一種煤化工黑水的處理系統及處理方法與流程

2024-03-25 21:57:05

本發明屬於水處理
技術領域：
，特別是涉及一種煤化工黑水的處理系統及處理方法。
背景技術：
：在煤化工行業中，以煤炭為原料生產化工原料的過程中會產生一股廢水---黑水，該廢水含有一定量的懸浮物，主要以煤灰為主。目前，針對這股廢水，行業內普遍採用的處理工藝就是沉降工藝。該工藝的原理為重力自然沉降。因此工藝設備的處理效果跟處理對象在設備內的停留時間和自身沉降性能有關，設備佔地大，停留時間長。目前經過黑水過濾後的懸浮物基本都在100mg/l以上，雖然可以回塔噴淋，但仍然會造成噴頭及管道堵塞。介於以上因素，需要設計一種能夠適應黑水過濾並提高處理能力和效果的工藝來降低運行中出現的堵塞問題。技術實現要素：本發明針對以上所述現有技術存在的技術缺陷，提供了一種煤化工黑水的處理系統及處理方法，與傳統沉降法相比，處理能力提高，佔地面積減小，處理效果提高，可連續運行，運行能耗低費用少，無需更換懸浮介質和化學清洗。本發明是通過以下技術方案實現的：一種煤化工黑水的處理系統，包括：氣液分離裝置，用於將投加絮凝劑的煤化工黑水去除氣體，得到第一處理水；懸浮介質過濾裝置，用於將第一處理水通過懸浮介質截留、懸浮介質靜電吸附和重力沉降，懸浮介質過濾裝置內裝有懸浮介質，在懸浮介質過濾裝置的上部得到清液，在懸浮介質過濾裝置的底部得到煤灰顆粒物濃縮液。用懸浮介質過濾裝置處理煤化工黑水：煤化工黑水在懸浮介質過濾裝置內通過重力沉降，過濾截留，靜電吸附後，清液上升到懸浮介質過濾裝置上部，煤灰顆粒物沉積到懸浮介質過濾裝置底部。優選地，所述處理系統還包括絮凝劑加藥裝置和煤化工黑水引入裝置，所述絮凝劑加藥裝置用於將絮凝劑投加於煤化工黑水引入裝置中，得到投加絮凝劑的煤化工黑水。更優選地，所述煤化工黑水引入裝置為煤化工黑水存儲池或者煤化工黑水輸送管道。優選地，還包括如下特徵中的一項或多項：1)懸浮介質過濾裝置的下部分為錐形，用於沉降煤灰顆粒物；2)所述懸浮介質為聚乙烯和/或聚丙烯合成的球體顆粒；3)所述處理系統還包括清液池，用於存儲懸浮介質過濾裝置溢流的清液；4)所述處理系統還包括濃縮液池，所述濃縮液池與懸浮介質過濾裝置連通；5)所述處理系統還包括固液分離裝置，用於將濃縮液池中的濃縮液進行固液分離，得到煤灰顆粒物，所述固液分離裝置與濃縮液池連通。更優選地，還包括如下特徵中的至少一項：1)特徵2)中，所述懸浮介質為上下兩級分布的聚乙烯和/或聚丙烯合成的球體顆粒，上級分布的懸浮介質粒徑為1～2mm，如1～1.5mm或1.5～2mm，密度為0.05～0.1g/cm3，如0.05～0.06g/cm3、0.06～0.08g/cm3或0.08～0.1g/cm3，填充高度為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；下級分布的懸浮介質粒徑為2～4mm，如2～2.5mm、2.5～2.8mm、2.8～3mm、3～3.3mm或3.3～4mm，密度為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，填充高度為0.2～0.4米，如0.2～0.3米、0.3～0.35或0.35～0.4米；2)特徵5)中，所述固液分離裝置為板框壓濾機。一種煤化工黑水的處理方法，包括如下步驟：1)將投加絮凝劑的煤化工黑水進行氣液分離，得到第一處理水；分離出煤化工黑水中攜帶的少量空氣；2)將第一處理水通過懸浮介質過濾裝置，經懸浮介質截留、懸浮介質靜電吸附和重力沉降，在懸浮介質過濾裝置的上部得到清液，在懸浮介質過濾裝置的底部得到煤灰顆粒物濃縮液。煤化工黑水中較大的顆粒先通過重力沉降沉入懸浮介質過濾裝置下部錐體，剩餘懸浮物隨煤化工黑水往上流動，被懸浮過濾介質層截留並在過濾介質底部形成濾餅層，當濾餅層加厚，煤灰顆粒則會從濾餅層脫落沉入底部錐體，最後煤化工黑水經過懸浮過濾介質層時膠體物被過濾介質靜電吸附，從而得到清澈溶液透過過濾器上部溢流進入清液池。優選地，還包括如下特徵中的一項或多項：1)所述懸浮介質為上下兩級分布的聚乙烯和/或聚丙烯合成的球體顆粒，上級分布的懸浮介質粒徑為1～2mm，如1～1.5mm或1.5～2mm，密度為0.05～0.1g/cm3，如0.05～0.06g/cm3、0.06～0.08g/cm3或0.08～0.1g/cm3，填充高度為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；下級分布的懸浮介質粒徑為2～4mm，如2～2.5mm、2.5～2.8mm、2.8～3mm、3～3.3mm或3.3～4mm，密度為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，填充高度為0.2～0.4米，如0.2～0.3米、0.3～0.35或0.35～0.4米；2)在步驟1)之前還包括：向煤化工黑水中投加絮凝劑；3)將步驟2)得到的煤灰顆粒物濃縮液排出，並進行固液分離，得到煤灰顆粒物。更優選地，所述絮凝劑選自聚丙烯醯胺、聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵和聚合氯化鐵中的一種或幾種。更優選地，當煤化工黑水中懸浮物濃度≥1000mg/l時，絮凝劑為聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵和聚合氯化鐵中的一種和聚丙烯醯胺；當煤化工黑水懸浮物濃度＜1000mg/l時，絮凝劑為聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵和聚合氯化鐵中的一種。聚丙烯醯胺的投加量為1～3ppm，如1～1.5ppm、1.5～2ppm、2～2.5ppm或2.5～3ppm。聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵和聚合氯化鐵中的一種投加量為10-30ppm，如10-15ppm、15-25ppm或25-30ppm。進一步更優選地，所述絮凝劑為聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵和聚合氯化鐵中的一種和聚丙烯醯胺，再進一步更優選地，聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵和聚合氯化鐵中的一種和聚丙烯醯胺的質量比為10～30：1，如10～15：1、15～25：1或25～30：1。更優選地，特徵3)中，所述懸浮介質過濾裝置的下部分為錐形，當過濾器底部汙泥高度為錐形高度的三分之二以上時，將步驟2)得到的煤灰顆粒物濃縮液排出。進一步更優選地，當過濾器底部椎體汙泥累積高度椎體高度的三分之二以上時，同時利用清夜進行反衝洗：10～15秒內排放1.5～2m3濃縮液。本發明至少包括如下有益效果中的至少一項：1)本發明與傳統沉降法相比，處理能力提高，佔地面積減小，處理效果提高；2)懸浮介質過濾裝置運行表面負荷可以達到5～6m3/m2.h，處理出水懸浮物≤30mg/l；2)本發明可連續運行，排泥反衝無需停泵，運行能耗低費用少，無需更換懸浮介質和化學清洗；3)本發明的懸浮物去除率高且穩定，抗衝擊能力強，出水水質不會受進水水質波動的影響；4)懸浮介質過濾法與傳統沉降法的比較，懸浮介質過濾法佔地面積更小、停留時間更短和處理效果更佳。附圖說明圖1是本發明的煤化工黑水的處理系統一。圖2是本發明的煤化工黑水的處理系統二。附圖標記：1-氣液分離裝置；2-懸浮介質過濾裝置；3-絮凝劑加藥裝置；41-煤化工黑水存儲池；42-煤化工黑水輸送管道；5-清液池；6-濃縮液池；7-固液分離裝置。具體實施方式以下通過特定的具體實例說明本發明的技術方案。應理解，本發明提到的一個或多個方法步驟並不排斥在所述組合步驟前後還存在其他方法步驟或在這些明確提到的步驟之間還可以插入其他方法步驟；還應理解，這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。而且，除非另有說明，各方法步驟的編號僅為鑑別各方法步驟的便利工具，而非為限制各方法步驟的排列次序或限定本發明可實施的範圍，其相對關係的改變或調整，在無實質變更技術內容的情況下，當亦視為本發明可實施的範疇。下面結合具體實施例對本發明做進一步說明：實施例1以江蘇某家煤化工生產過程排出黑水4800m3/d，主要懸浮物為煤灰顆粒物，懸浮物濃度5000-12000mg/l，平均8000mg/l。處理系統如圖1所示，所述處理系統包括氣液分離裝置1、懸浮介質過濾裝置2、絮凝劑加藥裝置3、煤化工黑水存儲池41、清液池5、濃縮液池6和固液分離裝置7，懸浮介質過濾裝置的下部分為錐形，煤化工生產裝置排出的黑水自流進入氣液分離裝置1，進氣液分離裝置1前向煤化工黑水存儲池41投加絮凝劑，然後自流進入氣液分離裝置1內，清液從氣液分離裝置1上部溢流進入清液池5，濃縮液從懸浮介質過濾裝置2的底部錐體排出至濃縮液池6，然後送入固液分離裝置7如板框壓濾機進行壓濾，懸浮介質過濾裝置的直徑為3300mm，懸浮介質為上下兩級分布的聚丙烯合成的球體顆粒，單臺處理能力為40m3/h，共5臺，當過濾器底部椎體汙泥累積高度椎體高度的三分之二以上時，將濃縮液池的煤灰顆粒物濃縮液排出，並進行固液分離，得到煤灰顆粒物，同時，利用清夜進行反衝洗：10～15秒內排放1.5～2m3濃縮液。懸浮介質過濾裝置使用的懸浮介質如下：現場實測數據如下：實施例2以河南某家合成氨生產廠煤化工生產過程排出黑水1000m3/d，主要懸浮物為煤灰顆粒物，懸浮物濃度400-800mg/l，平均600mg/l。處理系統如圖2所示，所述處理系統包括氣液分離裝置1、懸浮介質過濾裝置2、絮凝劑加藥裝置3、煤化工黑水輸送管道42、清液池5、濃縮液池6和固液分離裝置7，懸浮介質過濾裝置的下部分為錐形，煤化工生產裝置排出的黑水自流進入氣液分離裝置1，進氣液分離裝置1前向煤化工黑水輸送管道42投加絮凝劑，然後自流進入氣液分離裝置1內，清液從氣液分離裝置1上部溢流進入清液池5，濃縮液從懸浮介質過濾裝置2的底部錐體排出至濃縮液池6，然後送入固液分離裝置7如板框壓濾機進行壓濾，懸浮介質過濾裝置的直徑為3300mm，懸浮介質為上下兩級分布的聚丙烯合成的球體顆粒，單臺處理能力為50m3/h，共1臺，當過濾器底部椎體汙泥累積高度椎體高度的三分之二以上時，將濃縮液池的煤灰顆粒物濃縮液排出，並進行固液分離，得到煤灰顆粒物，同時，利用清夜進行反衝洗：10～15秒內排放1.5～2m3濃縮液。懸浮介質過濾裝置使用的懸浮介質如下：懸浮介質過濾裝置編號f上級分布的懸浮介質平均粒徑(mm)1.5上級分布的懸浮介質平均密度(g/cm3)0.06上級分布的懸浮介質填充高度(m)0.2下級分布的懸浮介質平均粒徑(mm)3下級分布的懸浮介質平均密度(g/cm3)0.28下級分布的懸浮介質填充高度(m)0.3佔地面積(m2)14廢水有效停留時間(h)0.6現場實測數據如下：當前第1頁12