一种煤电一体化废水资源化智能处理系统及方法与流程

文档序号:25543694发布日期:2021-06-18 20:40
一种煤电一体化废水资源化智能处理系统及方法与流程

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资源化智能处理系统及方法。



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系统。



技术实现要素:

本发明是为了解决解决煤电一体化废水处理的问题,提供一种煤电一体化废水资源化智能处理系统及方法,将煤矿废水预处理后和电厂废水合二为一,再经过纳滤系统结晶,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,智能化程度高,通过plc控制系统自动运行,并且可以得到两种可利用的副产物,可有效的处理煤电一体化废水。

本发明提供一种煤电一体化废水资源化智能处理系统,包括依次连接的预处理系统、纳滤分盐系统、浓缩减量系统、结晶固化系统和plc控制柜;

预处理系统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;纳滤分盐系统用于对煤电水纳滤分成一价盐溶液和二价盐溶液;浓缩减量系统用于将一价盐溶液和二价盐溶液浓缩;结晶固化系统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;plc控制柜用于对预处理系统、纳滤分盐系统、浓缩减量系统和结晶固化系统在线监控和智能处理;

预处理系统包括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的反应池,与反应池相连的浓缩系统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;浓缩系统用于将煤电水浓缩减量;

煤矿废水预处理装置包括反渗透装置本体,设置在反渗透装置本体一侧的进水管,设置在反渗透装置本体上相对于进水管一侧的排水管、产水管,设置在反渗透装置本体前端的煤矿废水进水泵,排水管与进水管相连,产水管与煤矿废水缓冲池相连;

煤矿废水缓冲池包括煤矿废水缓冲池本体,设置在煤矿废水缓冲池本体一侧的煤矿废水缓冲池进水管,设置在煤矿废水缓冲池本体上相对于煤矿废水缓冲池进水管一侧的煤矿废水缓冲池排水管,煤矿废水缓冲池排水管与反应池相连;

反应池包括反应池本体,设置在反应池本体一侧的反应池进水管,设置在反应池本体上相对于反应池进水管一侧的反应池排水管,反应池排水管与浓缩装置相连;

电厂废水缓冲池包括电厂废水缓冲池本体,设置在电厂废水缓冲池本体一侧的电厂废水缓冲池进水管,设置在电厂废水缓冲池本体上相对于电厂废水缓冲池进水管一侧的电厂废水缓冲池排水管和设置在电厂废水缓冲池本体前端的电厂废水进水泵,电厂废水缓冲池排水管与反应池进水管相连;

纳滤分盐系统包括依次连接的纳滤分盐缓冲池和纳滤装置;

浓缩减量系统包括与纳滤装置浓水口依次相连的第一浓缩减量缓冲池和第一浓缩减量装置,与纳滤装置淡水口依次相连的第二浓缩减量缓冲池和第二浓缩减量装置;

结晶固化系统包括与第一浓缩减量装置相连的第一结晶装置和与第二浓缩减量装置相连的第二结晶装置;

煤矿废水缓冲池、电厂废水缓冲池、纳滤分盐缓冲池、第一浓缩减量缓冲池和第二浓缩减量缓冲池内均设置有计量泵、螺旋搅拌器、在线ph计、液位传感器、提升泵和压力传感器,反应池内设置有计量泵、螺旋搅拌器、在线ph计、在线电导率仪和液位传感器,浓缩装置进水端设置有压力传感器、氧化还原电位在线分析仪和在线硬度计,浓缩装置的排水端设置有压力传感器,浓缩装置内部设置有提升泵、循环泵和在线电导率仪,纳滤装置的进水端和排水端设置有压力传感器,纳滤装置内部设置有在线ph计、液位传感器、在线电导率仪、在线硬度计和在线碱度计,第一浓缩减量装置和第二浓缩减量装置的进水端和排水端设置有压力传感器,煤矿废水进水泵、电厂废水进水泵、压力传感器,计量泵、螺旋搅拌器、在线ph计、液位传感器、提升泵、压力传感器、氧化还原电位在线分析仪、在线硬度计和在线碱度计均与plc控制柜相连。

本发明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采用有机金属陶瓷超滤膜.

本发明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,浓缩装置是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系统的一种或多种。

本发明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,缓冲池包括缓冲池本体,设置在缓冲池本体一侧的缓冲池进水管,设置在缓冲池本体上相对于缓冲池进水管一侧的缓冲池排水管,缓冲池本体内部设置螺旋搅拌器、液位传感器、计量泵、提升泵、压力传感器和在线ph计,缓冲池进水管与浓缩装置排水管相连,螺旋搅拌器、液位传感器、计量泵、提升泵、压力传感器和在线ph计与plc控制柜相连;

纳滤装置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、一级产水管,一级进水管、一级浓水管和一级产水管上均设置有压力传感器,一级进水管与浓缩装置相连,压力传感器与plc控制柜相连;

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、二级浓水管和二级产水管均设置有压力传感器,二级进水管与一级浓水管相连,压力传感器与plc控制柜相连;

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、三级浓水管和三级产水管上均设置有压力传感器,三级进水管与三级浓水管相连,压力传感器与plc控制柜相连;

三级浓水管与第一浓缩减量缓冲池相连;

一级产水管、二级产水管和三级产水管均与第二浓缩减量缓冲池相连。

本发明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。

本发明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系统或第一诱导结晶系统的一种或两种;第一蒸发结晶系统是mvr强制循环蒸发结晶或多效蒸发结晶;第一诱导结晶系统包括第一缓冲池、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;

第二结晶装置包括第二蒸发结晶系统或第二诱导结晶系统的一种或两种;第二蒸发结晶系统是mvr强制循环蒸发结晶或多效蒸发结晶;第二诱导结晶系统包括第二缓冲池、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。

本发明提供一种煤电一体化废水资源化处理方法,包括如下步骤:

s1、系统启动:plc控制柜控制螺旋搅拌器、提升泵启动;

s2、煤矿废水和电厂废水的预处理:plc控制柜控制煤矿废水进水泵和电厂废水进水泵启动,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,煤矿废水缓冲池中的液位传感器测量的液位到达高液位时反馈给plc控制柜,plc控制柜将煤矿废水进水泵停止运行,plc控制柜控制电厂废水进水泵向电厂废水缓冲池输入电厂废水;煤矿废水缓冲池的煤矿废水和电厂废水缓冲池电厂水进入反应池,煤矿废水和电厂废水混合成煤电水,煤电水在投加的絮凝剂和除硬药剂的作用下,去除悬浮物、胶质和硬度后进入浓缩装置,得到浓缩后的煤电水;

s3、煤电水分盐:煤电水进入纳滤分盐系统,经纳滤分为一价盐溶液和二价盐溶液;

s4、一价盐溶液和二价盐溶液浓缩减量:一价盐溶液和二价盐溶液经浓缩减量系统处理,得到浓缩后的一价盐溶液和浓缩后的二价盐溶液;

s5、浓缩后的一价盐溶液和浓缩后的二价盐溶液结晶固化:浓缩后的一价盐溶液和浓缩后的二价盐溶液经结晶固化系统处理后,得到一价盐结晶、二价盐结晶和产水,产水回用。

本发明所述的一种煤电一体化废水资源化处理方法,作为优选方式,包括如下步骤:

s1、系统启动:plc控制柜控制螺旋搅拌器、提升泵启动;

s2、煤矿废水和电厂废水的预处理:plc控制柜控制煤矿废水进水泵和电厂废水进水泵启动,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,煤矿废水缓冲池中的液位传感器测量的液位到达高液位时反馈给plc控制柜,plc控制柜将煤矿废水进水泵停止运行,plc控制柜控制电厂废水进水泵向电厂废水缓冲池输入电厂废水;煤矿废水缓冲池的煤矿废水和电厂废水缓冲池电厂废水进入反应池,煤矿废水和电厂废水混合成煤电水,煤电水在投加的絮凝剂和除硬药剂的作用下,去除悬浮物、胶质和硬度后进入浓缩装置,当煤电水中,煤矿废水的比例>50%时,进入浓缩装置的陶瓷膜过滤装置进行浓缩处理;当煤电水中,电厂废水的比例>50%,plc控制柜控制煤电水进入浓缩装置的滤膜高效固液分离系统进行处理;当反应池中的在线电导率仪测得的煤电水的浊度<20ntu,矿化度<15000mg/l时,plc控制柜控制煤电水进入重介质沉砂池进行处理,得到浓缩后的煤电水;

s3、煤电水分盐:煤电水进入纳滤分盐系统,经纳滤分为一价盐溶液和二价盐溶液;

s4、一价盐溶液和二价盐溶液浓缩减量:一价盐溶液和二价盐溶液经浓缩减量系统处理,得到浓缩后的一价盐溶液和浓缩后的二价盐溶液;

s5、浓缩后的一价盐溶液和浓缩后的二价盐溶液结晶固化:浓缩后的一价盐溶液和浓缩后的二价盐溶液经结晶固化系统处理后,得到一价盐结晶、二价盐结晶和产水,产水回用。

本发明所述的一种煤电一体化废水资源化处理方法,作为优选方式,包括如下步骤:

s1、系统启动:plc控制柜设定控制参数,煤矿废水缓冲池、电厂废水缓冲池和反应池的ph值设定为10.5~11.5,纳滤分盐缓冲池缓冲池的ph值设定为4~6;陶瓷膜过滤装置跨膜压差设置为2.4~3.1bar,超过3.1bar时,系统自动反洗,反洗时间为5min,纳滤装置跨膜压差设置为0.1bar;设置氧化还原电位在线分析仪值高限200mv;控制螺旋搅拌器、提升泵启动;

s2、煤矿废水和电厂废水的预处理:plc控制柜控制煤矿废水进水泵和电厂废水进水泵启动,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,煤矿废水缓冲池中的液位传感器测量的液位到达高液位时反馈给plc控制柜,plc控制柜将煤矿废水进水泵停止运行,plc控制柜控制电厂废水进水泵向电厂废水缓冲池输入电厂废水;煤矿废水缓冲池的煤矿废水和电厂废水缓冲池电厂废水进入反应池,煤矿废水和电厂废水混合成煤电水,煤电水在投加的絮凝剂和除硬药剂的作用下,去除悬浮物、胶质和硬度后进入浓缩装置,当煤电水中,煤矿废水的比例>50%时,进入浓缩装置的陶瓷膜过滤装置进行浓缩处理;当煤电水中,电厂废水的比例>50%,plc控制柜控制煤电水进入浓缩装置的滤膜高效固液分离系统进行处理;当反应池中的在线电导率仪测得的煤电水的浊度<20ntu,矿化度<15000mg/l时,plc控制柜控制煤电水进入重介质沉砂池进行处理,得到浓缩后的煤电水;

同时,在运行中,当煤矿废水缓冲池中的液位传感器低于低液位时,plc控制柜控制煤矿废水进水泵启动,开始进水,计量泵、循环泵、螺旋搅拌器、提升泵均停止运行,直至液位传感器到达低液位以上恢复运行;当电厂废水缓冲池中的液位传感器低于低液位时,plc控制柜控制电厂废水进水泵启动,开始进水,计量泵、循环泵、螺旋搅拌器、提升泵均停止运行,直至液位传感器到达低液位以上恢复运行;当液位传感器达到高液位时,plc控制柜控制煤矿废水进水泵或电厂废水进水泵停止运行,停止进水;反应池的在线ph计的ph过低时,plc控制柜控制反应池的计量泵启动,反应池内的提升泵和循环泵停止运行,当氧化还原电位在线分析仪显示值高于200mv时,plc控制柜控制反应池的计量泵启动,反应池内的提升泵和循环泵停止运行;压力传感器测得的陶瓷膜过滤装置跨膜压差大于3.1ba,plc控制柜控制plc控制柜控制进水泵、计量泵、循环泵、螺旋搅拌器、提升泵停止运行;

s3、煤电水分盐:煤电水进入纳滤分盐系统,经纳滤分为一价盐溶液和二价盐溶液,纳滤分盐缓冲池通过添加硫酸调节,纳滤分盐缓冲池缓冲池的ph过高时,纳滤分盐缓冲池的计量泵启动;

s4、一价盐溶液和二价盐溶液浓缩减量:一价盐溶液和二价盐溶液经浓缩减量系统处理,得到浓缩后的一价盐溶液和浓缩后的二价盐溶液;

s5、浓缩后的一价盐溶液和浓缩后的二价盐溶液结晶固化:浓缩后的一价盐溶液和浓缩后的二价盐溶液经结晶固化系统处理后,得到一价盐结晶、二价盐结晶和产水,产水回用。

本发明所述的一种煤电一体化废水资源化处理方法,作为优选方式,步骤s2中,絮凝剂为聚铁,除硬剂为碳酸钠和氢氧化钙,碳酸钠的投加比例为与反应池中的钙离子摩尔比1:1。

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,再把两股水混合。

(2)本发明智能化程度高。通过plc系统控制各个装置的启停,遇到异常问题自动进入保护状态,系统运行安全、高效。

(3)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。

(4)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。

(5)本发明可以产生两种副产物。因为废水浓缩,系统运行会积累大量的硫酸根,硫酸根和钙离子结垢后,膜系统可能就此崩溃。根据传统工艺,可通过投加氯化钙来实现硫酸根的去除。但经过多次试验论证与经济性分析,最终摒弃了费用高昂的传统工艺,并根据实际水质情况,提出了精制两种工业盐方案,引入三级纳滤系统,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智能处理系统实施例1结构图;

图2为一种煤电一体化废水资源化智能处理系统实施例2结构图;

图3为一种煤电一体化废水资源化智能处理方法实施例3流程图;

图4为一种煤电一体化废水资源化智能处理方法实施例4流程图。

附图标记:

1、预处理系统;11、煤矿废水预处理装置;111、反渗透装置本体;112、进水管;113、排水管;114、产水管;115、煤矿废水进水泵;12、煤矿废水缓冲池;121、煤矿废水缓冲池本体;122、煤矿废水缓冲池进水管;123、煤矿废水缓冲池排水管;13、反应池;131、反应池本体;132、反应池进水管;133、反应池排水管;14、浓缩系统;15、电厂废水缓冲池;151、电厂废水缓冲池本体;152、电厂废水缓冲池进水管;153、电厂废水缓冲池排水管;154、电厂废水进水泵;2、膜分盐系统;21、纳滤分盐缓冲池;22、纳滤装置;21、一级纳滤装置;211、缓冲池本体;212、缓冲池进水管;213、缓冲池排水管;221、一级纳滤装置本体;2211、一级纳滤装置本体;2212、一级进水管;2213、一级浓水管;2214、一级产水管;222、二级纳滤装置;2221、二级纳滤装置本体;2222、二级进水管;2223、二级浓水管;2224、二级产水管;223、三级纳滤装置;2231、三级纳滤装置本体;2232、三级进水管;2233、三级浓水管;2234、三级产水管;3、浓缩减量系统;31、第一浓缩减量缓冲池;32、第一浓缩减量装置;33、第二浓缩减量缓冲池;34、第二浓缩减量装置;4、结晶固化系统;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资源化智能处理系统,包括依次连接的预处理系统1、纳滤分盐系统2、浓缩减量系统3、结晶固化系统4和plc控制柜5;

预处理系统1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;纳滤分盐系统2用于对煤电水纳滤分成一价盐溶液和二价盐溶液;浓缩减量系统3用于将一价盐溶液和二价盐溶液浓缩;结晶固化系统4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;plc控制柜5用于对预处理系统1、纳滤分盐系统2、浓缩减量系统3和结晶固化系统4在线监控和智能处理;

预处理系统1包括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相连的反应池13,与反应池13相连的浓缩系统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用于过滤煤矿废水的悬浮物并进行浓缩;反应池13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;浓缩系统14用于将煤电水浓缩减量;

煤矿废水预处理装置11包括反渗透装置本体111,设置在反渗透装置本体111一侧的进水管112,设置在反渗透装置本体111上相对于进水管112一侧的排水管113、产水管114,设置在反渗透装置本体111前端的煤矿废水进水泵115,排水管113与进水管112相连,产水管114与煤矿废水缓冲池12相连;煤矿废水进水泵115与plc控制柜5相连;

煤矿废水缓冲池12包括煤矿废水缓冲池本体121,设置在煤矿废水缓冲池本体121一侧的煤矿废水缓冲池进水管122,设置在煤矿废水缓冲池本体121上相对于煤矿废水缓冲池进水管122一侧的煤矿废水缓冲池排水管123,煤矿废水缓冲池排水管123与反应池13相连;煤矿废水缓冲池12内设置有计量泵、螺旋搅拌器、在线ph计、液位传感器、提升泵和压力传感器;

反应池13包括反应池本体131,设置在反应池本体131一侧的反应池进水管132,设置在反应池本体131上相对于反应池进水管132一侧的反应池排水管133,反应池排水管133与浓缩装置14相连;反应池13内设置有计量泵、螺旋搅拌器、在线ph计、在线电导率仪和液位传感器;

浓缩装置14进水端设置有压力传感器、氧化还原电位在线分析仪和在线硬度计,浓缩装置14的排水端设置有压力传感器,浓缩装置14内部设置有提升泵、循环泵和在线电导率仪;

电厂废水缓冲池15包括电厂废水缓冲池本体151,设置在电厂废水缓冲池本体151一侧的电厂废水缓冲池进水管152,设置在电厂废水缓冲池本体151上相对于电厂废水缓冲池进水管152一侧的电厂废水缓冲池排水管153和设置在电厂废水缓冲池本体151前端的电厂废水进水泵154,电厂废水缓冲池排水管153与反应池进水管132相连;电厂废水缓冲池15内设置有计量泵、螺旋搅拌器、在线ph计、液位传感器、提升泵和压力传感器;电厂废水进水泵154与plc控制柜5相连;

纳滤分盐系统2包括依次连接的纳滤分盐缓冲池21和纳滤装置22;纳滤分盐缓冲池21内设置有计量泵、螺旋搅拌器、在线ph计、液位传感器、提升泵和压力传感器;纳滤装置22的进水端和排水端设置有压力传感器,纳滤装置22内部设置有在线ph计、液位传感器、在线电导率仪、在线硬度计和在线碱度计;

浓缩减量系统3包括与纳滤装置浓水口依次相连的第一浓缩减量缓冲池31和第一浓缩减量装置32,与纳滤装置产水口依次相连的第二浓缩减量缓冲池33和第二浓缩减量装置34;第一浓缩减量缓冲池31和第二浓缩减量缓冲池33内均设置有计量泵、螺旋搅拌器、在线ph计、液位传感器、提升泵和压力传感器;第一浓缩减量装置32和第二浓缩减量装置34的进水端和排水端设置有压力传感器;

结晶固化系统4包括与第一浓缩减量装置32相连的第一结晶装置41和与第二浓缩减量装置34相连的第二结晶装置42;

压力传感器,计量泵、螺旋搅拌器、在线ph计、液位传感器、提升泵、压力传感器、氧化还原电位在线分析仪、在线硬度计和在线碱度计均与plc控制柜5相连。

实施例2

如图2所示,一种煤电一体化废水资源化智能处理系统,包括依次连接的预处理系统1、纳滤分盐系统2、浓缩减量系统3、结晶固化系统4和plc控制柜5;

预处理系统1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;纳滤分盐系统2用于对煤电水纳滤分成一价盐溶液和二价盐溶液;浓缩减量系统3用于将一价盐溶液和二价盐溶液浓缩;结晶固化系统4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;plc控制柜5用于对预处理系统1、纳滤分盐系统2、浓缩减量系统3和结晶固化系统4在线监控和智能处理;

预处理系统1包括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相连的反应池13,与反应池13相连的浓缩系统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用于过滤煤矿废水的悬浮物并进行浓缩;反应池13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;浓缩系统14用于将煤电水浓缩减量;

煤矿废水预处理装置11包括反渗透装置本体111,设置在反渗透装置本体111一侧的进水管112,设置在反渗透装置本体111上相对于进水管112一侧的排水管113、产水管114,设置在反渗透装置本体111前端的煤矿废水进水泵115,排水管113与进水管112相连,产水管114与煤矿废水缓冲池12相连;煤矿废水预处理装置11采用有机金属陶瓷超滤膜;煤矿废水进水泵115与plc控制柜5相连;

煤矿废水缓冲池12包括煤矿废水缓冲池本体121,设置在煤矿废水缓冲池本体121一侧的煤矿废水缓冲池进水管122,设置在煤矿废水缓冲池本体121上相对于煤矿废水缓冲池进水管122一侧的煤矿废水缓冲池排水管123,煤矿废水缓冲池排水管123与反应池13相连;煤矿废水缓冲池12内设置有计量泵、螺旋搅拌器、在线ph计、液位传感器、提升泵和压力传感器;

反应池13包括反应池本体131,设置在反应池本体131一侧的反应池进水管132,设置在反应池本体131上相对于反应池进水管132一侧的反应池排水管133,反应池排水管133与浓缩装置14相连;反应池13内设置有计量泵、螺旋搅拌器、在线ph计、在线电导率仪和液位传感器;

浓缩装置14是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系统的一种或多种;浓缩装置14进水端设置有压力传感器、氧化还原电位在线分析仪和在线硬度计,浓缩装置14的排水端设置有压力传感器,浓缩装置14内部设置有提升泵、循环泵和在线电导率仪;

电厂废水缓冲池15包括电厂废水缓冲池本体151,设置在电厂废水缓冲池本体151一侧的电厂废水缓冲池进水管152,设置在电厂废水缓冲池本体151上相对于电厂废水缓冲池进水管152一侧的电厂废水缓冲池排水管153和设置在电厂废水缓冲池本体151前端的电厂废水进水泵154,电厂废水缓冲池排水管153与反应池进水管132相连;电厂废水缓冲池15内设置有计量泵、螺旋搅拌器、在线ph计、液位传感器、提升泵和压力传感器;电厂废水进水泵154与plc控制柜5相连;

纳滤分盐系统2包括依次连接的纳滤分盐缓冲池21和纳滤装置22;

缓冲池21包括缓冲池本体211,设置在缓冲池本体211一侧的缓冲池进水管212,设置在缓冲池本体211上相对于缓冲池进水管212一侧的缓冲池排水管213,缓冲池本体211内部设置螺旋搅拌器、液位传感器、计量泵、提升泵、压力传感器和在线ph计,缓冲池进水管212与浓缩装置排水管143相连,螺旋搅拌器、液位传感器、计量泵、提升泵、压力传感器和在线ph计与plc控制柜5相连;纳滤分盐缓冲池21内设置有计量泵、螺旋搅拌器、在线ph计、液位传感器、提升泵和压力传感器;

纳滤装置22包括依次相连的一级纳滤装置221、二级纳滤装置222和三级纳滤装置223;纳滤装置22的进水端和排水端设置有压力传感器,纳滤装置22内部设置有在线ph计、液位传感器、在线电导率仪、在线硬度计和在线碱度计;

一级纳滤装置221包括一级纳滤装置本体2211,设置在一级纳滤装置本体2211上的一级进水管2212,设置在一级纳滤装置本体2211上相对于一级进水管2212一侧的一级浓水管2213、一级产水管2214,一级进水管2212、一级浓水管2213和一级产水管2214上均设置有压力传感器,一级进水管2212与浓缩装置14相连,压力传感器与plc控制柜5相连;

二级纳滤装置222包括二级纳滤装置本体2221,设置在二级纳滤装置本体2221上的二级进水管2222,设置在二级纳滤装置本体2221上相对于二级进水管2222一侧的二级浓水管2223和二级产水管2224,二级进水管2222、二级浓水管2223和二级产水管2224均设置有压力传感器,二级进水管2222与一级浓水管2223相连,压力传感器与plc控制柜5相连;

三级纳滤装置223包括三级纳滤装置本体2231,设置在三级纳滤装置本体2231上的三级进水管2232,设置在三级纳滤装置本体2231上相对于三级进水管2232一侧的三级浓水管2233和三级产水管2234,三级进水管2232、三级浓水管2233和三级产水管2234上均设置有压力传感器,三级进水管2232与三级浓水管2223相连,压力传感器与plc控制柜5相连;

浓缩减量系统3包括与三级浓水管2223依次相连的第一浓缩减量缓冲池31和第一浓缩减量装置32,与三级产水管2234依次相连的第二浓缩减量缓冲池33和第二浓缩减量装置34;三级浓水管2233与第一浓缩减量装置32相连;

第一浓缩减量缓冲池31与三级浓水管2233相连,第一浓缩减量装置32是ed膜装置或膜蒸馏装置或高压反渗透装置;第二浓缩减量缓冲池33与三级产水管2234相连,第二浓缩减量装置34是ed膜装置或膜蒸馏装置或高压反渗透装置;第一浓缩减量缓冲池31和第二浓缩减量缓冲池33内均设置有计量泵、螺旋搅拌器、在线ph计、液位传感器、提升泵和压力传感器;

一级产水管2214、二级产水管2224和三级产水管2234均与第二浓缩减量缓冲池33相连;

第一浓缩减量装置32和第二浓缩减量装置34的进水端和排水端设置有压力传感器;

结晶固化系统4包括与第一浓缩减量装置32相连的第一结晶装置41和与第二浓缩减量装置34相连的第二结晶装置42;

第一结晶装置41包括第一蒸发结晶系统或第一诱导结晶系统的一种或两种;第一蒸发结晶系统是mvr强制循环蒸发结晶或多效蒸发结晶;第一诱导结晶系统包括第一缓冲池、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;

第二结晶装置42包括第二蒸发结晶系统或第二诱导结晶系统的一种或两种;第二蒸发结晶系统是mvr强制循环蒸发结晶或多效蒸发结晶;第二诱导结晶系统包括第二缓冲池、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;

压力传感器,计量泵、螺旋搅拌器、在线ph计、液位传感器、提升泵、压力传感器、氧化还原电位在线分析仪、在线硬度计和在线碱度计均与plc控制柜5相连。

实施例3

如图3所示,一种煤电一体化废水资源化处理方法,包括如下步骤:

s1、系统启动:plc控制柜5控制螺旋搅拌器、提升泵启动;

s2、煤矿废水和电厂废水的预处理:plc控制柜5控制煤矿废水进水泵115和电厂废水进水泵154启动,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,煤矿废水缓冲池12中的液位传感器测量的液位到达高液位时反馈给plc控制柜5,plc控制柜5将煤矿废水进水泵115停止运行,plc控制柜5控制电厂废水进水泵154向电厂废水缓冲池15输入电厂废水;煤矿废水缓冲池12的煤矿废水和电厂废水缓冲池15电厂水进入反应池13,煤矿废水和电厂废水混合成煤电水,煤电水在投加的絮凝剂和除硬药剂的作用下,去除悬浮物、胶质和硬度后进入浓缩装置14,得到浓缩后的煤电水;

s3、煤电水分盐:煤电水进入纳滤分盐系统2,经纳滤分为一价盐溶液和二价盐溶液;

s4、一价盐溶液和二价盐溶液浓缩减量:一价盐溶液和二价盐溶液经浓缩减量系统3处理,得到浓缩后的一价盐溶液和浓缩后的二价盐溶液;

s5、浓缩后的一价盐溶液和浓缩后的二价盐溶液结晶固化:浓缩后的一价盐溶液和浓缩后的二价盐溶液经结晶固化系统4处理后,得到一价盐结晶、二价盐结晶和产水,产水回用。

实施例4

如图4所示,一种煤电一体化废水资源化处理方法,包括如下步骤:

s1、系统启动:plc控制柜5设定控制参数,煤矿废水缓冲池12、电厂废水缓冲池15和反应池13的ph值设定为10.5~11.5,纳滤分盐缓冲池21缓冲池的ph值设定为4~6;陶瓷膜过滤装置跨膜压差设置为2.4~3.1bar,超过3.1bar时,系统自动反洗,反洗时间为5min,纳滤装置22跨膜压差设置为0.1bar;设置氧化还原电位在线分析仪值高限200mv;控制螺旋搅拌器、提升泵启动;

s2、煤矿废水和电厂废水的预处理:plc控制柜5控制煤矿废水进水泵115和电厂废水进水泵154启动,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,煤矿废水缓冲池12中的液位传感器测量的液位到达高液位时反馈给plc控制柜5,plc控制柜5将煤矿废水进水泵115停止运行,plc控制柜5控制电厂废水进水泵154向电厂废水缓冲池15输入电厂废水;煤矿废水缓冲池12的煤矿废水和电厂废水缓冲池15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,煤电水在投加的絮凝剂和除硬药剂的作用下,去除悬浮物、胶质和硬度后进入浓缩装置14,当煤电水中,煤矿废水的比例>50%时,进入浓缩装置14的陶瓷膜过滤装置进行浓缩处理;当煤电水中,电厂废水的比例>50%,plc控制柜5控制煤电水进入浓缩装置14的滤膜高效固液分离系统进行处理;当反应池13中的在线电导率仪测得的煤电水的浊度<20ntu,矿化度<15000mg/l时,plc控制柜5控制煤电水进入重介质沉砂池进行处理,得到浓缩后的煤电水;

同时,在运行中,当煤矿废水缓冲池12中的液位传感器低于低液位时,plc控制柜5控制煤矿废水进水泵115启动,开始进水,计量泵、循环泵、螺旋搅拌器、提升泵均停止运行,直至液位传感器到达低液位以上恢复运行;当电厂废水缓冲池15中的液位传感器低于低液位时,plc控制柜5控制电厂废水进水泵154启动,开始进水,计量泵、循环泵、螺旋搅拌器、提升泵均停止运行,直至液位传感器到达低液位以上恢复运行;当液位传感器达到高液位时,plc控制柜5控制煤矿废水进水泵115或电厂废水进水泵154停止运行,停止进水;反应池13的在线ph计的ph过低时,plc控制柜5控制反应池13的计量泵启动,反应池13内的提升泵和循环泵停止运行,当氧化还原电位在线分析仪显示值高于200mv时,plc控制柜5控制反应池13的计量泵启动,反应池13内的提升泵和循环泵停止运行;压力传感器测得的陶瓷膜过滤装置跨膜压差大于3.1ba,plc控制柜5控制plc控制柜5控制进水泵、计量泵、循环泵、螺旋搅拌器、提升泵停止运行;

絮凝剂为聚铁,除硬剂为碳酸钠和氢氧化钙,碳酸钠的投加比例为与反应池中的钙离子摩尔比1:1;

s3、煤电水分盐:煤电水进入纳滤分盐系统2,经纳滤分为一价盐溶液和二价盐溶液,纳滤分盐缓冲池21通过添加硫酸调节,纳滤分盐缓冲池21缓冲池的ph过高时,纳滤分盐缓冲池21的计量泵启动;

s4、一价盐溶液和二价盐溶液浓缩减量:一价盐溶液和二价盐溶液经浓缩减量系统3处理,得到浓缩后的一价盐溶液和浓缩后的二价盐溶液;

s5、浓缩后的一价盐溶液和浓缩后的二价盐溶液结晶固化:浓缩后的一价盐溶液和浓缩后的二价盐溶液经结晶固化系统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。

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