括与管式超滤膜的产水出口相连的后续处理单元，后续处理单元用于将管式超滤膜的出水进行分盐及蒸发结晶以获得盐产品。
矿井水通过水泵提升至V型滤池，起到去除废水中的胶体颗粒、悬浮物以及部分有机物的作用。V型滤池产水通过水泵提升至一级自清洗过滤器，起到去除废水中细小悬浮物的作用，一级自清洗过滤器过滤精度小于等于100μm，优选电机驱动吸式自清洗过滤器。一级自清洗过滤器产水输送至一级超滤，起到去除废水中细小悬浮物，延缓反渗透膜污染的作用，可采用外压式超滤膜或浸没式超滤膜，优选外压式超滤膜，超滤膜材质优选PVDF。一级超滤产水收集后，通过水泵输送至一级反渗透，起到浓缩减量的作用，采用低压抗污染卷式反渗透膜，回收率可设计为70％～75％，根据碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁、氟化钙、硫酸钡等结垢倾向，考虑投加阻垢剂。一级反渗透产水收集后回用，一级反渗透浓水通过水泵输送至高密度沉淀池。
高密度沉淀池内投加氢氧化钙或氢氧化钠，优选氢氧化钙，氢氧化钙纯度宜高于85％，所投加氢氧化钙与废水中钙离子的摩尔比为1～1.5，PH控制在9.5-10.0，沉淀钙、镁离子，保留大部分重碳酸根，并去除废水中由于加药所产生的沉淀物。高密度沉淀池产水通过水泵提升至多介质过滤器，起到去除废水中细小悬浮物的作用，多介质过滤器填充石英砂和无烟煤，石英砂与无烟煤体积比为2：1。多介质过滤器产水通过水泵提升至二级自清洗过滤器，起到去除废水中细小悬浮物的作用，二级自清洗过滤器过滤精度小于等于100μm，优选电机驱动吸式自清洗过滤器。自清洗过滤器产水输送至二级超滤，起到去除废水中细小悬浮物，延缓反渗透膜污染的作用，可采用外压式超滤膜或浸没式超滤膜，优选外压式超滤膜，超滤膜材质优选PVDF。二级超滤产水收集后，通过水泵输送至二级反渗透，起到浓缩减量的作用，采用抗污染卷式反渗透膜，回收率可设计为70％～75％，根据碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁、氟化钙、硫酸钡等结垢倾向，考虑投加阻垢剂。二级反渗透产水收集后回用，二级反渗透浓水按比例输送至斜板沉淀池和三联箱，分配比例依据废水体系内钙离子、镁离子、硫酸根、重碳酸根、氢氧根沉淀反应确定，优先选择在斜板沉淀池中补充二级反渗透浓水中的硫酸根，满足斜板沉淀池投加氢氧化钙后，废水中硫酸根与碳酸根之和与钙离子的摩尔比为1：1，确保钙离子的最大限度沉淀；剩余二级反渗透浓水输送至三联箱，主要是补充二级反渗透浓水中的重酸氢根，用于沉淀斜板沉淀池产水中残留的钙离子，如果剩余的二级反渗透浓水中的重酸氢根不足于完全沉淀斜板沉淀池产水中残留的钙离子，则通过补充额外的碳酸钠，沉淀剩余的钙离子。
脱硫废水通过水泵提升至斜板沉淀池，二级反渗透部分浓水与脱硫废水在斜板沉淀池内充分混合，斜板沉淀池内投加氢氧化钙，氢氧化钙纯度宜高于85％，所投加氢氧化钙与废水中镁离子的摩尔比为1～1.5，PH控制在10.5～12，沉淀钙、镁离子、二氧化硅、硫酸根，并去除废水中的胶体颗粒、悬浮物以及部分有机物。斜板沉淀池产水通过水泵提升至三联箱，斜板沉淀池产水与二级反渗透剩余浓水在三联箱内充分混合，三联箱内投加氢氧化钠和碳酸钠，所投加氢氧化钠控制PH维持在11～12，沉淀钙、镁离子、少量二氧化硅。若剩余二级反渗透浓水中的重碳酸根充足，则无需投加碳酸钠；若不足于完全沉淀斜板沉淀池产水中残留的钙离子，则通过补充额外的碳酸钠，沉淀剩余的钙离子。三联箱出水通过大流量循环泵输送至管式超滤膜，管式超滤膜截留的化学沉淀污泥、胶体颗粒、悬浮物通过回流管道输送至三联箱，形成循环错流过滤系统,管式超滤膜材质优选PVDF；管式超滤膜过滤后产水输送至后续处理单元，后续处理单元可包括纳滤装置、高压反渗透装置、蒸发结晶装置等，最终实现零排放处理。
本实用新型具有以下优点：
(1)将电厂脱硫废水与矿井水协同处理，实现重碳酸根资源化再利用，避免引入大量的氯离子或硫酸根离子，可降低零排放系统设备防腐蚀等级；
(2)可降低克服渗透压所需能耗；
(3)减少药剂投加成本，增加经济效益。
附图说明
图1为一种煤电一体化废水资源化协同处理系统实施例1结构示意图；
图2为一种煤电一体化废水资源化协同处理系统实施例2结构示意图；
图3为一种煤电一体化废水资源化协同处理系统实施例3-4结构示意图。
附图标记：
1、矿井水处理系统；11、V型滤池；12、一级过滤浓缩系统；121、一级自清洗过滤器；122、一级超滤装置；123、一级反渗透装置；13、高密度沉淀池；14、多介质过滤器；15、二级过滤浓缩系统；151、二级自清洗过滤器；152、二级超滤装置；153、二级反渗透装置；2、矿井水脱硫废水联合处理系统；21、斜板沉淀池；22、三联箱；23、管式超滤膜；24、脱硫废水缓冲池；25、后续处理单元。
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。
实施例1
如图1所示，一种煤电一体化废水资源化协同处理系统，包括依次连接的矿井水处理系统1和矿井水脱硫废水联合处理系统2，
矿井水处理系统1用于将矿井水净化浓缩减量，矿井水脱硫废水联合处理系统2用于将矿井水处理系统1的浓缩液和脱硫废水联合进行软化及净化处理；
矿井水脱硫废水联合处理系统2包括依次连接的斜板沉淀池21、三联箱22、管式超滤膜23和与斜板沉淀池21的进水口相连的脱硫废水缓冲池24，斜板沉淀池21的进水口和三联箱22的进水口均与矿井水处理系统1的浓缩液出水口相连；
斜板沉淀池21用于将矿井水处理系统1的浓缩液与脱硫废水混匀后投加药剂使钙离子、镁离子、硫酸根离子、碳酸根离子等沉淀并沉积，三联箱22用于将矿井水处理系统1的浓缩液与斜板沉淀池21的上清液混匀后投加药剂使残余的镁离子、钙离子沉淀，管式超滤膜23用于循环过滤三联箱22的出水，脱硫废水缓冲池24用于缓冲并存放脱硫废水。
实施例2
如图2所示，一种煤电一体化废水资源化协同处理系统，包括依次连接的矿井水处理系统1和矿井水脱硫废水联合处理系统2；
矿井水处理系统1用于将矿井水净化浓缩减量，矿井水脱硫废水联合处理系统2用于将矿井水处理系统1的浓缩液和脱硫废水联合进行软化及净化处理；
矿井水处理系统1包括依次连接的V型滤池11、一级过滤浓缩系统12、高密度沉淀池13、多介质过滤器14和二级过滤浓缩系统15，二级过滤浓缩系统15的浓水出口与斜板沉淀池21的进水口及三联箱22的进水口相连；
V型滤池11用于去除矿井水中的胶体颗粒、悬浮物以及部分有机物，一级过滤浓缩系统12和二级过滤浓缩系统15用于进一步去除矿井水中细小悬浮物并进行过滤和浓缩，高密度沉淀池13用于通过精细加药软化矿井水保留重碳酸根并去除矿井水中由于加药所产生的沉淀物，多介质过滤器14用于去除矿井水中细小悬浮物；
一级过滤浓缩系统12包括依次连接的一级自清洗过滤器121、一级超滤装置122和一级反渗透装置123；
一级自清洗过滤器121用于进一步去除矿井水中细小悬浮物，一级超滤装置122用于过滤矿井水中细小悬浮物以延缓一级反渗透装置123膜污染，一级反渗透装置123用于浓缩矿井水；
高密度沉淀池13设置氢氧化钙投放口，氢氧化钙投放口用于投放氢氧化钙软化矿井水并通过精细控制氢氧化钙投加量保留重碳酸根；
一级反渗透装置123的浓水出口与高密度沉淀池13相连，一级反渗透装置123的产水回用；
二级过滤浓缩系统15包括依次连接的二级自清洗过滤器151、二级超滤装置152和二级反渗透装置153；
二级自清洗过滤器151用于进一步去除矿井水中细小悬浮物，二级超滤装置152用于过滤矿井水中细小悬浮物以延缓二级反渗透装置153膜污染，二级反渗透装置153用于浓缩矿井水；
矿井水脱硫废水联合处理系统2包括依次连接的斜板沉淀池21、三联箱22、管式超滤膜23和与斜板沉淀池21的进水口相连的脱硫废水缓冲池24，斜板沉淀池21的进水口和三联箱22的进水口均与矿井水处理系统1的浓缩液出水口相连；
斜板沉淀池21用于将矿井水处理系统1的浓缩液与脱硫废水混匀后投加药剂使钙离子、镁离子、硫酸根离子、碳酸根离子等沉淀并沉积，三联箱22用于将矿井水处理系统1的浓缩液与斜板沉淀池21的上清液混匀后投加药剂使残余的镁离子、钙离子沉淀，管式超滤膜23用于循环过滤三联箱22的出水，脱硫废水缓冲池24用于缓冲并存放脱硫废水；
二级反渗透装置153的浓水出口与斜板沉淀池21的进水口及三联箱22的进水口相连，二级反渗透装置153的产水回用；
斜板沉淀池21设置氢氧化钙投放口，氢氧化钙投放口用于投放氢氧化钙主要沉淀脱硫废水中的镁离子同时在矿井水处理系统1的出水中硫酸根的作用下沉淀钙离子；
三联箱22设置碳酸钠投放口，碳酸钠投放口用于在矿井水处理系统1的浓缩液分流至三联箱22中的重碳酸根不足以将斜板沉淀池21出水中残留的钙离子沉淀时投放碳酸钠。
实施例3
如图3所示，一种煤电一体化废水资源化协同处理系统，包括依次连接的矿井水处理系统1和矿井水脱硫废水联合处理系统2；
矿井水处理系统1用于将煤矿的矿井水净化浓缩减量，矿井水脱硫废水联合处理系统2用于将矿井水处理系统1的浓缩液和电厂脱硫废水联合进行软化及净化处理；
矿井水处理系统1包括依次连接的V型滤池11、一级过滤浓缩系统12、高密度沉淀池13、多介质过滤器14和二级过滤浓缩系统15，二级过滤浓缩系统15的浓水出口与斜板沉淀池21的进水口及三联箱22的进水口相连；
V型滤池11用于去除矿井水中的胶体颗粒、悬浮物以及部分有机物，一级过滤浓缩系统12和二级过滤浓缩系统15用于进一步去除矿井水中细小悬浮物并进行过滤和浓缩，高密度沉淀池13用于通过精细加药软化矿井水保留重碳酸根并去除矿井水中由于加药所产生的沉淀物，多介质过滤器14用于去除矿井水中细小悬浮物；
一级过滤浓缩系统12包括依次连接的一级自清洗过滤器121、一级超滤装置122和一级反渗透装置123；
一级自清洗过滤器121用于进一步去除矿井水中细小悬浮物，一级超滤装置122用于过滤矿井水中细小悬浮物以延缓一级反渗透装置123膜污染，一级反渗透装置123用于浓缩矿井水；
高密度沉淀池13设置氢氧化钙投放口，氢氧化钙投放口用于投放氢氧化钙软化矿井水并通过精细控制氢氧化钙投加量保留重碳酸根；
二级过滤浓缩系统15包括依次连接的二级自清洗过滤器151、二级超滤装置152和二级反渗透装置153；
二级自清洗过滤器151用于进一步去除矿井水中细小悬浮物，二级超滤装置152用于过滤矿井水中细小悬浮物以延缓二级反渗透装置153膜污染，二级反渗透装置153用于浓缩矿井水；
一级反渗透装置123的浓水出口与高密度沉淀池13相连，一级反渗透装置123的产水回用；
矿井水脱硫废水联合处理系统2包括依次连接的斜板沉淀池21、三联箱22、管式超滤膜23、与斜板沉淀池21的进水口相连的脱硫废水缓冲池24和管式超滤膜23的出口相连的后续处理单元25，斜板沉淀池21的进水口和三联箱22的进水口均与矿井水处理系统1的浓缩液出水口相连；
斜板沉淀池21用于将矿井水处理系统1的浓缩液与脱硫废水混匀后投加药剂使钙离子、镁离子、硫酸根离子、碳酸根离子等沉淀并沉积，三联箱22用于将矿井水处理系统1的浓缩液与斜板沉淀池21的上清液混匀后投加药剂使残余的镁离子、钙离子沉淀，管式超滤膜23用于循环过滤三联箱22的出水，脱硫废水缓冲池24用于缓冲并存放脱硫废水；
二级反渗透装置153的浓水出口与斜板沉淀池21的进水口及三联箱22的进水口相连，二级反渗透装置153的产水回用；
斜板沉淀池21设置氢氧化钙投放口，氢氧化钙投放口用于投放氢氧化钙主要沉淀脱硫废水中的镁离子同时在矿井水处理系统1的出水中硫酸根的作用下沉淀钙离子；
三联箱22设置碳酸钠投放口，碳酸钠投放口用于在矿井水处理系统1的浓缩液分流至三联箱22中的重碳酸根不足以将斜板沉淀池21出水中残留的钙离子沉淀时投放碳酸钠；
管式超滤膜23的回流口与三联箱22的浓缩池进水口相连用于将管式超滤膜23截留的化学沉淀污泥、胶体颗粒和悬浮物回流至三联箱22以形成循环错流过滤系统；
后续处理单元25用于将管式超滤膜23的出水进行分盐及蒸发结晶以获得盐产品。
实施例4
如图3所示，一种煤电一体化废水资源化协同处理系统，需处理的矿井水水质如下：
Ca2+＝67.1mg/L；Mg2+＝9.1mg/L，SO4 2-＝1300mg/L；HCO3 -＝241mg/L；pH＝8.27，全硅＝6.5mg/L，TDS＝3318mg/L，SS＝10mg/L，Cl＝677.5mg/L
需处理的脱硫废水水质：
Ca2+＝723.45mg/L，Mg2+＝5389.74mg/L，SO4 2-＝15931mg/L，HCO3 -＝97.63mg/L，pH＝6.45，全硅＝22.7mg/L，TDS＝45020mg/L，SS＝48mg/L，Cl＝15410mg/L
煤矿矿井水进水流量400m3/h，经矿井水调节池缓冲调节后，通过进水泵提升至V型滤池11，V型滤池11设计正常滤速8m/h,产水浊度≤2NTU，反冲洗水收集处理后返回至系统前端矿井水调节池循环处理。
V型滤池11的产水通过水泵提升至一级自清洗过滤器121，一级自清洗过滤器121的过滤精度≤100μm，选用电机驱动吸式自清洗过滤器，滤网采用SS316L材质。
一级自清洗过滤器121的产水输送至一级超滤装置122，一级超滤装置122的回收率92％，采用外压式中空纤维膜，超滤膜采用PVDF材质，出水SDI指数≤3.0，浊度≤0.2NTU，反冲洗水收集处理后返回至系统前端矿井水调节池循环处理。
一级超滤装置122的产水通过增压泵、高压泵提升至一级反渗透装置123，一级反渗透装置123采用低压抗污染卷式苦咸水膜，回收率为75％，产品水收集回用，产品水TDS为39.8mg/L；浓水SO4 2-为5168mg/L，Ca2+为267.5mg/L，Mg2+为35.7mg/L，HCO3 -为943mg/L，TDS为13195mg/L。
一级反渗透装置123的浓水通过水泵输送至高密度沉淀池13，高密度沉淀池13设计上升流速6m/h，钢筋混凝土结构，高密度沉淀池13内投加氢氧化钙，纯度88％，投加量为595.8g/m3，pH为9.75，高密度沉淀池13的产水加硫酸调节至pH为7.5，此时产水水质SO4 2-为5054mg/L，Ca2+为58.5mg/L，Mg2+为29.4mg/L，HCO3 -为526mg/L，TDS为11863mg/L。
高密度沉淀池13的产水通过水泵提升至多介质过滤器14，多介质过滤器14填充石英砂和无烟煤，石英砂800mm层高，无烟煤400mm层高，拦截悬浮的化学污泥颗粒，反冲洗水收集处理后返回至系统前端矿井水调节池循环处理。
多介质过滤器14的产水通过水泵提升至二级自清洗过滤器151，二级自清洗过滤器151的过滤精度≤100μm，选用电机驱动吸式自清洗过滤器，滤网采用2205双相钢材质。
二级自清洗过滤器151的产水输送至二级超滤装置152，二级超滤装置152回收率92％，采用外压式中空纤维膜，超滤膜采用PVDF材质，出水SDI指数≤3.0，浊度≤0.2NTU，反冲洗水收集处理后返回至系统前端矿井水调节池循环处理。
二级超滤装置152的产水通过增压泵、高压泵提升至二级反渗透装置153，二级反渗透装置153采用抗污染卷式海水反渗透膜，回收率为75％，产品水收集回用，产品水TDS为154.2mg/L；浓水流量25m3/h,浓水水质SO4 2-为20105mg/L，Ca2+为218mg/L，Mg2+为114.6mg/L，HCO3 -为2046mg/L，TDS为46800mg/L。
电厂脱硫废水进水流量15m3/h，经电厂原脱硫废水处理系统处理后，通过水泵提升至脱硫废水缓冲池24并流入斜板沉淀池21，斜板沉淀池21引入二级反渗透浓水，二级反渗透浓水的输入量满足斜板沉淀池21投加氢氧化钙后，废水中硫酸根与碳酸根之和与钙离子的摩尔比为1：1，经计算，二级反渗透浓水引入量为5.5m3/h，氢氧化钙投加量为12.5kg/m3，氢氧化钙纯度88％，pH为11.54。此时，产水水质SO4 2-为11960mg/L，Ca2+为1516.75mg/L，Mg2+未检出，HCO3 -为17.6mg/L，TDS为37285mg/L。
斜板沉淀池21的产水通过水泵提升至三联箱22，三联箱22引入剩余的二级反渗透浓水19.5m3/h，待二级反渗透浓水与斜板沉淀池21的产水混合均匀后，投加氢氧化钠至废水pH为11.5。由于剩余的二级反渗透浓水中的重酸氢根不足于完全沉淀斜板沉淀池21产水中残留的钙离子，则通过补充额外的碳酸钠435g/m3，沉淀剩余的钙离子。
三联箱22化学沉淀污泥通过大流量循环泵输送至管式超滤膜23，进行循环错流过滤，管式超滤膜23的材质选用PVDF，管式超滤膜23的产水加硫酸调节至pH为7.0，此时产水水质SO4 2-为15067mg/L，Ca2+≤20mg/L，Mg2+≤20mg/L，HCO3 -未检出L，TDS为42813mg/L。
管式超滤膜23的产水通过水泵输送至后续处理单元25，包括纳滤装置、高压反渗透装置、蒸发结晶装置等，最终实现零排放处理。
实施例1-4的处理方法为：
矿井水通过水泵提升至V型滤池11，起到去除废水中的胶体颗粒、悬浮物以及部分有机物的作用。V型滤池11的产水通过水泵提升至一级自清洗过滤器121，起到去除废水中细小悬浮物的作用，一级自清洗过滤器产水输送至一级超滤装置122，起到去除废水中细小悬浮物，延缓反渗透膜污染的作用，一级超滤装置122的产水收集后，通过水泵输送至一级反渗透装置123，起到浓缩减量的作用，根据碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁、氟化钙、硫酸钡等结垢倾向，考虑投加阻垢剂。一级反渗透装置123的产水收集后回用，一级反渗透浓水通过水泵输送至高密度沉淀池13。
高密度沉淀池13内投加氢氧化钙或氢氧化钠，优选氢氧化钙，氢氧化钙纯度宜高于85％，所投加氢氧化钙与废水中钙离子的摩尔比为1～1.5，PH控制在9.5-10.0，沉淀钙、镁离子，保留大部分重碳酸根，并去除废水中由于加药所产生的沉淀物。高密度沉淀池13的产水通过水泵提升至多介质过滤器14，起到去除废水中细小悬浮物的作用，多介质过滤器14填充石英砂和无烟煤，石英砂与无烟煤体积比为2：1。多介质过滤器14的产水通过水泵提升至二级自清洗过滤器151，起到去除废水中细小悬浮物的作用，二级自清洗过滤器151的产水输送至二级超滤装置152，起到去除废水中细小悬浮物，延缓反渗透膜污染的作用，二级超滤装置152的产水收集后，通过水泵输送至二级反渗透装置153，起到浓缩减量的作用，根据碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁、氟化钙、硫酸钡等结垢倾向，考虑投加阻垢剂，二级反渗透装置153的产水收集后回用，二级反渗透浓水按比例输送至斜板沉淀池21和三联箱22，分配比例依据废水体系内钙离子、镁离子、硫酸根、重碳酸根、氢氧根沉淀反应确定，优先选择在斜板沉淀池21中补充二级反渗透浓水中的硫酸根，满足斜板沉淀池21投加氢氧化钙后，废水中硫酸根与碳酸根之和与钙离子的摩尔比为1：1，确保钙离子的最大限度沉淀；剩余二级反渗透浓水输送至三联箱22，主要是补充二级反渗透浓水中的重酸氢根，用于沉淀斜板沉淀池21产水中残留的钙离子，如果剩余的二级反渗透浓水中的重酸氢根不足于完全沉淀斜板沉淀池21产水中残留的钙离子，则通过补充额外的碳酸钠，沉淀剩余的钙离子。
脱硫废水通过水泵提升至脱硫废水缓冲池24后流入斜板沉淀池21，二级反渗透部分浓水与脱硫废水在斜板沉淀池21内充分混合，斜板沉淀池21内投加氢氧化钙，氢氧化钙纯度宜高于85％，所投加氢氧化钙与废水中镁离子的摩尔比为1～1.5，PH控制在10.5～12，沉淀钙、镁离子、二氧化硅、硫酸根，并去除废水中的胶体颗粒、悬浮物以及部分有机物。斜板沉淀池21产水通过水泵提升至三联箱22，斜板沉淀池21生物产水与二级反渗透剩余浓水在三联箱22内充分混合，三联箱22内投加氢氧化钠和碳酸钠，所投加氢氧化钠控制PH维持在11～12，沉淀钙、镁离子、少量二氧化硅。若剩余二级反渗透浓水中的重碳酸根充足，则无需投加碳酸钠；若不足于完全沉淀斜板沉淀池21生物产水中残留的钙离子，则通过补充额外的碳酸钠，沉淀剩余的钙离子。三联箱22的出水通过大流量循环泵输送至管式超滤膜23，管式超滤膜23截留的化学沉淀污泥、胶体颗粒、悬浮物通过回流管道输送至三联箱22，形成循环错流过滤系统,管式超滤膜过滤后产水输送至后续处理单元25，后续处理单元25可包括纳滤装置、高压反渗透装置、蒸发结晶装置等，最终实现零排放处理。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种煤电一体化废水资源化协同处理系统，其特征在于：包括依次连接的矿井水处理系统(1)和矿井水脱硫废水联合处理系统(2)；
所述矿井水处理系统(1)用于将矿井水净化浓缩减量，所述矿井水脱硫废水联合处理系统(2)用于将所述矿井水处理系统(1)的浓缩液和脱硫废水联合进行软化及净化处理；
所述矿井水脱硫废水联合处理系统(2)包括依次连接的斜板沉淀池(21)、三联箱(22)、管式超滤膜(23)和与所述斜板沉淀池(21)的进水口相连的脱硫废水缓冲池(24)，所述斜板沉淀池(21)的进水口和所述三联箱(22)的进水口均与所述矿井水处理系统(1)的浓缩液出水口相连；
所述斜板沉淀池(21)用于将所述矿井水处理系统(1)的浓缩液与所述脱硫废水混匀后投加药剂使钙离子、镁离子、硫酸根离子、碳酸根离子等沉淀并沉积，所述三联箱(22)用于将所述矿井水处理系统(1)的浓缩液与所述斜板沉淀池(21)的上清液混匀后投加药剂使残余的镁离子、钙离子沉淀，所述管式超滤膜(23)用于循环过滤所述三联箱(22)的出水，所述脱硫废水缓冲池(24)用于缓冲并存放所述脱硫废水。
2.根据权利要求1所述的一种煤电一体化废水资源化协同处理系统，其特征在于：所述矿井水处理系统(1)包括依次连接的V型滤池(11)、一级过滤浓缩系统(12)、高密度沉淀池(13)、多介质过滤器(14)和二级过滤浓缩系统(15)，所述二级过滤浓缩系统(15)的浓水出口与所述斜板沉淀池(21)的进水口及所述三联箱(22)的进水口相连；
所述V型滤池(11)用于去除所述矿井水中的胶体颗粒、悬浮物以及部分有机物，所述一级过滤浓缩系统(12)和所述二级过滤浓缩系统(15)用于进一步去除所述矿井水中细小悬浮物并进行过滤和浓缩，所述高密度沉淀池(13)用于通过精细加药软化所述矿井水保留重碳酸根并去除所述矿井水中由于加药所产生的沉淀物，所述多介质过滤器(14)用于去除所述矿井水中细小悬浮物。
3.根据权利要求2所述的一种煤电一体化废水资源化协同处理系统，其特征在于：所述一级过滤浓缩系统(12)包括依次连接的一级自清洗过滤器(121)、一级超滤装置(122)和一级反渗透装置(123)；
所述一级自清洗过滤器(121)用于进一步去除所述矿井水中细小悬浮物，所述一级超滤装置(122)用于过滤所述矿井水中细小悬浮物以延缓所述一级反渗透装置(123)膜污染，所述一级反渗透装置(123)用于浓缩所述矿井水。
4.根据权利要求3所述的一种煤电一体化废水资源化协同处理系统，其特征在于：所述一级反渗透装置(123)的浓水出口与所述高密度沉淀池(13)相连，所述一级反渗透装置(123)的产水回用。
5.根据权利要求2所述的一种煤电一体化废水资源化协同处理系统，其特征在于：所述二级过滤浓缩系统(15)包括依次连接的二级自清洗过滤器(151)、二级超滤装置(152)和二级反渗透装置(153)；
所述二级自清洗过滤器(151)用于进一步去除所述矿井水中细小悬浮物，所述二级超滤装置(152)用于过滤所述矿井水中细小悬浮物以延缓所述二级反渗透装置(153)膜污染，所述二级反渗透装置(153)用于浓缩所述矿井水。
6.根据权利要求5所述的一种煤电一体化废水资源化协同处理系统，其特征在于：所述二级反渗透装置(153)的浓水出口与所述斜板沉淀池(21)的进水口及所述三联箱(22)的进水口相连，所述二级反渗透装置(153)的产水回用。
7.根据权利要求2所述的一种煤电一体化废水资源化协同处理系统，其特征在于：所述高密度沉淀池(13)设置氢氧化钙投放口，所述氢氧化钙投放口用于投放氢氧化钙软化所述矿井水并通过精细控制氢氧化钙投加量保留重碳酸根。
8.根据权利要求1所述的一种煤电一体化废水资源化协同处理系统，其特征在于：所述斜板沉淀池(21)设置氢氧化钙投放口，所述氢氧化钙投放口用于投放氢氧化钙主要沉淀所述脱硫废水中的镁离子同时在所述矿井水处理系统(1)的出水中硫酸根的作用下沉淀钙离子。
9.根据权利要求1所述的一种煤电一体化废水资源化协同处理系统，其特征在于：所述三联箱(22)设置碳酸钠投放口，所述碳酸钠投放口用于在所述矿井水处理系统(1)的浓缩液分流至所述三联箱(22)中的重碳酸根不足以将所述斜板沉淀池(21)出水中残留的钙离子沉淀时投放碳酸钠；
所述管式超滤膜(23)的回流口与所述三联箱(22)的浓缩池进水口相连用于将所述管式超滤膜(23)截留的化学沉淀污泥、胶体颗粒和悬浮物回流至所述三联箱(22)以形成循环错流过滤系统。
10.根据权利要求1所述的一种煤电一体化废水资源化协同处理系统，其特征在于：所述矿井水处理系统(1)用于将煤矿的矿井水净化浓缩减量滤，所述矿井水脱硫废水联合处理系统(2)用于将所述矿井水处理系统(1)的浓缩液和电厂脱硫废水联合进行软化及净化处理；
所述矿井水脱硫废水联合处理系统(2)还包括与所述管式超滤膜(23)的产水出口相连的后续处理单元(25)，所述后续处理单元(25)用于将所述管式超滤膜(23)的出水进行分盐及蒸发结晶以获得盐产品。
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