CN214654115U - 一种煤电一体化废水资源化处理装置 - 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处理装置，包括依次连接的预处理***、膜分盐***、浓缩减量***和结晶固化***；预处理***用于将煤矿废水过滤浓缩后与电厂废水混合成煤电水再进行反应和浓缩；膜分盐***用于对煤电水纳滤分成一价盐溶液和二价盐溶液；浓缩减量***用于将一价盐溶液和二价盐溶液浓缩；结晶固化***用于将浓缩后的一价盐溶液和浓缩后的二价盐溶液结晶固化得到固体盐和产水。本实用新型是为了解决煤电一体化废水处理的问题，将煤矿废水预处理后和电厂废水合二为一，再经过纳滤结晶得到两种副产物，集成度高，投资成本低，占地面积少，运行费用低，可有效的处理煤电一体化废水。
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处理装置。
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***。
发明内容
本实用新型是为了解决解决煤电一体化废水处理的问题，将煤矿废水预处理后和电厂废水合二为一，再经过纳滤结晶得到两种副产物：氯化钠结晶和硫酸钠结晶，不仅代替了传统的湿法加药、混凝、澄清、砂滤、超滤五段处理过程，而且集成度高，投资成本低，占地面积少，运行费用低，并且可以得到两种可利用的副产物：氯化钠晶体和硫酸钠晶体，可有效的处理煤电一体化废水。
本实用新型提供一种煤电一体化废水资源化处理装置，包括依次连接的用于将煤矿废水过滤浓缩后与电厂废水混合成煤电水再进行反应和浓缩的预处理***、用于将煤电水纳滤分成一价盐溶液和二价盐溶液的膜分盐***、用于将一价盐溶液和二价盐溶液浓缩的浓缩减量***和用于将浓缩后的一价盐溶液和浓缩后的二价盐溶液结晶固化得到固体盐和产水的结晶固化***；
预处理***包括用于过滤煤矿废水的悬浮物并进行浓缩的煤矿废水预处理装置，与煤矿废水预处理装置相连的煤矿废水缓冲池，与煤矿废水缓冲池相连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、胶质和调节硬度的反应池，与反应池相连用于将煤电水浓缩减量的浓缩***和与反应池相连的电厂废水缓冲池；
浓缩减量***包括第一浓缩减量***和第二浓缩减量***，第一浓缩减量***与膜分盐***浓水出口相连，第二浓缩减量***与膜分盐***产水出口相连；
结晶固化***包括第一浓缩减量***和与第一浓缩减量***相连的第一结晶装置和与第二浓缩减量***相连的第二结晶装置。
本实用新型所述的一种煤电一体化废水资源化处理装置，作为优选方式，煤矿废水预处理装置包括有机金属陶瓷超滤膜。
本实用新型所述的一种煤电一体化废水资源化处理装置，作为优选方式，浓缩***包括管式膜过滤装置或陶瓷膜过滤装置或重介质沉砂池或滤膜高效固液分离装置的一种或多种；滤膜高效固液分离装置用于将浓缩***的出水进行固液分离并将产出的浓水回流至浓缩***。
本实用新型所述的一种煤电一体化废水资源化处理装置，作为优选方式，膜分盐***包括依次相连的一级纳滤装置、二级纳滤装置和三级纳滤装置；
一级纳滤装置包括一级纳滤装置本体，设置在一级纳滤装置本体上的一级进水管，设置在一级纳滤装置本体上相对于一级进水管一侧的一级浓水管和一级产水管，一级进水管与浓缩***相连；
二级纳滤装置包括二级纳滤装置本体，设置在二级纳滤装置本体上的二级进水管，设置在二级纳滤装置本体上相对于二级进水管一侧的二级浓水管和二级产水管，二级进水管与一级浓水管相连；
三级纳滤装置包括三级纳滤装置本体，设置在三级纳滤装置本体上的三级进水管，设置在三级纳滤装置本体上相对于三级进水管一侧的三级浓水管和三级产水管，三级进水管与二级浓水管相连；
三级浓水管与第一浓缩减量***相连；
一级产水管、二级产水管和三级产水管均与第二浓缩减量***相连。
本实用新型所述的一种煤电一体化废水资源化处理装置，作为优选方式，第一浓缩减量***包括依次相连的第一浓缩减量缓冲池和第一浓缩减量装置，第一浓缩减量缓冲池与三级浓水管相连，第一浓缩减量装置是ED膜装置或膜蒸馏装置或高压反渗透装置；第二浓缩减量***包括依次相连的第二浓缩减量缓冲池和第二浓缩减量装置，第二浓缩减量缓冲池与三级产水管相连，第二浓缩减量装置是ED膜装置或膜蒸馏装置或高压反渗透装置。
本实用新型所述的一种煤电一体化废水资源化处理装置，作为优选方式，第一结晶装置包括第一蒸发结晶***和/或第一诱导结晶***；第一蒸发结晶***是MVR强制循环蒸发结晶或多效蒸发结晶；第一诱导结晶***包括第一缓冲池、第一结晶反应池、第一循环结晶池、第一固液分离池、第一干燥装置；第一结晶装置用于硫酸钠的结晶；
第二结晶装置包括第二蒸发结晶***和/或第二诱导结晶***；第二蒸发结晶***是MVR强制循环蒸发结晶或多效蒸发结晶；第二诱导结晶***包括第二缓冲池、第二结晶反应池、第二循环结晶池、第二固液分离池、第二干燥装置；第二结晶装置用于氯化钠的结晶。
本实用新型的使用方法为：煤矿废水经有机金属陶瓷超滤膜去除悬浮物并浓缩后进入煤矿废水缓冲池，与电厂废水共同进入反应池混合成煤电水，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；然后煤电水从反应池溢流到浓缩***，在以下一种或几种同时作用下得到预处理的煤电水：通过循环泵在管式膜过滤装置过滤、通过循环泵在陶瓷膜过滤装置中过滤、通过重介质沉砂装置与混凝剂和微砂混凝后固液分离、通过滤膜高效固液分离装置固液分离；
管式膜或陶瓷膜：将煤电一体化废水通过进水泵输入调节池，悬浮物浓度(SS)控制在20000mg/L以下，浓度超过3％，开始排泥
重介质沉砂：将煤电一体化废水通过进水泵输入调节池，投加投加混凝剂(铝盐或铁盐)，再加入100-150μm微砂，搅拌2min，使水中的颗粒物和胶体在高分子絮凝剂的作用下与微砂聚合成大颗粒的易于沉淀的絮体，再通过斜管(板)沉淀，固液分离，固体回收，液体进入缓冲池，通过硫酸调节pH值在4～6，
本实用新型具有以下优点：
(1)本实用新型集成度高。为了解决煤矿废水电导率低，含盐量远远小于电厂废水，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，增加下一步浓缩处理运行成本的问题，本实用新型将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，再把两股水混合。
(2)本实用新型投资成本较低、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)本实用新型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，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。
(4)本实用新型可以产生两种副产物。为了避免因为废水浓缩，***运行会积累大量的硫酸根，硫酸根和钙离子结垢后，膜***崩溃的问题，经过多次试验论证与经济性分析，最终摒弃了费用高昂的投加氯化钙的传统工艺，并根据实际水质情况，提出了精制两种工业盐方案，引入三级纳滤***，可产生两种标准较高(可精制二级标准氯化钠、Ⅰ类一等品硫酸钠)的工业盐。该方案可比传统工艺节省氯化钙药剂费用860万元/年。
附图说明
图1为一种煤电一体化废水资源化处理装置实施例1结构图；
图2为一种煤电一体化废水资源化处理装置实施例2结构图。
附图标记：
1、预处理***；11、煤矿废水预处理装置；12、煤矿废水缓冲池；13、反应池；14、浓缩***；15、电厂废水缓冲池；2、膜分盐***；21、一级纳滤装置；211、一级纳滤装置本体；212、一级进水管；213、一级浓水管；214、一级产水管；22、二级纳滤装置；221、二级纳滤装置本体；222、二级进水管；223、二级浓水管；224、二级产水管；23、三级纳滤装置；231、三级纳滤装置本体；232、三级进水管；233、三级浓水管；234、三级产水管；3、浓缩减量***；31、第一浓缩减量***；311、第一浓缩减量缓冲池；312、第一浓缩减量装置；32、第二浓缩减量***；321、第二浓缩减量缓冲池；322、第二浓缩减量装置；4、结晶固化***；41、第一结晶装置；42、第二结晶装置。
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处理装置，其特征在于：包括依次连接的用于将煤矿废水过滤浓缩后与电厂废水混合成煤电水再进行反应和浓缩的预处理***1、用于将煤电水纳滤分成一价盐溶液和二价盐溶液的膜分盐***2、用于将一价盐溶液和二价盐溶液浓缩的浓缩减量***3和用于将浓缩后的一价盐溶液和浓缩后的二价盐溶液结晶固化得到固体盐和产水的结晶固化***4；
预处理***1包括用于过滤煤矿废水的悬浮物并进行浓缩的煤矿废水预处理装置11，与煤矿废水预处理装置11相连的煤矿废水缓冲池12，与煤矿废水缓冲池12相连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、胶质和调节硬度的反应池13，与反应池13相连用于将煤电水浓缩减量的浓缩***14和与反应池13相连的电厂废水缓冲池15；
浓缩减量***3包括第一浓缩减量***31和第二浓缩减量***32，第一浓缩减量***31与膜分盐***2浓水出口相连，第二浓缩减量***32与膜分盐***2产水出口相连；
结晶固化***4包括第一浓缩减量***31和与第一浓缩减量***31相连的第一结晶装置41和与第二浓缩减量***32相连的第二结晶装置42。
实施例2
如图2所示，一种煤电一体化废水资源化处理装置，其特征在于：包括依次连接的用于将煤矿废水过滤浓缩后与电厂废水混合成煤电水再进行反应和浓缩的预处理***1、用于对煤电水纳滤分成一价盐溶液和二价盐溶液的膜分盐***2、用于将一价盐溶液和二价盐溶液浓缩的浓缩减量***3和用于将浓缩后的一价盐溶液和浓缩后的二价盐溶液结晶固化得到固体盐和产水的结晶固化***4；
预处理***1包括用于过滤煤矿废水的悬浮物并进行浓缩的煤矿废水预处理装置11，与煤矿废水预处理装置11相连的煤矿废水缓冲池12，与煤矿废水缓冲池12相连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、胶质和调节硬度的反应池13，与反应池13相连用于将煤电水浓缩减量的浓缩***14和与反应池13相连的电厂废水缓冲池15；煤矿废水预处理装置11采用有机金属陶瓷超滤膜；浓缩***14包括管式膜过滤装置或陶瓷膜过滤装置或重介质沉砂池或滤膜高效固液分离装置的一种或多种；滤膜高效固液分离装置用于将反应池13的出水进行固液分离并将产出的浓水回流；
膜分盐***2包括依次相连的一级纳滤装置21、二级纳滤装置22和三级纳滤装置23；
一级纳滤装置21包括一级纳滤装置本体211，设置在一级纳滤装置本体211上的一级进水管212，设置在一级纳滤装置本体211上相对于一级进水管212一侧的一级浓水管213和一级产水管214，一级进水管212与浓缩***14相连；
二级纳滤装置22包括二级纳滤装置本体221，设置在二级纳滤装置本体221上的二级进水管222，设置在二级纳滤装置本体221上相对于二级进水管222一侧的二级浓水管223和二级产水管224，二级进水管222与一级浓水管213相连；
三级纳滤装置23包括三级纳滤装置本体231，设置在三级纳滤装置本体231上的三级进水管232，设置在三级纳滤装置本体231上相对于三级进水管232一侧的三级浓水管233和三级产水管234，三级进水管232与二级浓水管223相连；
浓缩减量***3包括第一浓缩减量***31和第二浓缩减量***32，第一浓缩减量***31与膜分盐***2浓水出口相连，第二浓缩减量***32与膜分盐***2产水出口相连；三级浓水管233与第一浓缩减量***31相连；一级产水管214、二级产水管224和三级产水管234均与第二浓缩减量***32相连；
第一浓缩减量***31包括依次相连的第一浓缩减量缓冲池311和第一浓缩减量装置312，第一浓缩减量缓冲池311与三级浓水管233相连，第一浓缩减量装置312是ED膜装置或膜蒸馏装置或高压反渗透装置；第二浓缩减量***32包括依次相连的第二浓缩减量缓冲池321和第二浓缩减量装置322，第二浓缩减量缓冲池321与三级产水管234相连，第二浓缩减量装置322是ED膜装置或膜蒸馏装置或高压反渗透装置；
结晶固化***4包括第一浓缩减量***31和与第一浓缩减量***31相连的第一结晶装置41和与第二浓缩减量***32相连的第二结晶装置42；
第一结晶装置41包括第一蒸发结晶***和/或第一诱导结晶***；第一蒸发结晶***是MVR强制循环蒸发结晶或多效蒸发结晶；第一诱导结晶***包括第一缓冲池、第一结晶反应池、第一循环结晶池、第一固液分离池、第一干燥装置；第一结晶装置41用于硫酸钠的结晶；
第二结晶装置42包括第二蒸发结晶***和/或第二诱导结晶***；第二蒸发结晶***是MVR强制循环蒸发结晶或多效蒸发结晶；第二诱导结晶***包括第二缓冲池、第二结晶反应池、第二循环结晶池、第二固液分离池、第二干燥装置；第二结晶装置42用于氯化钠的结晶。
实施例1-2的处理方法为：
煤矿废水经煤矿废水预处理装置11去除悬浮物并浓缩后进入煤矿废水缓冲池12，得到预处理后的煤矿废水；
当煤矿废水缓冲池12满水后，使预处理后的煤矿废水和电厂废水进入反应池13，煤矿废水和电厂废水混合成煤电水，向反应池13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；反应后的煤电水从反应池13溢流到浓缩***14，在以下一种或几种装置作用下得到预处理的煤电水：通过循环泵在管式膜过滤装置过滤、通过循环泵在陶瓷膜过滤装置中过滤、通过重介质沉砂装置与混凝剂和微砂混凝后固液分离、通过滤膜高效固液分离装置固液分离；
预处理的煤电水进入膜分盐***2，经纳滤分为一价盐溶液和二价盐溶液；
一价盐溶液和二价盐溶液经浓缩减量***3处理，得到浓缩后的一价盐溶液和浓缩后的二价盐溶液；
浓缩后的一价盐溶液和浓缩后的二价盐溶液经结晶固化***4处理后，得到一价盐结晶、二价盐结晶和产水，产水回用。
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 (6)
1.一种煤电一体化废水资源化处理装置，其特征在于：包括依次连接的用于将煤矿废水过滤浓缩后与电厂废水混合成煤电水再进行反应和浓缩的预处理***(1)、用于将所述煤电水纳滤分成一价盐溶液和二价盐溶液的膜分盐***(2)、用于将所述一价盐溶液和所述二价盐溶液浓缩的浓缩减量***(3)和用于将浓缩后的所述一价盐溶液和浓缩后的所述二价盐溶液结晶固化得到固体盐和产水的结晶固化***(4)；
所述预处理***(1)包括用于过滤所述煤矿废水的悬浮物并进行浓缩的煤矿废水预处理装置(11)，与所述煤矿废水预处理装置(11)相连的煤矿废水缓冲池(12)，与所述煤矿废水缓冲池(12)相连用于将预处理后的所述煤矿废水和所述电厂废水混合成煤电水并去除所述煤电水的悬浮物、胶质和调节硬度的反应池(13)，与所述反应池(13)相连用于将所述煤电水浓缩减量的浓缩***(14)和与所述反应池(13)相连的电厂废水缓冲池(15)；
所述浓缩减量***(3)包括第一浓缩减量***(31)和第二浓缩减量***(32)，所述第一浓缩减量***(31)与所述膜分盐***(2)浓水出口相连，所述第二浓缩减量***(32)与所述膜分盐***(2)产水出口相连；
所述结晶固化***(4)包括与所述第一浓缩减量***(31)相连的第一结晶装置(41)和与所述第二浓缩减量***(32)相连的第二结晶装置(42)。
2.根据权利要求1所述的一种煤电一体化废水资源化处理装置，其特征在于：所述煤矿废水预处理装置(11)包括有机金属陶瓷超滤膜。
3.根据权利要求1所述的一种煤电一体化废水资源化处理装置，其特征在于：所述浓缩***(14)包括管式膜过滤装置或陶瓷膜过滤装置或重介质沉砂池或滤膜高效固液分离装置的一种或多种；所述滤膜高效固液分离装置用于将所述浓缩***(14)的出水进行固液分离并将产出的浓水回流至所述浓缩***(14)。
4.根据权利要求1所述的一种煤电一体化废水资源化处理装置，其特征在于：
所述膜分盐***(2)包括依次相连的一级纳滤装置(21)、二级纳滤装置(22)和三级纳滤装置(23)；
所述一级纳滤装置(21)包括一级纳滤装置本体(211)，设置在所述一级纳滤装置本体(211)上的一级进水管(212)，设置在所述一级纳滤装置本体(211)上相对于所述一级进水管(212)一侧的一级浓水管(213)和一级产水管(214)，所述一级进水管(212)与所述浓缩***(14)相连；
所述二级纳滤装置(22)包括二级纳滤装置本体(221)，设置在所述二级纳滤装置本体(221)上的二级进水管(222)，设置在所述二级纳滤装置本体(221)上相对于所述二级进水管(222)一侧的二级浓水管(223)和二级产水管(224)，所述二级进水管(222)与所述一级浓水管(213)相连；
所述三级纳滤装置(23)包括三级纳滤装置本体(231)，设置在所述三级纳滤装置本体(231)上的三级进水管(232)，设置在所述三级纳滤装置本体(231)上相对于所述三级进水管(232)一侧的三级浓水管(233)和三级产水管(234)，所述三级进水管(232)与所述二级浓水管(223)相连；
所述三级浓水管(233)与所述第一浓缩减量***(31)相连；
所述一级产水管(214)、所述二级产水管(224)和所述三级产水管(234)均与所述第二浓缩减量***(32)相连。
5.根据权利要求4所述的一种煤电一体化废水资源化处理装置，其特征在于：所述第一浓缩减量***(31)包括依次相连的第一浓缩减量缓冲池(311)和第一浓缩减量装置(312)，所述第一浓缩减量缓冲池(311)与所述三级浓水管(233)相连，所述第一浓缩减量装置(312)是ED膜装置或膜蒸馏装置或高压反渗透装置；所述第二浓缩减量***(32)包括依次相连的第二浓缩减量缓冲池(321)和第二浓缩减量装置(322)，所述第二浓缩减量缓冲池(321)与所述三级产水管(234)相连，所述第二浓缩减量装置(322)是ED膜装置或膜蒸馏装置或高压反渗透装置。
6.根据权利要求1所述的一种煤电一体化废水资源化处理装置，其特征在于：所述第一结晶装置(41)包括第一蒸发结晶***和/或第一诱导结晶***；所述第一蒸发结晶***是MVR强制循环蒸发结晶或多效蒸发结晶；所述第一诱导结晶***包括第一缓冲池、第一结晶反应池、第一循环结晶池、第一固液分离池、第一干燥装置；所述第一结晶装置(41)用于硫酸钠的结晶；
所述第二结晶装置(42)包括第二蒸发结晶***和/或第二诱导结晶***；所述第二蒸发结晶***是MVR强制循环蒸发结晶或多效蒸发结晶；所述第二诱导结晶***包括第二缓冲池、第二结晶反应池、第二循环结晶池、第二固液分离池、第二干燥装置；所述第二结晶装置(42)用于氯化钠的结晶。
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