CN111573984A - 一种洗煤废水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种洗煤废水处理系统，所述系统包括剩余污泥仓、冷冻仓、高温蒸汽破壁系统、离心装置、絮凝处理池及固液分离装置，洗煤废水处理后产生的固体废物中粒径小于0.075mm的二氧化硅是主要成分，对其进行脱水干燥处理，加入火碱，煅烧后研磨煅烧后的产物加入盐酸溶液和/或酸性矿井废水进行活化处理，结合剩余污泥中的铁、铝粒子，以及洗煤废水过程中加入的石灰，最终形成聚硅酸铝铁钙，显著提高洗煤废水的沉降效率。
Description
技术领域
本发明属于洗煤废水处理领域，具体涉及一种洗煤废水处理系统。
背景技术
湿法选煤需要大量的水，以跳汰洗煤为例，每入选1t原煤需要3-5立方米循环水，还需补加部分清水，而这些水会变成含油大量细小颗粒的废水通常把这种含有粒径小于1mm的悬浮粒子的洗煤水叫煤泥水，也叫洗煤废水。
实际生产过程中，洗煤废水是一种呈弱碱性的稳定胶体分散体系，其具有如下显著特点：悬浮物浓度高(50-90g/L)、COD浓度高、微细颗粒含量高(小于0.075mm的颗粒含量一般在50-60％)、过滤性能差、颗粒表面带较强的负电荷、粘度较高、煤泥颗粒密度小等；而洗煤废水作为一种难处理的工业废水，难处理的最主要原因是悬浮颗粒带有较强的负电荷，使其成为一种稳定的胶体分散体系。
而现有技术中大都是采用加入大量混凝剂、絮凝剂进行处理，尽管有机、无机絮凝剂在一定程度上能满足工业要求，但无机絮凝剂易带入大量无机离子到被处理水中，聚丙烯酰胺类有机高分子絮凝剂不易降解，而且其聚合单体具有强烈的神经毒性。生物絮凝剂以其环境友好和易降解特性已成为研究的热点。CN105712494B则公开了一种微生物絮凝剂与表面活性剂混凝处理矿业废水的方法，解决现有微生物絮凝剂用量大、絮凝时间较长等问题，但其仅限于对模拟废水的处理，在实际运用中，难以对矿业废水中呈胶体状态的洗煤废水产生显著影响。并不能充分发挥微生物絮凝剂的实际作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种洗煤废水处理系统。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
本发明公开了一种洗煤废水处理系统，其特征在于，所述系统包括剩余污泥仓1、冷冻仓2、高温蒸汽破壁系统3、离心装置4、絮凝处理池5及固液分离装置6；所述剩余污泥仓1连接冷冻仓2，在冷冻仓2中将剩余污泥冷冻，将冷冻后的剩余污泥输送至高温蒸汽破壁系统3，向高温蒸汽破壁系统3 中通入高温蒸汽进行破壁处理形成污泥浆液，将破壁后的污泥浆液输送至离心装置4，离心后的离心上清液作为剩余污泥絮凝剂，并将其输送至剩余污泥絮凝剂罐7储存；
所述絮凝处理池5上设置有剩余污泥絮凝剂罐7及石灰悬浊液储存罐8，絮凝沉淀池5连接固液分离装置6。
进一步地，所述高温蒸汽破壁系统3中设置超声装置9，在高温蒸汽破壁时进行超声破碎10-25min；
进一步地，所述絮凝处理池5上还设置有酸性矿井废水进水管；在搅拌的条件下，加入酸性矿井废水调节pH至6.5-8；
进一步地，所述水力筛分将洗煤废水中的粒径大于0.075mm的粒子去除；
进一步地，还设置有煅烧炉，所述固液分离装置6连通煅烧炉，所述固液分离装置6产生的固体废物，进行脱水干燥后，进行煅烧，然后将煅烧后的残余物进行球磨，制备粒径在1-5mm的多孔材料；
进一步地，所述絮凝沉淀池上设置多孔材料加药仓；
进一步地，所述固体废物，进行脱水干燥后，按照质量比为10：1的比例加入火碱，煅烧后研磨至0.05-0.2mm，煅烧后的产物加入盐酸溶液和/或酸性矿井废水，调整pH至3-5，在加热条件下搅拌30-75min，反应结束后降温至室温，将废渣除去后得到含有聚硅酸铝铁钙的溶液；
进一步地，所述聚硅酸铝铁钙作与所述剩余污泥絮凝剂按照体积比 1-10:20-50的比例混合替代步骤(4)中的剩余污泥絮凝剂；
进一步地，所述石灰悬浊液为浓度3-5％，投药量为1.8-3.5g/L；
进一步地，所述煅烧在煅烧炉内进行，所述煅烧炉内烧结温度为 1250-1800℃；
进一步地，所述多孔材料投加量为5-9g/L；
进一步地，所述固液分离装置为板框过滤、二沉池沉降中的一种或其结合；
进一步地，所述预处理包括格栅、水力筛分。
本发明的洗煤废水处理工艺，至少具有以下优点：
1.采用煤矿水处理厂剩余污泥、石灰等作为主要絮凝剂，未引用难降解有机物及影响水质色度、浊度的金属离子；
2.采用煤矿水处理厂的剩余污泥、洗煤废水产生的固体废物自产自销，只使用了少量石灰，降低了药剂费用，二次污染可能性；
3.洗煤废水处理后产生的固体废物中二氧化硅是主要成分，对其进行脱水干燥处理，加入火碱，煅烧后研磨煅烧后的产物加入盐酸溶液和/或酸性矿井废水进行活化处理，结合剩余污泥中的铁、铝粒子，以及洗煤废水过程中加入的石灰，最终形成聚硅酸铝铁钙，显著提高洗煤废水的沉降效率；
4.石灰和/或聚硅酸铝铁加入洗煤废水中后，钙离子、铁离子、铝粒子中和带有负电荷的胶体，加入微生物絮凝剂后显著提高微生物絮凝剂的沉降性能；
5.采用微生物絮凝剂、石灰处理洗煤废水后产生的固体废物，进行煅烧过程中，由于固体废物中含有微生物絮凝剂、煤粉，减少了煅烧炉燃料的使用量，同时有效降低了煤矿废物的产量。
附图说明
图1是一种洗煤废水处理系统示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”，“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1
一种洗煤废水处理系统，其特征在于，所述系统包括剩余污泥仓1、冷冻仓2、高温蒸汽破壁系统3、离心装置4、絮凝处理池5及固液分离装置6；所述剩余污泥仓1连接冷冻仓2，在冷冻仓2中将剩余污泥冷冻，将冷冻后的剩余污泥输送至高温蒸汽破壁系统3，向高温蒸汽破壁系统3中通入高温蒸汽进行破壁处理形成污泥浆液，将破壁后的污泥浆液输送至离心装置4，离心后的离心上清液作为剩余污泥絮凝剂，并将其输送至剩余污泥絮凝剂罐 7储存；所述絮凝处理池5上设置有剩余污泥絮凝剂罐7及石灰悬浊液储存罐8，絮凝沉淀池5连接固液分离装置6，所述高温蒸汽破壁系统3中设置超声装置9，所述絮凝处理池5上还设置有多孔材料加药仓10、酸性矿井废水进水管11；还设置有煅烧炉12，所述固液分离装置6连通煅烧炉，所述固液分离装置为板框过滤、二沉池，所述预处理包括格栅、水力筛分。
某煤矿洗煤废水水质：pH值：8.76、SS：64.618g/L、COD：19877mg/L；
包括以下步骤：
(1)取煤矿水处理厂产生的剩余污泥；
(2)将步骤(1)获得的剩余污泥进行冷冻处理，将冷冻处理后的剩余污泥进行高温蒸汽破壁处理，在高温蒸汽破壁处理时，进行超声破碎10-25min，后进行第一次离心分离，取离心上清液，即得剩余污泥絮凝剂；
(3)向经过预处理的洗煤废水中加入石灰悬浊液，并搅拌，所述石灰悬浊液为浓度3％，投药量为2g/L；所述预处理包括格栅、水力筛分，所述水力筛分将洗煤废水中的粒径大于0.075mm的粒子去除；
(4)向加入石灰悬浊液的洗煤废水中加入所述剩余污泥絮凝剂，并搅拌，所述生物污泥絮凝剂用量为1.0g/L；
(5)在搅拌的条件下，加入酸性矿井废水调节pH至6.5-8；
(6)最后进行固液分离，所述固液分离是先进入二沉池沉降150min，然后进行板框过滤。
出水pH值：8.10、SS：108g/L、COD：84mg/L。
实施例2
矿井水水质及洗煤废水水质同实施例1；
实验条件同实施例1；
所述固液分离产生的固体废物，所述固体废物，进行脱水干燥后，按照质量比为10：1的比例加入火碱，煅烧后研磨至0.05-0.2mm，煅烧后的产物加入盐酸溶液和/或酸性矿井废水，调整pH至3-5，在加热条件下搅拌60min，反应结束后降温至室温，将废渣除去后得到含有聚硅酸铝铁钙的溶液；所述聚硅酸铝铁钙作与所述剩余污泥絮凝剂按照体积比5:30的比例混合替代步骤(4)中的剩余污泥絮凝剂；
出水pH值：8.07、SS：89g/L、COD：56mg/L。
实施例3
矿井水水质及洗煤废水水质同实施例1；
实验条件同实施例1；
所述固液分离产生的固体废物，进行脱水干燥后，进行煅烧，然后将煅烧后的残余物进行球磨，制备粒径在1-5mm的多孔材料，所述步骤4中还加入了所述多孔材料，所述煅烧在煅烧炉内进行，所述煅烧炉内烧结温度为 1250-1800℃，所述多孔材料投加量为5-9g/L；
出水pH值：7.93、SS：98g/L、COD：69mg/L。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。
Claims (10)
1.一种洗煤废水处理系统，其特征在于，所述系统包括剩余污泥仓(1)、冷冻仓(2)、高温蒸汽破壁系统(3)、离心装置(4)、絮凝处理池(5)及固液分离装置(6)；所述剩余污泥仓(1)连接冷冻仓(2)，在冷冻仓(2)中将剩余污泥冷冻，将冷冻后的剩余污泥输送至高温蒸汽破壁系统(3)，向高温蒸汽破壁系统(3)中通入高温蒸汽进行破壁处理形成污泥浆液，将破壁后的污泥浆液输送至离心装置(4)，离心后的离心上清液作为剩余污泥絮凝剂，并将其输送至剩余污泥絮凝剂罐(7)储存；
所述絮凝处理池(5)上设置有剩余污泥絮凝剂罐(7)及石灰悬浊液储存罐(8)，絮凝沉淀池(5)连接固液分离装置(6)。
2.如权利要求1所述的一种洗煤废水处理系统，其特征在于，所述高温蒸汽破壁系统(3)中设置超声装置(9)。
3.如权利要求1所述的一种洗煤废水处理系统，其特征在于，所述絮凝处理池(5)上还设置有酸性矿井废水进水管。
4.如权利要求1所述的一种洗煤废水处理系统，其特征在于，所述固液分离装置为板框过滤、二沉池沉降中的一种或其结合，所述预处理包括格栅、水力筛分。
5.如权利要求4所述的一种洗煤废水处理系统，其特征在于，所述水力筛分将洗煤废水中的粒径大于0.075mm的粒子去除。
6.如权利要求1所述的一种洗煤废水处理系统，其特征在于，所述系统还设置有煅烧炉，所述固液分离装置(6)连通煅烧炉，所述固液分离装置(6)产生的固体废物，进行脱水干燥后，进行煅烧，然后将煅烧后的残余物进行球磨，制备粒径在1-5mm的多孔材料。
7.如权利要求1所述的一种洗煤废水处理系统，其特征在于，所述固体废物，进行脱水干燥后，按照质量比为10：1的比例加入火碱，在所述煅烧炉中煅烧后研磨至0.05-0.2mm，煅烧后的产物加入盐酸溶液和/或酸性矿井废水，调整pH至3-5，在加热条件下搅拌30-75min，反应结束后降温至室温，将废渣除去后得到含有聚硅酸铝铁钙的溶液。
8.如权利要求1所述的一种洗煤废水处理系统，其特征在于，所述絮凝沉淀池上设置聚硅酸铝铁钙加药管。
9.如权利要求6或7所述的一种洗煤废水处理系统，其特征在于，所述煅烧在煅烧炉内进行，所述煅烧炉内烧结温度为1250-1800℃。
10.如权利要求1所述的一种洗煤废水处理系统，其特征在于，所述絮凝沉淀池上设置多孔材料加药仓。
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