一种疏干水的预处理系统的制作方法

1.本实用新型属于疏干水处理技术领域，具体涉及一种疏干水的预处理系统。


背景技术：

2.我国西北和北方地区煤炭储量丰富，煤矿开采时产生的大量矿井疏干水未加综合利用被白白排放掉，造成资源浪费和环境问题，而火电厂生产耗费大量水资源。在淡水资源缺乏的地区，一些煤电一体化项目，将矿井疏干水深度处理后作为火电厂水源，回用具有很好的环境效益，既可以解决煤矿疏干水排放，又能符合国家鼓励火电厂使用疏干水的号召，缓解火电厂对当地水资源高度依赖的问题。然而疏干水的钙镁硬度偏高，碳酸盐硬度较低，属于永硬水体，且疏干水中含有一定的悬浮物，不能直接作为电厂工业用水水质，因此，需要对疏干水进行预处理。
3.现有疏干水预处理方法主要采用石灰
‑
纯碱软化法对疏干水进行预处理，然而该法虽然对疏干水中的暂硬、碱度具有较好的去除率，但对疏干水中的钙硬、镁硬、悬浮物等去除效率不佳，同时加药系统复杂，对设备质量要求较高；且排泥系统需定期冲洗，占地面积大，运行控制较复杂。
4.鉴于此，急需设计开发一种对疏干水中的钙硬、镁硬、悬浮物等具有良好去除效果，且系统简单的疏干水预处理方法和系统。


技术实现要素：

5.因此，本实用新型要解决的技术问题是现有疏干水预处理方法对疏干水中的钙硬、镁硬、悬浮物等去除效率不佳，同时处理系统复杂的缺陷，从而提出了一种疏干水的预处理方法及系统。
6.为此，本技术采取的技术方案为，
7.一种疏干水的预处理方法，包括如下步骤：
8.1)向疏干水中加入无机碱、碳酸盐和晶种，搅拌，以对疏干水进行第一次净化处理，得到含钙固体和含镁固体，以及经过第一次净化处理后的疏干水；
9.2)向第一次净化处理后的疏干水中加入活性炭和/或无机絮凝剂，混合，然后再加入有机絮凝剂，搅拌以进行第二次净化处理，得到预处理后的疏干水。
10.优选的，所述第一次净化处理过程是在化学结晶循环造粒流化床中进行的，所述第二次净化处理过程是在固液分离流化床中进行的。
11.优选的，包括如下步骤：
12.1)将疏干水通入化学结晶循环造粒流化床中，通过化学结晶循环造粒流化床向疏干水中加入无机碱、碳酸盐和晶种，以对疏干水进行第一次净化处理，得到含钙固体和含镁固体，以及经过第一次净化处理后的疏干水；
13.2)向第一次净化处理后的疏干水中加入活性炭和/或无机絮凝剂，混合，然后将混合有活性炭和/或无机絮凝剂的疏干水通入固液分离流化床中，通过固液分离流化床再向
疏干水中加入有机絮凝剂，以对经过第一次净化处理后的疏干水进行第二次净化处理，得到预处理后的疏干水。
14.优选的，步骤2)中还包括对预处理后的疏干水调节ph值的步骤。
15.优选的，步骤1)中无机碱的加入量为0.1
‑
10g/l，碳酸盐的加入量为0.1
‑
10g/l，晶种的加入量为0.1
‑
5g/l；
16.步骤2)中活性炭的加入量为10
‑
500mg/l，无机絮凝剂的加入量为10
‑
500mg/l，有机絮凝剂的加入量为10
‑
500mg/l。
17.优选的，
18.所述无机碱为氢氧化钠，碳酸盐为碳酸钠，晶种为石榴石，无机絮凝剂为聚合氯化铝，有机絮凝剂为聚丙烯酰胺。
19.本实用新型还提供一种疏干水的预处理系统，包括通过输水管路顺次连接的化学结晶造粒流化床、固液分离装置和清水储存装置；
20.所述化学结晶造粒流化床还设置有碱液入料口、碳酸盐入料口和晶种入料口；
21.连接化学结晶造粒流化床和固液分离装置的输水管路上设置有活性炭入料口和无机絮凝剂入料口；
22.所述固液分离装置设置有机絮凝剂入料口。
23.可选的，所述化学结晶造粒流化床上还设置有颗粒排出口，所述固液分离装置上还设置有污泥排出口。
24.可选的，还包括颗粒存储装置和污泥储存装置，所述颗粒存储装置的颗粒入料口与化学结晶造粒流化床的颗粒排出口连接；
25.所述污泥储存装置的污泥入口与固液分离装置的污泥排出口连接。
26.可选的，还包括脱水装置，所述脱水装置的污泥入口与污泥储存装置的污泥排出口连接。
27.可选的，连接固液分离装置和清水存储装置的输水管路上设置有ph调节剂入料口。
28.可选的，所述固液分离装置为固液分离流化床。
29.可选的，还包括碱液加料装置、碳酸盐加料装置、晶种加料装置；
30.所述碱液加料装置的出料口与化学结晶造粒流化床的碱液入料口连接，所述碳酸盐加料装置的出料口与化学结晶造粒流化床的碳酸盐入料口连接，所述晶种加料装置的出料口与化学结晶造粒流化床的晶种入料口连接。
31.可选的，还包括活性炭加料装置和无机絮凝剂加料装置；
32.所述活性炭加料装置的出料口与输水管路上的活性炭入料口连接，无机絮凝剂加料装置的出料口与输水管路上的无机絮凝剂入料口连接。
33.可选的，还包括有机絮凝剂加料装置，所述有机絮凝剂加料装置的出料口与固液分离装置的有机絮凝剂入料口连接。
34.本实用新型技术方案，具有如下优点：
35.1、本实用新型提供的疏干水的预处理方法，通过向疏干水中加入无机碱、碳酸盐和晶种，搅拌，以对疏干水进行第一次净化处理，添加无机碱、碳酸盐和晶种，使水中镁离子和钙离子生成相应的氢氧化镁和碳酸钙晶体，碳酸钙晶体直接附着在晶种表面生长，最终
形成直径1
‑
3mm的碳酸钙颗粒，大大降低水中硬度；向第一次净化处理后的疏干水中加入活性炭和/或无机絮凝剂，混合，然后再加入有机絮凝剂，搅拌以进行第二次净化处理，以除去疏干水中的悬浮物，得到预处理后的疏干水。
36.本实用新型提供的疏干水的预处理方法，对水中钙硬、镁硬、悬浮物有很高去除率，针对性较强，可以降低永硬，同时还可以去除水中的磷、硅、cod、铁、锰等物质，本实用新型提供的疏干水的预处理方法负荷高、流量大，工艺流程简单，设备质量容易控制，控制点少，易于实现自动化，不易产生污堵；同时可将排泥与碳酸钙分离，碳酸钙具备综合利用条件，系统占地面积小，系统启停较迅速，检修、维护量较小，无大型转动设备。
37.2、本实用新型提供的疏干水的预处理方法，进一步的，所述第一次净化处理过程是在化学结晶循环造粒流化床中进行的，所述第二次净化处理过程是在固液分离流化床中进行的。本实用新型通过将第一次净化处理过程在化学结晶循环造粒流化床中进行，在化学结晶循环造粒流化床中水中的钙离子不是形成caco3沉淀污泥，而是在晶种上结成固体caco3晶体，而固液分离流化床可改变絮体颗粒随机成长模式，增大絮体颗粒粒径的同时，其密度能基本保持恒定或略有降低，形成致密性絮凝体。本实用新型通过将第一次净化处理过程在化学结晶循环造粒流化床中进行，将第二次净化处理过程在固液分离流化床中进行，两者配合可大大提高疏干水中钙镁离子和悬浮物，同时设备简单、稳定。
38.2、本实用新型提供的疏干水的预处理系统，对水中钙硬、镁硬、悬浮物有很高去除率，针对性较强，可以降低永硬，同时还可以去除水中的磷、硅、cod、铁、锰等物质，本实用新型提供的疏干水的预处理方法负荷高、流量大，工艺流程简单，设备质量容易控制，控制点少，易于实现自动化，不易产生污堵；同时可将排泥与碳酸钙分离，碳酸钙具备综合利用条件，系统占地面积小，系统启停较迅速，检修、维护量较小，无大型转动设备。
附图说明
39.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.图1是本实用新型疏干水的预处理系统的流程图。
41.其中附图标记表示为：
42.1、化学结晶造粒流化床；2、固液分离装置；3、清水储存装置；4、碱液加料装置；5、碳酸盐加料装置；6、活性炭加料装置；7、有机絮凝剂加料装置；8、ph调节剂加料装置；9、晶种加料装置；10、颗粒存储装置；11、无机絮凝剂加料装置；12、污泥储存装置；13、脱水装置。
具体实施方式
43.下面对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
44.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖
直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
45.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
46.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
47.实施例1
48.如图1所示，本实施例提供了一种疏干水的预处理系统，包括通过输水管路顺次连接的化学结晶造粒流化床1、固液分离装置2和清水储存装置3；
49.所述化学结晶造粒流化床1还设置有碱液入料口、碳酸盐入料口和晶种入料口；
50.连接化学结晶造粒流化床1和固液分离装置2的输水管路上设置有活性炭入料口和无机絮凝剂入料口；
51.所述固液分离装置2设置有机絮凝剂入料口。
52.本实用新型提供的疏干水的预处理系统，对水中钙硬、镁硬、悬浮物有很高去除率，针对性较强，可以降低永硬，同时还可以去除水中的磷、硅、cod、铁、锰等物质，本实用新型提供的疏干水的预处理系统负荷高、流量大，工艺流程简单，设备质量容易控制，控制点少，易于实现自动化，不易产生污堵；同时可将排泥与碳酸钙分离，碳酸钙具备综合利用条件，系统占地面积小，系统启停较迅速，检修、维护量较小，无大型转动设备。
53.在一可选实施例中，所述固液分离装置2为固液分离流化床。本实用新型所述化学结晶造粒流化床1和固液分离流化床均为现有装置，可通过市购获得。本实用新型所述固液分离流化床购自西安尚都能源环保有限公司。在一可选实施例中，所述固液分离装置2可为循环造粒流化床。固液分离流化床和循环造粒流化床均能实现本实用新型之目的。
54.本实用新型通过将第一次净化处理过程在化学结晶循环造粒流化床中进行，将第二次净化处理过程在固液分离流化床中进行，两者配合可大大提高疏干水中钙镁离子和悬浮物，同时设备简单、稳定。
55.在一可选实施例中，所述清水储存装置3为清水池。
56.在一可选实施例中，还包括碱液加料装置4、碳酸盐加料装置5、晶种加料装置9，碱液加料装置4的出料口与化学结晶造粒流化床1的碱液入料口连接，碳酸盐加料装置5的出料口与化学结晶造粒流化床1的碳酸盐入料口连接，晶种加料装置9的出料口与化学结晶造粒流化床1的晶种入料口连接。
57.本实用新型通过在化学结晶造粒流化床1上设置碱液入料口、碳酸盐入料口和晶种入料口；使第一次净化处理过程在化学结晶循环造粒流化床中进行，疏干水在流化床中通过碱液入料口、碳酸盐入料口和晶种入料口向疏干水中加入氢氧化钠、碳酸钠和石榴石，在化学结晶循环造粒流化床中水中的钙离子不是形成caco3沉淀污泥，而是在晶种上结成
固体caco3晶体，从而更利于除去水中钙镁离子。
58.在一可选实施例中，还包括活性炭加料装置6和无机絮凝剂加料装置11，活性炭加料装置6的出料口与输水管路上的活性炭入料口连接，无机絮凝剂加料装置11的出料口与输水管路上的无机絮凝剂入料口连接。本实用新型通过在连接化学结晶造粒流化床1和固液分离装置2的输水管路上设置活性炭入料口和无机絮凝剂入料口，在疏干水在管路的运输过程中加入活性炭和无机絮凝剂，更利于疏干水与活性炭和无机絮凝剂的混合，进而提高悬浮物的去除效果。经试验验证，在输水管路上设置活性炭入料口和无机絮凝剂入料口，并在疏干水运输过程中加入活性炭和无机絮凝剂，相比于在固液分离流化床中加入活性炭和无机絮凝剂，其对悬浮物的去除效果提高3％
‑
5％。
59.在一可选实施例中，还包括有机絮凝剂加料装置7，有机絮凝剂加料装置7的出料口与固液分离装置2的有机絮凝剂入料口连接。
60.在一可选实施例中，所述化学结晶造粒流化床1上还设置有颗粒排出口，所述固液分离装置2上还设置有污泥排出口。
61.在一可选实施例中，还包括颗粒存储装置10和污泥储存装置12，所述颗粒存储装置10的颗粒入料口与化学结晶造粒流化床1的颗粒排出口连接；
62.所述污泥储存装置12的污泥入口与固液分离装置2的污泥排出口连接。
63.在一可选实施例中，还包括脱水装置13，所述脱水装置13的污泥入口与污泥储存装置12的污泥排出口连接；
64.在一可选实施例中，连接固液分离装置2和清水存储装置的输水管路上设置有ph调节剂入料口。
65.在一可选实施例中，还包括ph调节剂加料装置8，ph调节剂加料装置8的出料口与输水管路上的ph调节剂入料口连接。
66.在一可选实施例中，无机碱为氢氧化钠，碳酸盐为碳酸钠，晶种为石榴石，无机絮凝剂为聚合氯化铝，有机絮凝剂为聚丙烯酰胺。
67.在本实用新型中，物质的加料装置可为相应的加料罐，物质的存储装置可为相应的储存罐或存储池。
68.在本实用新型中，将疏干水通入化学结晶循环造粒流化床中，通过化学结晶循环造粒流化床中的碱液入料口向疏干水中加入氢氧化钠，通过化学结晶循环造粒流化床中的碳酸盐入料口向疏干水中加入碳酸钠，通过化学结晶循环造粒流化床中的晶种入料口向疏干水中加入石榴石晶种，疏干水中的镁离子形成氢氧化镁颗粒，钙离子在晶种上形成碳酸钙晶体，并通过造粒形成碳酸钙颗粒，碳酸钙颗粒和氢氧化镁颗粒通过化学结晶造粒流化床1上的颗粒排出口进入颗粒储存池；
69.经过上述处理的疏干水从化学结晶循环造粒流化床的出水口排出，并通过输水管路进入固液分离流化床，疏干水在由化学结晶循环造粒流化床流入固液分离流化床的过程中通过输水管路上的活性炭入料口向疏干水中加入活性炭，通过输水管路上的无机絮凝剂入料口向疏干水中加入聚合氯化铝；
70.疏干水进入固液分离流化床后，通过固液分离流化床的有机絮凝剂入料口向疏干水中加入聚丙烯酰胺，疏干水在固液分离流化床中进一步絮凝，污泥从固液分离流化床的污泥排出口排出然后进入污泥储存池，污泥储存池中的污泥通入压滤机中进一步脱水，获
得脱水后污泥；
71.经过絮凝处理的疏干水从固液分离流化床的出水口排出，并通过输水管路进入清水池存储，疏干水在由固液分离流化床流入清水池的过程中通过输水管路上的ph调节剂入料口向疏干水中加入质量浓度为4％的盐酸溶液调节疏干水ph。
72.实施例2
73.本实施例提供了一种疏干水的预处理方法，其中某矿井疏干水中悬浮物含量为170mg/l，ca
2
离子含量为12.42mmol/l，mg
2
离子含量为12.78mmol/l，ph值为8.08；
74.包括如下步骤：
75.1)将疏干水以100m3/h的流速通入化学结晶循环造粒流化床中，通过化学结晶循环造粒流化床中的碱液入料口向疏干水中加入氢氧化钠(氢氧化钠的加入量0.6g/l)，通过化学结晶循环造粒流化床中的碳酸盐入料口向疏干水中加入碳酸钠(碳酸钠的加入量1.45g/l)，通过化学结晶循环造粒流化床中的晶种入料口向疏干水中加入石榴石晶种(晶种的加入量0.1g/l)，碳酸钙颗粒和氢氧化镁颗粒通过化学结晶造粒流化床1上的颗粒排出口进入颗粒储存池；
76.2)经过上述处理的疏干水从化学结晶循环造粒流化床的出水口排出，并通过输水管路进入固液分离流化床，疏干水在由化学结晶循环造粒流化床流入固液分离流化床的过程中通过输水管路上的活性炭入料口向疏干水中加入活性炭(活性炭的加入量100mg/l)，通过输水管路上的无机絮凝剂入料口向疏干水中加入聚合氯化铝(聚合氯化铝的加入量80mg/l)；
77.疏干水进入固液分离流化床后，通过固液分离流化床的有机絮凝剂入料口向疏干水中加入聚丙烯酰胺(聚丙烯酰胺的加入量50mg/l)，疏干水在固液分离流化床中进一步絮凝，污泥从固液分离流化床的污泥排出口排出然后进入污泥储存池，污泥储存池中的污泥通入压滤机中进一步脱水，获得脱水后污泥；
78.3)经过絮凝处理的疏干水从固液分离流化床的出水口排出，并通过输水管路进入清水池存储，疏干水在由循环造粒流化床流入清水池的过程中通过输水管路上的ph调节剂入料口向疏干水中加入质量浓度为4％的盐酸溶液调节疏干水ph。
79.对清水池入水口处的水样进行检测，悬浮物含量为4mg/l，ca
2
离子含量为2.48mmol/l，mg
2
离子含量为2.56mmol/l，ph值为8。
80.实施例3
81.本实施例提供了一种疏干水的预处理方法，其中某矿井疏干水中悬浮物含量为170mg/l，ca
2
离子含量为12.42mmol/l，mg
2
离子含量为12.78mmol/l，ph值为8.08；
82.包括如下步骤：
83.1)将疏干水以100m3/h的流速通入化学结晶循环造粒流化床中，通过化学结晶循环造粒流化床中的碱液入料口向疏干水中加入氢氧化钠(氢氧化钠的加入量0.65g/l)，通过化学结晶循环造粒流化床中的碳酸盐入料口向疏干水中加入碳酸钠(碳酸钠的加入量1.6g/l)，通过化学结晶循环造粒流化床中的晶种入料口向疏干水中加入石榴石晶种(晶种的加入量0.15g/l)，碳酸钙颗粒和氢氧化镁颗粒通过化学结晶造粒流化床1上的颗粒排出口进入颗粒储存池；
84.2)经过上述处理的疏干水从化学结晶循环造粒流化床的出水口排出，并通过输水
管路进入固液分离流化床，疏干水在由化学结晶循环造粒流化床流入固液分离流化床的过程中通过输水管路上的活性炭入料口向疏干水中加入活性炭(活性炭的加入量90mg/l)，通过输水管路上的无机絮凝剂入料口向疏干水中加入聚合氯化铝(聚合氯化铝的加入量60mg/l)；
85.疏干水进入固液分离流化床后，通过固液分离流化床的有机絮凝剂入料口向疏干水中加入聚丙烯酰胺(聚丙烯酰胺的加入量60mg/l)，疏干水在固液分离流化床中进一步絮凝，污泥从固液分离流化床的污泥排出口排出然后进入污泥储存池，污泥储存池中的污泥通入压滤机中进一步脱水，获得脱水后污泥；
86.3)经过絮凝处理的疏干水从固液分离流化床的出水口排出，并通过输水管路进入清水池存储，疏干水在由固液分离流化床流入清水池的过程中通过输水管路上的ph调节剂入料口向疏干水中加入质量浓度为4％的盐酸溶液调节疏干水ph。
87.对清水池入水口处的水样进行检测，悬浮物含量为4.5mg/l，ca
2
离子含量为1.24mmol/l，mg
2
离子含量为1.28mmol/l，ph值为7。
88.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。