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

技术特征:

1.一种煤电一体化废水资源化智能处理系统,其特征在于: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);

所述预处理系统(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;所述纳滤分盐系统(2)用于对所述煤电水纳滤分成一价盐溶液和二价盐溶液;所述浓缩减量系统(3)用于将所述一价盐溶液和所述二价盐溶液浓缩;所述结晶固化系统(4)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;所述plc控制柜(5)用于对所述所述预处理系统(1)、所述纳滤分盐系统(2)、所述浓缩减量系统(3)和所述结晶固化系统(4)在线监控和智能处理;

所述预处理系统(1)包括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)相连的反应池(13),与所述反应池(13)相连的浓缩系统(14)和与所述反应池(13)相连的电厂废水缓冲池(15);所述煤矿废水预处理装置(11)用于过滤所述煤矿废水的悬浮物并进行浓缩;所述反应池(13)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;所述浓缩系统(14)用于将所述煤电水浓缩减量;

所述煤矿废水预处理装置(11)包括反渗透装置本体(111),设置在所述反渗透装置本体(111)一侧的进水管(112),设置在所述反渗透装置本体(111)上相对于所述进水管(112)一侧的排水管(113)、产水管(114),设置在所述反渗透装置本体(111)前端的煤矿废水进水泵(115),所述排水管(113)与所述进水管(112)相连,所述产水管(114)与所述煤矿废水缓冲池(12)相连;

所述煤矿废水缓冲池(12)包括煤矿废水缓冲池本体(121),设置在所述煤矿废水缓冲池本体(121)一侧的煤矿废水缓冲池进水管(122),设置在所述煤矿废水缓冲池本体(121)上相对于所述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),所述煤矿废水缓冲池排水管(123)与所述反应池(13)相连;

所述反应池(13)包括反应池本体(131),设置在所述反应池本体(131)一侧的反应池进水管(132),设置在所述反应池本体(131)上相对于所述反应池进水管(132)一侧的反应池排水管(133),所述反应池排水管(133)与所述所述浓缩装置(14)相连;

所述电厂废水缓冲池(15)包括电厂废水缓冲池本体(151),设置在所述电厂废水缓冲池本体(151)一侧的电厂废水缓冲池进水管(152),设置在所述电厂废水缓冲池本体(151)上相对于所述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)和设置在所述电厂废水缓冲池本体(151)前端的电厂废水进水泵(154),所述电厂废水缓冲池排水管(153)与所述反应池进水管(132)相连;

所述纳滤分盐系统(2)包括依次连接的纳滤分盐缓冲池(21)和纳滤装置(22);

所述浓缩减量系统(3)包括与所述纳滤装置(22)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),与所述纳滤装置(22)淡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);

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

所述煤矿废水缓冲池(12)、所述电厂废水缓冲池(15)、所述纳滤分盐缓冲池(21)、所述第一浓缩减量缓冲池(31)和所述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,所述反应池(13)内设置有所述计量泵、所述螺旋搅拌器、所述在线ph计、在线电导率仪和所述液位传感器,所述浓缩装置(14)进水端设置有所述压力传感器、氧化还原电位在线分析仪和在线硬度计,所述浓缩装置(14)的排水端设置有所述压力传感器,所述浓缩装置(14)内部设置有所述提升泵、循环泵和所述在线电导率仪,所述纳滤装置(22)的进水端和排水端设置有所述压力传感器,所述纳滤装置(22)内部设置有所述在线ph计、所述液位传感器、所述在线电导率仪、所述在线硬度计和在线碱度计,所述第一浓缩减量装置(32)和所述第二浓缩减量装置(34)的进水端和排水端设置有所述压力传感器,所述煤矿废水进水泵(115)、所述电厂废水进水泵(154)、压力传感器,所述计量泵、所述螺旋搅拌器、所述在线ph计、所述液位传感器、所述提升泵、所述压力传感器、所述氧化还原电位在线分析仪、所述在线硬度计和所述在线碱度计均与所述plc控制柜(5)相连。

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)采用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。

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:

所述缓冲池(21)包括缓冲池本体(211),设置在所述缓冲池本体(211)一侧的缓冲池进水管(212),设置在所述缓冲池本体(211)上相对于所述缓冲池进水管(212)一侧的缓冲池排水管(213),所述缓冲池本体(211)内部设置所述螺旋搅拌器、所述液位传感器、所述计量泵、所述提升泵、所述压力传感器和所述在线ph计,所述缓冲池进水管(212)与所述浓缩装置排水管(143)相连,所述螺旋搅拌器、所述液位传感器、所述计量泵、所述提升泵、所述压力传感器和所述在线ph计与所述plc控制柜(5)相连;

所述纳滤装置(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);

所述一级纳滤装置(221)包括一级纳滤装置本体(2211),设置在所述一级纳滤装置本体(2211)上的一级进水管(2212),设置在所述一级纳滤装置本体(2211)上相对于所述一级进水管(2212)一侧的一级浓水管(2213)、一级产水管(2214),所述一级进水管(2212)、所述一级浓水管(2213)和所述一级产水管(2214)上均设置有压力传感器,所述一级进水管(2212)与所述浓缩装置(14)相连,所述压力传感器与所述plc控制柜(5)相连;

所述二级纳滤装置(222)包括二级纳滤装置本体(2221),设置在所述二级纳滤装置本体(2221)上的二级进水管(2222),设置在所述二级纳滤装置本体(2221)上相对于所述二级进水管(2222)一侧的二级浓水管(2223)和二级产水管(2224),所述二级进水管(2222)、所述二级浓水管(2223)和所述二级产水管(2224)均设置有所述压力传感器,所述二级进水管(2222)与所述一级浓水管(2223)相连,所述压力传感器与所述plc控制柜(5)相连;

所述三级纳滤装置(223)包括三级纳滤装置本体(2231),设置在所述三级纳滤装置本体(2231)上的三级进水管(2232),设置在所述三级纳滤装置本体(2231)上相对于所述三级进水管(2232)一侧的三级浓水管(2233)和三级产水管(2234),所述三级进水管(2232)、所述三级浓水管(2233)和所述三级产水管(2234)上均设置有压力传感器,所述三级进水管(2232)与所述三级浓水管(2223)相连,所述压力传感器与所述plc控制柜(5)相连;

所述三级浓水管(2233)与所述第一浓缩减量缓冲池(31)相连;

所述一级产水管(2214)、所述二级产水管(2224)和所述三级产水管(2234)均与所述第二浓缩减量缓冲池(33)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:所述第一浓缩减量缓冲池(31)与所述三级浓水管(2233)相连,所述第一浓缩减量装置(32)是ed膜装置或膜蒸馏装置或高压反渗透装置;所述第二浓缩减量缓冲池(33)与所述三级产水管(2234)相连,所述第二浓缩减量装置(34)是ed膜装置或膜蒸馏装置或高压反渗透装置。

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)包括第一蒸发结晶系统或第一诱导结晶系统的一种或两种;所述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;所述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;

所述第二结晶装置(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;所述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;所述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。

7.一种煤电一体化废水资源化处理方法,其特征在于: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:所述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),所述煤矿废水缓冲池(12)中的液位传感器测量的液位到达高液位时反馈给所述plc控制柜(5),所述plc控制柜(5)将所述煤矿废水进水泵(115)停止运行,所述plc控制柜(5)控制电厂废水进水泵(154)向所述电厂废水缓冲池(15)输入电厂废水;所述煤矿废水缓冲池(12)的煤矿废水和所述电厂废水缓冲池(15)电厂水进入反应池(13),所述煤矿废水和所述电厂废水混合成煤电水,所述煤电水在投加的絮凝剂和除硬药剂的作用下,去除所述悬浮物、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:所述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:所述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:所述浓缩后的一价盐溶液和所述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。

8.根据权利要求7所述的一种煤电一体化废水资源化处理方法,其特征在于:包括如下步骤:

s1、系统启动:所述plc控制柜(5)控制所述螺旋搅拌器、所述提升泵启动;

s2、煤矿废水和电厂废水的预处理:所述plc控制柜(5)控制所述煤矿废水进水泵(115)和所述电厂废水进水泵(154)启动,煤矿废水经所述煤矿废水预处理装置(11)去除悬浮物并浓缩后进入所述煤矿废水缓冲池(12),所述煤矿废水缓冲池(12)中的液位传感器测量的液位到达高液位时反馈给所述plc控制柜(5),所述plc控制柜(5)将所述煤矿废水进水泵(115)停止运行,所述plc控制柜(5)控制所述电厂废水进水泵(154)向所述电厂废水缓冲池(15)输入所述电厂废水;所述煤矿废水缓冲池(12)的所述煤矿废水和所述电厂废水缓冲池(15)所述电厂废水进入所述反应池(13),所述煤矿废水和所述电厂废水混合成煤电水,所述煤电水在投加的絮凝剂和除硬药剂的作用下,去除所述悬浮物、胶质和硬度后进入所述浓缩装置(14),当所述煤电水中,所述煤矿废水的比例>50%时,进入所述浓缩装置(14)的所述陶瓷膜过滤装置进行浓缩处理;当所述煤电水中,所述电厂废水的比例>50%,所述plc控制柜(5)控制所述煤电水进入所述浓缩装置(14)的所述滤膜高效固液分离系统进行处理;当所述反应池(13)中的在线电导率仪测得的所述煤电水的浊度<20ntu,矿化度<15000mg/l时,所述plc控制柜(5)控制所述煤电水进入所述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:所述煤电水进入所述纳滤分盐系统(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:所述一价盐溶液和二价盐溶液经所述浓缩减量系统(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:所述浓缩后的一价盐溶液和所述浓缩后的二价盐溶液经所述结晶固化系统(4)处理后,得到一价盐结晶、二价盐结晶和产水,产水回用。

9.根据权利要求8所述的一种煤电一体化废水资源化处理方法,其特征在于:包括如下步骤:

s1、系统启动:所述plc控制柜(5)设定控制参数,所述煤矿废水缓冲池(12)、所述电厂废水缓冲池(15)和所述反应池(13)的ph值设定为10.5~11.5,所述纳滤分盐缓冲池(21)缓冲池的ph值设定为4~6;所述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,所述纳滤装置(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;所述控制螺旋搅拌器、提升泵启动;

s2、煤矿废水和电厂废水的预处理:所述plc控制柜(5)控制所述煤矿废水进水泵(115)和所述电厂废水进水泵(154)启动,煤矿废水经所述煤矿废水预处理装置(11)去除悬浮物并浓缩后进入所述煤矿废水缓冲池(12),所述煤矿废水缓冲池(12)中的液位传感器测量的液位到达高液位时反馈给所述plc控制柜(5),所述plc控制柜(5)将所述煤矿废水进水泵(115)停止运行,所述plc控制柜(5)控制所述电厂废水进水泵(154)向所述电厂废水缓冲池(15)输入所述电厂废水;所述煤矿废水缓冲池(12)的所述煤矿废水和所述电厂废水缓冲池(15)所述电厂废水进入所述反应池(13),所述煤矿废水和所述电厂废水混合成煤电水,所述煤电水在投加的絮凝剂和除硬药剂的作用下,去除所述悬浮物、胶质和硬度后进入所述浓缩装置(14),当所述煤电水中,所述煤矿废水的比例>50%时,进入所述浓缩装置(14)的所述陶瓷膜过滤装置进行浓缩处理;当所述煤电水中,所述电厂废水的比例>50%,所述plc控制柜(5)控制所述煤电水进入所述浓缩装置(14)的所述滤膜高效固液分离系统进行处理;当所述反应池(13)中的在线电导率仪测得的所述煤电水的浊度<20ntu,矿化度<15000mg/l时,所述plc控制柜(5)控制所述煤电水进入所述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,当所述煤矿废水缓冲池(12)中的所述液位传感器低于低液位时,所述plc控制柜(5)控制所述煤矿废水进水泵(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,直至所述液位传感器到达低液位以上恢复运行;当所述电厂废水缓冲池(15)中的所述液位传感器低于低液位时,所述plc控制柜(5)控制所述电厂废水进水泵(154)启动,开始进水,所述计量泵、所述循环泵、所述螺旋搅拌器、所述提升泵均停止运行,直至所述液位传感器到达低液位以上恢复运行;当所述液位传感器达到高液位时,所述plc控制柜(5)控制所述煤矿废水进水泵(115)或所述电厂废水进水泵(154)停止运行,停止进水;所述反应池(13)的在线ph计的ph过低时,所述plc控制柜(5)控制所述反应池(13)的计量泵启动,所述反应池(13)内的所述提升泵和所述循环泵停止运行,当所述氧化还原电位在线分析仪显示值高于200mv时,所述plc控制柜(5)控制所述反应池(13)的计量泵启动,所述反应池(13)内的所述提升泵和所述循环泵停止运行;压力传感器测得的所述陶瓷膜过滤装置跨膜压差大于3.1ba,所述plc控制柜(5)控制所述plc控制柜(5)控制所述进水泵、所述计量泵、所述循环泵、所述螺旋搅拌器、所述提升泵停止运行;

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

s4、一价盐溶液和二价盐溶液浓缩减量:所述一价盐溶液和二价盐溶液经所述浓缩减量系统(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:所述浓缩后的一价盐溶液和所述浓缩后的二价盐溶液经所述结晶固化系统(4)处理后,得到一价盐结晶、二价盐结晶和产水,产水回用。

10.根据权利要求9所述的一种煤电一体化废水资源化处理方法,其特征在于:

步骤s2中,所述絮凝剂为聚铁,所述除硬剂为碳酸钠和氢氧化钙,所述碳酸钠的投加比例为与所述反应池(13)中的钙离子摩尔比1:1。


技术总结
本发明提供一种煤电一体化废水资源化智能处理系统及方法,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,煤矿废水经过滤浓缩后与电厂废水混合再进行反应和浓缩,之后经纳滤分盐和浓缩固化后得到固体盐和产水,PLC控制柜用于在线监控和智能处理。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,本系统集成度高,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。

技术研发人员:陈雪;张玉魁;赵焰;郭旭涛;陆梦楠;曲增杰;徐志清;孙斌;范鑫帝;苏双青;王江湖;吴德利
受保护的技术使用者:北京朗新明环保科技有限公司;国电建投内蒙古能源有限公司
技术研发日:2021.01.07
技术公布日:2021.06.18
再多了解一些
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