煤化工浓盐水高倍回用工艺及专用设备的制作方法
【专利摘要】一种煤化工浓盐水高倍回用工艺及专用设备，将煤化工浓盐水进行两级澄清软化、超滤、离子交换软化、两级反渗透的方法进行处理，水回收率达到75％-85％，较现有的浓盐水回收率60％-70％显著提高，从而实现了煤化工浓盐水高倍回用的目标。
【专利说明】煤化工浓盐水高倍回用工艺及专用设备
【技术领域】
[0001]本发明属于煤化工废水处理环保【技术领域】，具体讲就是涉及一种煤化工浓盐水高倍回用工艺及专用设备。
【背景技术】
[0002]现代煤化工业是以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体产品，并进一步加工成一系列化工产品的新型工业。它主要包括煤的气化、煤的液化、焦油化学、电石乙炔化学，近几年来，煤化工产业发展迅速，但是由于煤化工产业需要耗费大量用水，随之带来的水资源再利用与环境保护问题日益突出，尤其是处于多旱少雨的地区较为突出。因此，煤化工的环保问题亟待需要解决。
[0003]煤化工废水经过预处理、生化处理后的废水中C0D、氨氮等显著降低，但难降解有机物仍会使废水的色度、COD等指标无法达到排放标准，尤其是高含盐量的生化系统出水无法进行回用。因此，煤化工浓盐水需要进行深度处理，以达到回用水标准。
[0004]目前，煤化工浓盐水回用技术主要采用的是超滤+反渗透的膜处理方法。通过超滤去除废水中的大部分浊度、有机物，减轻对反渗透膜的污染，可延长膜的寿命，减少运行成本；通过反渗透膜不仅能去除废水中的有机物，而且还可以进行脱盐、脱色，出水水质好，可直接作为生产循环用水，可实现煤化工废水的高倍回用和煤化工清洁生产。但是，超滤+反渗透膜处理法对进水水质要求高，若不合理使用超滤+反渗透，膜的污堵现象将非常严重，最终导致膜清洗、膜更换频繁，膜的使用寿命大大缩短，甚至导致整个膜系统瘫痪。因此，往往不可简单、直接的使用超滤+反渗透膜处理技术来实现浓盐水回用。
[0005]另外，现有的煤化工浓盐水回用技术中，反渗透系统最终会产生30% -40%的浓液，这不仅意味着水回用率较低，而且意味着大量浓水无出路，直接排放会严重污染环境。因此，针对反渗透浓水产生量大，如何大幅度减少浓水排放量，进一步提高水回用率，是煤化工行业发展迫切需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是针对上述现有的煤化工浓盐水深度处理过程中存在的回用利用率低，容易堵塞的技术缺陷，提供了一种煤化工浓盐水高倍回用工艺及专用设备，将煤化工浓盐水进行两级澄清软化、超滤、离子交换软化、两级反渗透的方法进行处理，水回收率达到75% -85%，较现有的浓盐水回收率60% -70%显著提高，从而实现了煤化工浓盐水高倍回用的目标。
[0007]技术方案
[0008]为了实现上述技术目的，本发明设计一种煤化工浓盐水高倍回用工艺，其特征在于，它包括以下几个步骤:
[0009]第一步，将煤化工浓盐水进行一级澄清软化物化处理，将废水中的SS、C0D、氟、总硅、重金属以及钙镁等离子进行沉淀，得到一级澄清软化池出水；
[0010]第二步，将第一步中一级澄清软化出水进行二级澄清软化物化处理，进一步将废水中的SS、C0D、碱度和钙进行沉淀得到二级澄清软化出水；
[0011]第三步，将第二步得到的二级澄清软化出水调节pH至中性后进行超滤，进一步截留SS、胶体污染物质，得到的超滤系统产水与浓水，浓液回流至二级澄清软化出水循环处理；
[0012]第四步，将第三步得到的超滤系统产水进行离子交换软化，吸附废水中的剩余钙、镁等金属离子，得到离子交换软化出水；
[0013]第五步，将第四步得到的离子交换软化系统出水进行浓缩分离，截留大部分盐、有机物，得到一级浓水和产水；
[0014]第六步，将第五步得到的一级浓水进一步浓缩分离，得到二级产水与浓液。
[0015]进一步,所述第五步的工作压力是20?40bar。
[0016]进一步,所述第六步的工作压力是25?60ba。
[0017]用于上述所述的煤化工浓盐水高倍回用工艺专用设备，其特征在于:它包括一级澄清软化池、二级澄清软化池、超滤膜系统、离子交换软化设备、一级反渗透系统、二级反渗透系统；
[0018]所述原水池与一级澄清软化池连接，连接管路上装有第一进水泵，一级澄清软化池的清液输出端连接二级澄清软化池，污泥输出端连接污泥处理系统，二级澄清软化池清液输出端连接PH调节水池，污泥输出端连接污泥处理系统，pH调节水池输出端连接超滤膜系统，PH调节水池与超滤膜系统连接管路上装有第二进水泵，超滤膜系统的产水端连接离子交换软化设备，浓液输出端连接回PH调节水池，离子交换软化设备清液输出端连接一级反渗透系统连接，再生废水输出端连接回原水池，一级反渗透系统产水端连接产水池，浓液输出端连接二级反渗透系统，二级反渗透系统产水端连接产水池，浓液输出端连接回高盐水处理系统。
[0019]进一步，所述一级澄清软化池和二级澄清软化池均设有反应搅拌机、污泥浓缩刮泥机，并配备加药泵、污泥回流泵、污泥排放泵、堰槽。
[0020]进一步，所述超滤膜系统装有在线流量计、保安过滤器、循环泵以及药剂清洗系统，所述在线流量计输出端连接保安过滤器，保安过滤器输出端连接循环泵。
[0021]进一步，所述离子交换软化设备装有树脂罐、软酸性软化树脂、酸碱再生单元和清水冲洗单元以及自动控制阀和金属在线监测仪表，所述树脂罐输出端连接软酸性软化树月旨，软酸性软化树脂连接酸碱再生单元和清水冲洗单元。
[0022]进一步，所述一级反渗透系统和二级反渗透系统内部均装有精密过滤器、膜壳及膜元件以及高压泵、能量回收装置、电导传感器、压力传感器和流量传感器、清洗水泵，所述精密过滤器输出端与膜壳及膜元件相连接。
[0023]有益效果
[0024]本发明提供的一种煤化工浓盐水高倍回用工艺及专用设备，将煤化工浓盐水进行两级澄清软化、超滤、离子交换软化、两级反渗透的方法进行处理，水回收率达到75% -85%，较现有的浓盐水回收率60%?70%显著提高，从而实现了煤化工浓盐水高倍回用的目标。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]附图1是本发明的工艺流程图。
[0026]附图2是本发明的设备连接关系示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和实施例，对本发明做进一步说明。
[0028]实施例
[0029]如附图2所示，一种煤化工浓盐水高倍回用工艺专用设备，它包括一级澄清软化池1、二级澄清软化池2、超滤膜系统3、离子交换软化设备4、一级反渗透系统5、二级反渗透系统6 ；
[0030]所述原水池7与一级澄清软化池I连接，连接管路上装有第一进水泵8，一级澄清软化池I的清液输出端连接二级澄清软化池2，污泥输出端连接污泥处理系统23，二级澄清软化池2清液输出端连接pH调节水池11，污泥输出端连接污泥处理系统23，pH调节水池11输出端连接超滤膜系统3，pH调节水池11与超滤膜系统3连接管路上装有第二进水泵12，超滤膜系统3的产水端连接离子交换软化设备4，浓液输出端连接回pH调节水池11，离子交换软化设备4清液输出端连接一级反渗透系统5连接，再生废水输出端连接回原水池7, 一级反渗透系统5产水端连接产水池21，浓液输出端连接二级反渗透系统6，二级反渗透系统6产水端连接产水池21，浓液输出端连接回高盐水处理系统22。
[0031]所述一级澄清软化池I和二级澄清软化池2均设有反应搅拌机9、污泥浓缩刮泥机10，并配备加药泵、污泥回流泵、污泥排放泵、堰槽。
[0032]所述超滤膜系统3装有在线流量计13、保安过滤器14、循环泵15以及药剂清洗系统，所述在线流量计13输出端连接保安过滤器14，保安过滤器14输出端连接循环泵15。
[0033]所述离子交换软化设备4装有树脂罐16、软酸性软化树脂17、酸碱再生单元和清水冲洗单元18以及自动控制阀和金属在线监测仪表，所述树脂罐16输出端连接软酸性软化树脂17，软酸性软化树脂17连接酸碱再生单元和清水冲洗单元18。
[0034]所述一级反渗透系统5和二级反渗透系统6内部均装有精密过滤器19、膜壳及膜元件20以及高压泵、能量回收装置、电导传感器、压力传感器和流量传感器、清洗水泵，所述精密过滤器19输出端与膜壳及膜元件20相连接。
[0035]如附图1所示，利用上述专用装置进行煤化工废水高倍回用处理工艺过程如下:
[0036]第一步:将煤化工浓盐水泵入一级澄清软化池1，在常温条件下，加入氧化剂、氢氧化钙、混凝剂及絮凝剂，将废水中的SS、C0D、氟、总硅以及钙镁等金属离子进行沉淀，污泥进入污泥处理系统，出水进入二级澄清软化池2。
[0037]第二步:将第一步中一级澄清软化池I出水进入二级澄清软化池2，在常温条件下，投加碳酸钠、混凝剂及絮凝剂，进一步将废水中的SS、C0D、钙进行沉淀，污泥进入污泥处理系统23。
[0038]第三步:将第二步二级澄清软化池2出水进入超滤膜系统3前，先调节pH至中性，然后泵入超滤膜系统3，进一步截留SS、胶体等污染物质，浓水回流至pH调节水池11进行循环处理，产水SDI值小于3，重金属及铁等金属离子浓度降低到极低，此单元的水回收率为 90% -95%。
[0039]第四步:将第三步超滤膜系统3出水送入离子交换软化设备4，通过离子交换树脂的交换性能，吸附废水中的剩余钙、镁等金属离子，再生废水回流至原进水池进行循环处理。其中，此过程的目的是为了减轻反渗透膜的污染，延长膜的使用寿命。
[0040]第五步:将第四步离子交换软化设备4出水送入一级反渗透系统5,在20?40bar的压力条件下，进行浓缩分离，截留大部分盐、小分子有机物等，使其产水达到回用水标准，可进入产水池进行回用，此单元水回收率为55-70%。
[0041]第六步:将第五步上述一级反渗透系统5的浓液进入二级反渗透系统6，在25?60bar的压力条件下，进一步浓缩分离，截留剩余盐、小分子有机物等，使其产水达到回用水标准，可并入一级反渗透产水进行回用，浓液进入高盐水处理系统，此单元水回收率为40 ?55%。
[0042]本发明的目的是针对上述现有的煤化工浓盐水深度处理技术存在一些问题，提供了煤化工浓盐水高倍回用工艺技术，是将煤化工浓盐水进行两级澄清软化、超滤、离子交换软化、两级反渗透的方法对浓盐水进行处理，水回收率达到75% -85%，较现有的浓盐水回收率60% -70%显著提高，从而实现了煤化工浓盐水高倍回用的目标，可为国家的煤化工浓盐水处理项目提供解决方案。
【权利要求】
1.一种煤化工浓盐水高倍回用工艺，其特征在于，它包括以下几个步骤: (1)将煤化工浓盐水进行一级澄清软化物化处理，将废水中的SS、COD、氟、总硅、重金属以及钙镁等离子进行沉淀，得到一级澄清软化池出水； (2)将步骤(I)一级澄清软化出水进行二级澄清软化物化处理，进一步将废水中的SS、COD、碱度和钙进行沉淀得到二级澄清软化出水； (3)将步骤(2)得到的二级澄清软化出水调节pH至中性后进行超滤，进一步截留SS、胶体污染物质，得到的超滤系统产水与浓水，浓液回流至二级澄清软化出水循环处理； (4)将步骤(3)得到超滤系统产水进行离子交换软化，吸附废水中的剩余钙、镁等金属离子，得到离子交换软化出水； (5)将步骤(4)得到离子交换软化系统出水进行浓缩分离，截留大部分盐、有机物，得到一级浓水和产水； (6)将步骤(5)得到的一级浓水进一步浓缩分离，得到二级产水与浓液。
2.如权利要求1所述的一种煤化工浓盐水高倍回用工艺，其特征在于:所述步骤(5)的工作压力是20?40bar。
3.如权利要求1所述的一种煤化工浓盐水高倍回用工艺，其特征在于:所述步骤(6)的工作压力是25?60ba。
4.用于上述任一项权利要求所述的煤化工浓盐水高倍回用工艺专用设备，其特征在于:它包括一级澄清软化池(I)、二级澄清软化池(2)、超滤膜系统(3)、离子交换软化设备(4)、一级反渗透系统(5)、二级反渗透系统(6)； 所述原水池(7)与一级澄清软化池(I)连接，连接管路上装有第一进水泵(8)，一级澄清软化池(I)的清液输出端连接二级澄清软化池(2)，污泥输出端连接污泥处理系统(23)，二级澄清软化池(2)清液输出端连接pH调节水池(11)，污泥输出端连接污泥处理系统(23)，pH调节水池(11)输出端连接超滤膜系统(3)，pH调节水池(11)与超滤膜系统(3)连接管路上装有第二进水泵(12)，超滤膜系统(3)的产水端连接离子交换软化设备(4)，浓液输出端连接回PH调节水池(11)，离子交换软化设备(4)清液输出端连接一级反渗透系统(5)连接，再生废水输出端连接回原水池(7)，一级反渗透系统(5)产水端连接产水池(21)，浓液输出端连接二级反渗透系统(6)，二级反渗透系统(6)产水端连接产水池(21)，浓液输出端连接回高盐水处理系统(22)。
5.如权利要求4所述的煤化工浓盐水高倍回用工艺专用设备，其特征在于:所述一级澄清软化池(I)和二级澄清软化池(2)均设有反应搅拌机(9)、污泥浓缩刮泥机(10)，并配备加药泵、污泥回流泵、污泥排放泵、堰槽。
6.如权利要求4所述的煤化工浓盐水高倍回用工艺专用设备，其特征在于:所述超滤膜系统3装有在线流量计(13)、保安过滤器(14)、循环泵(15)以及药剂清洗系统，所述在线流量计(13)输出端连接保安过滤器(14)，保安过滤器(14)输出端连接循环泵(15)。
7.如权利要求4所述的煤化工浓盐水高倍回用工艺专用设备，其特征在于:所述离子交换软化设备4装有树脂罐(16)、软酸性软化树脂(17)、酸碱再生单元和清水冲洗单元(18)以及自动控制阀和金属在线监测仪表，所述树脂罐(16)输出端连接软酸性软化树脂(17)，软酸性软化树脂(17)连接酸碱再生单元和清水冲洗单元(18)。
8.如权利要求4所述的煤化工浓盐水高倍回用工艺专用设备，其特征在于:所述一级反渗透系统(5)和二级反渗透系统(6)内部均装有精密过滤器(19)、膜壳及膜元件(20)以及高压泵、能量回收装置、电导传感器、压力传感器和流量传感器、清洗水泵，所述精密过滤器(19)输出端与膜壳及膜元件(20)相连接。
【文档编号】C02F9/04GK104291486SQ201410526696
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】兰建伟, 潘文刚, 江晶, 苏志峰, 夏俊方, 张水水, 赵剑锋, 徐文军, 陆魁, 肖龙博 申请人:深圳能源资源综合开发有限公司, 上海晶宇环境工程有限公司