CN112830599A - 一种煤电一体化废水预处理装置及方法 - Google Patents

一种煤电一体化废水预处理装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种煤电一体化废水预处理装置及方法，包括依次相连的煤矿废水预处理装置、煤矿废水缓冲池、反应池、浓缩***和与反应池相连的电厂废水缓冲池；煤矿废水预处理装置用于过滤煤矿废水的悬浮物并进行浓缩；反应池用于将预处理后的煤矿废水和电厂废水混合成煤电水并去除煤电水的悬浮物、胶质和调节硬度；浓缩***用于将煤电水浓缩减量。本发明是为了解决煤电一体化废水处理的问题，将煤矿废水和电厂废水合二为一，以集加药、沉淀、过滤于一体的预处理装置，代替了传统湿法加药、混凝、澄清、砂滤、超滤五段处理过程，提高了废水预处理运行的稳定性、可靠性，且投资少，占地面积少，运行费用低，安装方便，自控程度高，操作灵活可靠。

Description

一种煤电一体化废水预处理装置及方法
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种煤电一体化废水预处理装置及方法。
背景技术
目前，在煤电一体化废水处理技术领域，煤炭废水与电力废水分开处理，煤炭废水处理时，一般采用就地处理的方式，加药、混凝去除悬浮物，加药、沉淀去除硬度等工艺进行预处理；电力废水处理时，一般采用传统的湿法加药、混凝、澄清、砂滤、超滤等工艺进行预处理。而煤炭废水与电力废水的组分相似，都是属于高盐废水，分地分时处理不仅浪费大量的人力物力，增加了运行成本；同时，占据了较大的占地面积，这对于生产来说，无异于增加了安全生产的风险。因此，亟需一种煤电一体化废水的有效处理方法。
发明内容
本发明是为了解决煤电一体化废水处理的问题，将煤矿废水和电厂废水合二为一，以集加药、沉淀、过滤于一体的预处理装置，代替了传统的湿法加药、混凝、澄清、砂滤、超滤五段处理过程，提高了废水预处理运行的稳定性、可靠性，而且投资少，占地面积少，运行费用低，安装方便，自控程度高，操作灵活可靠。
本发明提供一种煤电一体化废水预处理装置，包括依次相连的煤矿废水预处理装置、煤矿废水缓冲池、反应池、浓缩***和与反应池相连的电厂废水缓冲池；
煤矿废水预处理装置用于过滤煤矿废水的悬浮物并进行浓缩；反应池用于将预处理后的煤矿废水和电厂废水混合成煤电水并去除煤电水的悬浮物、胶质和调节硬度；浓缩***用于将煤电水浓缩减量。
本发明所述的一种煤电一体化废水预处理装置，作为优选方式，煤矿废水预处理装置采用有机金属陶瓷超滤膜过滤煤矿废水的悬浮物并进行浓缩；煤矿废水缓冲池后端设置有第一阀门；电厂废水缓冲池后端设置有第二阀门。
本发明所述的一种煤电一体化废水预处理装置，作为优选方式，反应池包括反应池池体，设置在反应池池体一侧的反应池进水管，设置在反应池池体上部相对于与反应池进水管一侧的反应池排水管和设置在反应池池体上的加药口，反应池排水管与浓缩***相连；加药口用于投加絮凝剂和除硬药剂。
本发明所述的一种煤电一体化废水预处理装置，作为优选方式，还包括与浓缩***连接的滤膜高效固液分离装置，滤膜高效固液分离装置产出的浓水回流至浓缩***。
本发明所述的一种煤电一体化废水预处理装置，作为优选方式，反应池内设置在线pH值测试仪。
本发明所述的一种煤电一体化废水预处理装置，作为优选方式，煤矿废水缓冲池、浓缩***和电厂废水缓冲池内均设置有在线电导率测试仪。
本发明所述的一种煤电一体化废水预处理装置，作为优选方式，还包括用于在线控制的PLC控制柜，PLC控制柜与在线pH值测试仪和在线电导率测试仪相连。
本发明所述的一种煤电一体化废水预处理装置，作为优选方式，煤矿废水缓冲池、反应池、浓缩***和电厂废水缓冲池池体的材质为不锈钢，煤矿废水缓冲池、反应池、浓缩***和电厂废水缓冲池的管道、弯头、阀门的材质为U-PVC、PVC。
本发明提供一种煤电一体化废水预处理方法，包括如下步骤：
S1、煤矿废水预处理：煤矿废水经煤矿废水预处理装置去除悬浮物并浓缩后进入煤矿废水缓冲池，得到预处理后的煤矿废水；电厂废水进入电厂废水缓冲池；
S2、煤矿废水与电厂废水混合并反应：当煤矿废水缓冲池满水后打开第一阀门，同时打开第二阀门，使处理后的煤矿废水和电厂废水进入反应池，煤矿废水和电厂废水混合成煤电水，向反应池内投加絮凝剂和除硬药剂，去除煤电水的悬浮物、胶质和硬度，得到反应后的煤电水；
S3、煤电水浓缩：反应后的煤电水从反应池溢流到浓缩***浓缩后得到浓缩的煤电水。
本发明所述的一种煤电一体化废水预处理方法，作为优选方式，包括如下步骤：
S1、煤矿废水预处理：煤矿废水经煤矿废水预处理装置去除悬浮物后进入煤矿废水缓冲池，得到预处理后的煤矿废水；电厂废水进入电厂废水缓冲池；
S2、煤矿废水与电厂废水混合并反应：当煤矿废水缓冲池满水后，打开第一阀门，同时打开第二阀门，使处理后的煤矿废水和电厂废水进入反应池，煤矿废水和电厂废水混合成煤电水，向反应池内投加絮凝剂和除硬药剂，去除煤电水的悬浮物、胶质和硬度，得到反应后的煤电水，反应时间为24小时；
S3、煤电水浓缩：反应后的煤电水从反应池溢流到浓缩***浓缩后得到浓缩的煤电水，同时反应池排泥；
S4、煤电水固液分离：浓缩的煤电水进入滤膜高效固液分离装置进行固液分离，得到淡水和浓水；浓水回流至浓缩***，当浓缩***内污泥浓度达到3％时，浓缩***开始排泥；淡水回用，煤电水处理完毕。
煤矿废水缓冲池和电厂废水缓冲池均与反应池底部连通；反应池与浓缩***顶部连通，反应池的水溢流进浓缩***；管道与管道弯头、管道与管道阀门用胶粘合；
煤矿废水通过煤矿废水进水泵进入煤矿废水预处理装置过滤悬浮物并浓缩后进入煤矿废水缓冲池，电厂废水通过电厂废水进水泵进入电厂废水缓冲池，当煤矿废水缓冲池水满后，打开煤矿废水排水管道阀门即第一阀门，当电厂废水缓冲池水满后，打开电厂废水进水管道阀门即第二阀门，煤矿废水和电厂废水进入反应池中，混合均匀后，加入絮凝剂和除硬药剂，产生沉淀，去除悬浮物、胶质和硬度，当反应池内连续进水24小时后，打开反应池4排泥管阀门开始排泥，反应后的溶液通过反应池上端的溢流口进入浓缩***，然后进入滤膜高效固液分离装置即TMF处理，产出淡水进入后续工艺，浓水回流到浓缩***，此时浓缩***内的污泥浓度在持续上升，当污泥浓度达到3％左右时，打开浓缩***排泥管阀门开始排泥。
本发明具有以下优点：
(1)本发明集成度高。煤矿废水电导率低，含盐量远远小于电厂废水，若直接将煤矿废水和电厂废水掺一起相当于降低电厂废水浓度，会使下一步浓缩处理增加运行成本。但是，本发明煤矿废水除悬浮物后，先经过反渗透膜处理，浓缩到浓度接近电厂废水浓度后，把两股水混合。
(2)本发明投资成本较低、占地面积较小。煤矿废水的预处理可以就地处理，比如在井下处理，处理后，产水直接回用。之后再与电厂废水混合后浓缩、固液分离，产出淡水回用，大大提高了煤矿废水的复用率。
(3)本发明可降低总体处理费用。煤矿废水中含有大量的碳酸氢根，而将碳酸氢根转化为碳酸根便可成为废水软化药剂。为了保证碳酸氢根的有效利用，我们放弃了传统单线式预处理方案，决定将矿井富硬水与电厂高钙废水进行掺配协同预处理，在这种思路的引导下，提出了高效低成本协同预处理方案，预计可节省碳酸钠药剂费用300万元/年。
附图说明
图1为一种煤电一体化废水预处理装置实施例1结构图；
图2为一种煤电一体化废水预处理装置实施例2结构图；
图3为一种煤电一体化废水预处理装置实施例3结构图；
图4为一种煤电一体化废水预处理方法实施例4-6流程图。
附图标记：
1、煤矿废水预处理装置；2、煤矿废水缓冲池；21、第一阀门；3、反应池；31、反应池池体；32、反应池进水管；33、反应池排水管；34、加药口；4、浓缩***；5、电厂废水缓冲池；51、第二阀门；6、滤膜高效固液分离装置；7、PLC控制柜。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，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预处理装置，包括依次相连的煤矿废水预处理装置1、煤矿废水缓冲池2、反应池3、浓缩***4和与反应池3相连的电厂废水缓冲池5；
煤矿废水预处理装置1用于过滤煤矿废水的悬浮物并进行浓缩；反应池3用于将预处理后的煤矿废水和电厂废水混合成煤电水并去除煤电水的悬浮物、胶质和调节硬度；浓缩***4用于将煤电水浓缩减量。
实施例2
如图2所示，一种煤电一体化废水预处理装置，包括依次相连的煤矿废水预处理装置1、煤矿废水缓冲池2、反应池3、浓缩***4和与反应池3相连的电厂废水缓冲池5；
煤矿废水预处理装置1用于过滤煤矿废水的悬浮物并进行浓缩；反应池3用于将预处理后的煤矿废水和电厂废水混合成煤电水并去除煤电水的悬浮物、胶质和调节硬度；浓缩***4用于将煤电水浓缩减量；
煤矿废水预处理装置1采用有机金属陶瓷超滤膜过滤煤矿废水的悬浮物并进行浓缩；煤矿废水缓冲池2后端设置有第一阀门21；电厂废水缓冲池5后端设置有第二阀门51；
反应池3包括反应池池体31，设置在反应池池体31一侧的反应池进水管32，设置在反应池池体31上部相对于与反应池进水管32一侧的反应池排水管33和设置在反应池池体31上的加药口34，反应池排水管33与浓缩***4相连；加药口34用于投加絮凝剂和除硬药剂，絮凝剂为聚铁(PAFC)，除硬剂：碳酸钠和氢氧化钙
实施例3
如图3所示，一种煤电一体化废水预处理装置，包括依次相连的煤矿废水预处理装置1、煤矿废水缓冲池2、反应池3、浓缩***4、与反应池3相连的电厂废水缓冲池5、与浓缩***4连接的滤膜高效固液分离装置6和用于在线控制的PLC控制柜7；
煤矿废水预处理装置1用于过滤煤矿废水的悬浮物并进行浓缩；反应池3用于将预处理后的煤矿废水和电厂废水混合成煤电水并去除煤电水的悬浮物、胶质和调节硬度；浓缩***4用于将煤电水浓缩减量；
煤矿废水预处理装置1采用有机金属陶瓷超滤膜过滤煤矿废水的悬浮物并进行浓缩；煤矿废水缓冲池2后端设置有第一阀门21；电厂废水缓冲池5后端设置有第二阀门51；
反应池3包括反应池池体31，设置在反应池池体31一侧的反应池进水管32，设置在反应池池体31上部相对于与反应池进水管32一侧的反应池排水管33和设置在反应池池体31上的加药口34，反应池排水管33与浓缩***4相连；加药口34用于投加絮凝剂和除硬药剂，絮凝剂为聚铁(PAFC)，除硬剂为碳酸钠和氢氧化钙；反应池3内设置在线pH值测试仪；
煤矿废水缓冲池2、浓缩***4和电厂废水缓冲池5内均设置有在线电导率测试仪；
滤膜高效固液分离装置6产出的浓水回流至浓缩***4；
PLC控制柜7与在线pH值测试仪和在线电导率测试仪相连。
煤矿废水缓冲池2、反应池3、浓缩***4和电厂废水缓冲池5池体的材质为不锈钢，煤矿废水缓冲池2、反应池3、浓缩***4和电厂废水缓冲池5的管道、弯头、阀门的材质为U-PVC、PVC。
实施例4
如图4所示，一种煤电一体化废水预处理方法，包括如下步骤：
S1、煤矿废水预处理：煤矿废水经煤矿废水预处理装置1去除悬浮物并浓缩后进入煤矿废水缓冲池2，得到预处理后的煤矿废水；电厂废水进入电厂废水缓冲池5；
S2、煤矿废水与电厂废水混合并反应：当煤矿废水缓冲池2满水后打开第一阀门21，同时打开第二阀门31，使处理后的煤矿废水和电厂废水进入反应池3，煤矿废水和电厂废水混合成煤电水，向反应池3内投加絮凝剂和除硬药剂，去除煤电水的悬浮物、胶质和硬度，得到反应后的煤电水；
S3、煤电水浓缩：反应后的煤电水从反应池3溢流到浓缩***4浓缩后得到浓缩的煤电水。
实施例5
如图4所示，一种煤电一体化废水预处理方法，包括如下步骤：
S1、煤矿废水预处理：煤矿废水经煤矿废水预处理装置1去除悬浮物后进入煤矿废水缓冲池2，得到预处理后的煤矿废水；电厂废水进入电厂废水缓冲池5；
S2、煤矿废水与电厂废水混合并反应：当煤矿废水缓冲池2满水后，打开第一阀门21，同时打开第二阀门31，使处理后的煤矿废水和电厂废水进入反应池3，煤矿废水和电厂废水混合成煤电水，向反应池3内投加絮凝剂和除硬药剂，去除煤电水的悬浮物、胶质和硬度，得到反应后的煤电水，反应时间为24小时；
S3、煤电水浓缩：反应后的煤电水从反应池3溢流到浓缩***4浓缩后得到浓缩的煤电水，同时反应池3排泥；
S4、煤电水固液分离：浓缩的煤电水进入滤膜高效固液分离装置6进行固液分离，得到淡水和浓水；浓水回流至浓缩***4，当浓缩***4内污泥浓度达到3％时，浓缩***4开始排泥；淡水回用，煤电水处理完毕。
实施例6
如图3-4所示，一种煤电一体化废水资源化处理***及方法，包括煤矿废水进水泵，电厂废水进水泵，煤矿废水排水管道阀门，电厂废水排水管道阀门，反应池排泥管阀门，浓缩池排泥管阀门。
其中，煤矿废水缓冲池2和电厂废水缓冲池5均与反应池3底部连通；反应池3与浓缩***4顶部连通，反应池3的水溢流进浓缩***4；反应池3配置在线pH值测试仪；煤矿废水缓冲池2、电厂废水缓冲池5和浓缩***4配置在线电导率测试仪；管道与管道弯头、管道与管道阀门用胶粘合；煤矿废水缓冲池2、电厂废水缓冲池5、反应池3、浓缩***4池体的材质为不锈钢；管道与管道弯头、管道与管道阀门材质是U-PVC、PVC。
煤矿废水通过煤矿废水进水泵进入煤矿废水预处理装置1过滤悬浮物并浓缩后进入煤矿废水缓冲池2，电厂废水通过电厂废水进水泵进入电厂废水缓冲池5，当煤矿废水缓冲池2水满后，打开煤矿废水排水管道阀门即第一阀门31，当电厂废水缓冲池5水满后，打开电厂废水进水管道阀门即第二阀门51，煤矿废水和电厂废水进入反应池3中，混合均匀后，加入絮凝剂和除硬药剂，产生沉淀，去除悬浮物、胶质和硬度，当反应池3内连续进水24小时后，打开反应池4排泥管阀门开始排泥，反应后的溶液通过反应池3上端的溢流口进入浓缩***4，然后进入滤膜高效固液分离装置6即TMF处理，产出淡水进入后续工艺，浓水回流到浓缩***4，此时浓缩***4内的污泥浓度在持续上升，当污泥浓度达到3％左右时，打开浓缩***4排泥管阀门开始排泥。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种煤电一体化废水预处理装置，其特征在于：包括依次相连的煤矿废水预处理装置(1)、煤矿废水缓冲池(2)、反应池(3)、浓缩***(4)和与所述反应池(3)相连的电厂废水缓冲池(5)；
所述煤矿废水预处理装置(1)用于过滤所述煤矿废水的悬浮物并进行浓缩；所述反应池(3)用于将预处理后的所述煤矿废水和电厂废水混合成煤电水并去除所述煤电水的悬浮物、胶质和调节硬度；所述浓缩***(4)用于将所述煤电水浓缩减量。
2.根据权利要求1所述的一种煤电一体化废水预处理装置，其特征在于：所述煤矿废水预处理装置(1)采用有机金属陶瓷超滤膜过滤所述煤矿废水的悬浮物并进行浓缩；所述煤矿废水缓冲池(2)后端设置有第一阀门(21)；所述电厂废水缓冲池(5)后端设置有第二阀门(51)。
3.根据权利要求1所述的一种煤电一体化废水预处理装置，其特征在于：所述反应池(3)包括反应池池体(31)，设置在所述反应池池体(31)一侧的反应池进水管(32)，设置在所述所述反应池池体(31)上部相对于与所述反应池进水管(32)一侧的反应池排水管(33)和设置在所述反应池池体(31)上的加药口(34)，所述反应池排水管(33)与所述浓缩***(4)相连；所述加药口(34)用于投加絮凝剂和除硬药剂。
4.根据权利要求1所述的一种煤电一体化废水预处理装置，其特征在于：还包括与所述浓缩***(4)连接的滤膜高效固液分离装置(6)，所述滤膜高效固液分离装置(6)产出的浓水回流至所述浓缩***(4)，所述滤膜高效固液分离装置(6)产出的淡水回用。
5.根据权利要求1所述的一种煤电一体化废水预处理装置，其特征在于：所述反应池(3)内设置在线pH值测试仪。
6.根据权利要求5所述的一种煤电一体化废水预处理装置，其特征在于：所述煤矿废水缓冲池(2)、所述浓缩***(4)和所述电厂废水缓冲池(5)内均设置有在线电导率测试仪。
7.根据权利要求6所述的一种煤电一体化废水预处理装置，其特征在于：还包括用于在线控制的PLC控制柜(7)，所述PLC控制柜(7)与所述在线pH值测试仪和所述在线电导率测试仪相连。
8.根据权利要求1所述的一种煤电一体化废水预处理装置，其特征在于：所述煤矿废水缓冲池(2)、所述反应池(3)、所述浓缩***(4)和所述电厂废水缓冲池(5)池体的材质为不锈钢，所述煤矿废水缓冲池(2)、所述反应池(3)、所述浓缩***(4)和所述电厂废水缓冲池(5)的管道、弯头、阀门的材质为U-PVC、PVC。
9.一种煤电一体化废水预处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、煤矿废水预处理：煤矿废水经煤矿废水预处理装置(1)去除悬浮物并浓缩后进入煤矿废水缓冲池(2)，得到预处理后的煤矿废水；电厂废水进入电厂废水缓冲池5；
S2、煤矿废水与电厂废水混合并反应：当所述煤矿废水缓冲池(2)满水后打开第一阀门(21)，同时打开第二阀门(31)，使所述处理后的煤矿废水和电厂废水进入反应池(3)，所述煤矿废水和电厂废水混合成煤电水，向所述反应池(3)内投加絮凝剂和除硬药剂，去除所述煤电水的悬浮物、胶质和硬度，得到反应后的煤电水；
S3、煤电水浓缩：所述反应后的煤电水从所述反应池(3)溢流到浓缩***(4)浓缩后得到浓缩的煤电水。
10.根据权利要求9所述的一种煤电一体化废水预处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、煤矿废水预处理：煤矿废水经煤矿废水预处理装置(1)去除悬浮物后进入煤矿废水缓冲池(2)，得到预处理后的煤矿废水；所述电厂废水进入电厂废水缓冲池5；
S2、煤矿废水与电厂废水混合并反应：当所述煤矿废水缓冲池(2)满水后，打开第一阀门(21)，同时打开第二阀门(31)，使所述处理后的煤矿废水和电厂废水进入反应池(3)，所述煤矿废水和电厂废水混合成煤电水，向所述反应池(3)内投加絮凝剂和除硬药剂，去除所述煤电水的悬浮物、胶质和硬度，得到反应后的煤电水，反应时间为24小时；
S3、煤电水浓缩：所述反应后的煤电水从所述反应池(3)溢流到浓缩***(4)浓缩后得到浓缩的煤电水，同时所述反应池(3)排泥；
S4、煤电水固液分离：所述浓缩的煤电水进入滤膜高效固液分离装置(6)进行固液分离，得到淡水和浓水；所述浓水回流至所述浓缩***(4)，当所述浓缩***(4)内污泥浓度达到3％时，所述浓缩***(4)开始排泥；所述淡水回用，所述煤电水处理完毕。
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