一种煤化工黑水的处理系统及处理方法与流程

本发明属于水处理
技术领域：
，特别是涉及一种煤化工黑水的处理系统及处理方法。
背景技术：
：在煤化工行业中，以煤炭为原料生产化工原料的过程中会产生一股废水---黑水，该废水含有一定量的悬浮物，主要以煤灰为主。目前，针对这股废水，行业内普遍采用的处理工艺就是沉降工艺。该工艺的原理为重力自然沉降。因此工艺设备的处理效果跟处理对象在设备内的停留时间和自身沉降性能有关，设备占地大，停留时间长。目前经过黑水过滤后的悬浮物基本都在100mg/l以上，虽然可以回塔喷淋，但仍然会造成喷头及管道堵塞。介于以上因素，需要设计一种能够适应黑水过滤并提高处理能力和效果的工艺来降低运行中出现的堵塞问题。技术实现要素：本发明针对以上所述现有技术存在的技术缺陷，提供了一种煤化工黑水的处理系统及处理方法，与传统沉降法相比，处理能力提高，占地面积减小，处理效果提高，可连续运行，运行能耗低费用少，无需更换悬浮介质和化学清洗。本发明是通过以下技术方案实现的：一种煤化工黑水的处理系统，包括：气液分离装置，用于将投加絮凝剂的煤化工黑水去除气体，得到第一处理水；悬浮介质过滤装置，用于将第一处理水通过悬浮介质截留、悬浮介质静电吸附和重力沉降，悬浮介质过滤装置内装有悬浮介质，在悬浮介质过滤装置的上部得到清液，在悬浮介质过滤装置的底部得到煤灰颗粒物浓缩液。用悬浮介质过滤装置处理煤化工黑水：煤化工黑水在悬浮介质过滤装置内通过重力沉降，过滤截留，静电吸附后，清液上升到悬浮介质过滤装置上部，煤灰颗粒物沉积到悬浮介质过滤装置底部。优选地，所述处理系统还包括絮凝剂加药装置和煤化工黑水引入装置，所述絮凝剂加药装置用于将絮凝剂投加于煤化工黑水引入装置中，得到投加絮凝剂的煤化工黑水。更优选地，所述煤化工黑水引入装置为煤化工黑水存储池或者煤化工黑水输送管道。优选地，还包括如下特征中的一项或多项：1)悬浮介质过滤装置的下部分为锥形，用于沉降煤灰颗粒物；2)所述悬浮介质为聚乙烯和/或聚丙烯合成的球体颗粒；3)所述处理系统还包括清液池，用于存储悬浮介质过滤装置溢流的清液；4)所述处理系统还包括浓缩液池，所述浓缩液池与悬浮介质过滤装置连通；5)所述处理系统还包括固液分离装置，用于将浓缩液池中的浓缩液进行固液分离，得到煤灰颗粒物，所述固液分离装置与浓缩液池连通。更优选地，还包括如下特征中的至少一项：1)特征2)中，所述悬浮介质为上下两级分布的聚乙烯和/或聚丙烯合成的球体颗粒，上级分布的悬浮介质粒径为1～2mm，如1～1.5mm或1.5～2mm，密度为0.05～0.1g/cm3，如0.05～0.06g/cm3、0.06～0.08g/cm3或0.08～0.1g/cm3，填充高度为0.2～0.4米，如0.2～0.25米、0.25～0.3米、0.3～0.35米或0.35～0.4米；下级分布的悬浮介质粒径为2～4mm，如2～2.5mm、2.5～2.8mm、2.8～3mm、3～3.3mm或3.3～4mm，密度为0.2～0.4g/cm3，如0.2～0.25g/cm3、0.25～0.28g/cm3、0.28～0.3g/cm3、0.3～0.32g/cm3、0.32～0.34g/cm3或0.34～0.4g/cm3，填充高度为0.2～0.4米，如0.2～0.3米、0.3～0.35或0.35～0.4米；2)特征5)中，所述固液分离装置为板框压滤机。一种煤化工黑水的处理方法，包括如下步骤：1)将投加絮凝剂的煤化工黑水进行气液分离，得到第一处理水；分离出煤化工黑水中携带的少量空气；2)将第一处理水通过悬浮介质过滤装置，经悬浮介质截留、悬浮介质静电吸附和重力沉降，在悬浮介质过滤装置的上部得到清液，在悬浮介质过滤装置的底部得到煤灰颗粒物浓缩液。煤化工黑水中较大的颗粒先通过重力沉降沉入悬浮介质过滤装置下部锥体，剩余悬浮物随煤化工黑水往上流动，被悬浮过滤介质层截留并在过滤介质底部形成滤饼层，当滤饼层加厚，煤灰颗粒则会从滤饼层脱落沉入底部锥体，最后煤化工黑水经过悬浮过滤介质层时胶体物被过滤介质静电吸附，从而得到清澈溶液透过过滤器上部溢流进入清液池。优选地，还包括如下特征中的一项或多项：1)所述悬浮介质为上下两级分布的聚乙烯和/或聚丙烯合成的球体颗粒，上级分布的悬浮介质粒径为1～2mm，如1～1.5mm或1.5～2mm，密度为0.05～0.1g/cm3，如0.05～0.06g/cm3、0.06～0.08g/cm3或0.08～0.1g/cm3，填充高度为0.2～0.4米，如0.2～0.25米、0.25～0.3米、0.3～0.35米或0.35～0.4米；下级分布的悬浮介质粒径为2～4mm，如2～2.5mm、2.5～2.8mm、2.8～3mm、3～3.3mm或3.3～4mm，密度为0.2～0.4g/cm3，如0.2～0.25g/cm3、0.25～0.28g/cm3、0.28～0.3g/cm3、0.3～0.32g/cm3、0.32～0.34g/cm3或0.34～0.4g/cm3，填充高度为0.2～0.4米，如0.2～0.3米、0.3～0.35或0.35～0.4米；2)在步骤1)之前还包括：向煤化工黑水中投加絮凝剂；3)将步骤2)得到的煤灰颗粒物浓缩液排出，并进行固液分离，得到煤灰颗粒物。更优选地，所述絮凝剂选自聚丙烯酰胺、聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁和聚合氯化铁中的一种或几种。更优选地，当煤化工黑水中悬浮物浓度≥1000mg/l时，絮凝剂为聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁和聚合氯化铁中的一种和聚丙烯酰胺；当煤化工黑水悬浮物浓度＜1000mg/l时，絮凝剂为聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁和聚合氯化铁中的一种。聚丙烯酰胺的投加量为1～3ppm，如1～1.5ppm、1.5～2ppm、2～2.5ppm或2.5～3ppm。聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁和聚合氯化铁中的一种投加量为10-30ppm，如10-15ppm、15-25ppm或25-30ppm。进一步更优选地，所述絮凝剂为聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁和聚合氯化铁中的一种和聚丙烯酰胺，再进一步更优选地，聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁和聚合氯化铁中的一种和聚丙烯酰胺的质量比为10～30：1，如10～15：1、15～25：1或25～30：1。更优选地，特征3)中，所述悬浮介质过滤装置的下部分为锥形，当过滤器底部污泥高度为锥形高度的三分之二以上时，将步骤2)得到的煤灰颗粒物浓缩液排出。进一步更优选地，当过滤器底部椎体污泥累积高度椎体高度的三分之二以上时，同时利用清夜进行反冲洗：10～15秒内排放1.5～2m3浓缩液。本发明至少包括如下有益效果中的至少一项：1)本发明与传统沉降法相比，处理能力提高，占地面积减小，处理效果提高；2)悬浮介质过滤装置运行表面负荷可以达到5～6m3/m2.h，处理出水悬浮物≤30mg/l；2)本发明可连续运行，排泥反冲无需停泵，运行能耗低费用少，无需更换悬浮介质和化学清洗；3)本发明的悬浮物去除率高且稳定，抗冲击能力强，出水水质不会受进水水质波动的影响；4)悬浮介质过滤法与传统沉降法的比较，悬浮介质过滤法占地面积更小、停留时间更短和处理效果更佳。附图说明图1是本发明的煤化工黑水的处理系统一。图2是本发明的煤化工黑水的处理系统二。附图标记：1-气液分离装置；2-悬浮介质过滤装置；3-絮凝剂加药装置；41-煤化工黑水存储池；42-煤化工黑水输送管道；5-清液池；6-浓缩液池；7-固液分离装置。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本发明的技术方案。应理解，本发明提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤；还应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。下面结合具体实施例对本发明做进一步说明：实施例1以江苏某家煤化工生产过程排出黑水4800m3/d，主要悬浮物为煤灰颗粒物，悬浮物浓度5000-12000mg/l，平均8000mg/l。处理系统如图1所示，所述处理系统包括气液分离装置1、悬浮介质过滤装置2、絮凝剂加药装置3、煤化工黑水存储池41、清液池5、浓缩液池6和固液分离装置7，悬浮介质过滤装置的下部分为锥形，煤化工生产装置排出的黑水自流进入气液分离装置1，进气液分离装置1前向煤化工黑水存储池41投加絮凝剂，然后自流进入气液分离装置1内，清液从气液分离装置1上部溢流进入清液池5，浓缩液从悬浮介质过滤装置2的底部锥体排出至浓缩液池6，然后送入固液分离装置7如板框压滤机进行压滤，悬浮介质过滤装置的直径为3300mm，悬浮介质为上下两级分布的聚丙烯合成的球体颗粒，单台处理能力为40m3/h，共5台，当过滤器底部椎体污泥累积高度椎体高度的三分之二以上时，将浓缩液池的煤灰颗粒物浓缩液排出，并进行固液分离，得到煤灰颗粒物，同时，利用清夜进行反冲洗：10～15秒内排放1.5～2m3浓缩液。悬浮介质过滤装置使用的悬浮介质如下：现场实测数据如下：实施例2以河南某家合成氨生产厂煤化工生产过程排出黑水1000m3/d，主要悬浮物为煤灰颗粒物，悬浮物浓度400-800mg/l，平均600mg/l。处理系统如图2所示，所述处理系统包括气液分离装置1、悬浮介质过滤装置2、絮凝剂加药装置3、煤化工黑水输送管道42、清液池5、浓缩液池6和固液分离装置7，悬浮介质过滤装置的下部分为锥形，煤化工生产装置排出的黑水自流进入气液分离装置1，进气液分离装置1前向煤化工黑水输送管道42投加絮凝剂，然后自流进入气液分离装置1内，清液从气液分离装置1上部溢流进入清液池5，浓缩液从悬浮介质过滤装置2的底部锥体排出至浓缩液池6，然后送入固液分离装置7如板框压滤机进行压滤，悬浮介质过滤装置的直径为3300mm，悬浮介质为上下两级分布的聚丙烯合成的球体颗粒，单台处理能力为50m3/h，共1台，当过滤器底部椎体污泥累积高度椎体高度的三分之二以上时，将浓缩液池的煤灰颗粒物浓缩液排出，并进行固液分离，得到煤灰颗粒物，同时，利用清夜进行反冲洗：10～15秒内排放1.5～2m3浓缩液。悬浮介质过滤装置使用的悬浮介质如下：悬浮介质过滤装置编号f上级分布的悬浮介质平均粒径(mm)1.5上级分布的悬浮介质平均密度(g/cm3)0.06上级分布的悬浮介质填充高度(m)0.2下级分布的悬浮介质平均粒径(mm)3下级分布的悬浮介质平均密度(g/cm3)0.28下级分布的悬浮介质填充高度(m)0.3占地面积(m2)14废水有效停留时间(h)0.6现场实测数据如下：当前第1页12