一种短程高效低耗含煤废水处理系统及方法与流程

本发明属于废水处理，具体涉及一种短程高效低耗含煤废水处理系统及方法。

背景技术：

1、随着环保政策日益严格，要求企业产生的各类废水均必须进行严格处理，各类钢铁、印染、化工、电力等高耗水企业开始对废水进行深度处理后资源化利用。火电厂含煤废水主要来源为输煤系统除尘水、输煤栈桥冲洗水、煤场地面冲洗及含煤初期雨水，此类废水水量水质波动剧烈，悬浮物含量高、色度高、含油等，不满足排放标准且难以回用。

2、当前火电厂含煤废水处理系统一般采用“混凝澄清+过滤”和“电絮凝+离心沉淀+过滤”两种工艺，两种工艺存在加药不精准、絮凝反应浓度不稳定、排泥不规律、泥位不受控等原因，导致系统处理絮凝沉淀效果差、出水水质难以稳定达标、设备污堵频发等问题，已建成的含煤废水处理系统中长期稳定运行的实际案例并不多；同时存在系统工艺流程较长、占地较大、能耗较高、投资运行费用较高等诸多问题，也限制工艺推广使用。

技术实现思路

1、为解决现有技术中含煤废水处理时传统加药法及电絮凝处理的弊端，提供一种工艺流程短、适应范围广、抗冲击性好、系统运行稳定、自动化程度高的短程高效低耗含煤废水处理系统及方法，实现对含煤废水处理系统提质增效，达到废水资源化利用目的。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种短程高效低耗含煤废水处理系统，包括进水单元、加药单元、污泥回流单元、絮凝-沉淀-微滤单元与清洗单元；加药单元与进水单元相连，进水单元、污泥回流单元和清洗单元分别与絮凝-沉淀-微滤单元相连；

4、絮凝-沉淀-微滤单元包括一体化絮凝-沉淀-微滤装置；

5、一体化絮凝-沉淀-微滤装置包括圆筒、圆锥筒、导流筒、斜板、多孔支撑板与薄膜滤元；圆筒的顶部敞口，圆筒底端设置圆锥筒，圆筒内从上向下设置有多孔支撑板、斜板与导流筒，多孔支撑板底面设置有薄膜滤元。

6、进一步的，圆锥筒的纵截面的外壁与水平方向呈60°夹角，斜板与水平方向的夹角为60°，导流筒下部为呈60°外倾角的喇叭口。

7、进一步的，圆筒上设有出水口、不合格水回流口、若干进气口、排水口和压力接口，出水口、不合格水回流口位于多孔支撑板上方，进气口、排水口和压力接口位于薄膜滤元下方；

8、不合格水回流口、若干进气口与排水口处设置处设有自动阀门。

9、进一步的，圆筒底部设置有进水管，进水管穿过导流筒伸至圆筒中心且末端的出口垂直向上，进水管处设置有自动阀门；

10、圆锥筒侧壁设有清洗口及回泥口，圆锥筒底端设置排泥口，排泥口处设有自动阀门。

11、进一步的，圆筒顶部设有雷达液位计，圆筒侧壁设置有差压变送器，压力接口与差压变送器相连；

12、薄膜滤元的过滤通量为60～80l/，反洗气通量为120～150l/，反洗气压为0.2～0.3mpa；斜板的孔径40～60mm。

13、进一步的，进水单元包括设置在进水管路上的管道混合器、进水流量计与进水浊度计，进水管路出口与絮凝-沉淀-微滤单元相连；

14、管道混合器至絮凝-沉淀-微滤单元的距离满足药品混合30s的时间要求，管道混合器内设置有绕流元件；

15、污泥回流单元包括设置在污泥回流管路上的污泥回流泵、质量密度计与流量计，污泥回流管路入口和出口与絮凝-沉淀-微滤单元相连；

16、污泥回流泵为变频泵；

17、清洗单元包括反洗风机与清洗水泵，反洗风机与絮凝-沉淀-微滤单元相连，清洗水泵出口与絮凝-沉淀-微滤单元相连。

18、进一步的，加药单元包括混凝剂加药装置与絮凝剂加药装置，混凝剂加药装置出口与进水单元的管道混合器加药口相连，絮凝剂加药装置进口与助凝剂供给系统相连，出口与进水单元的管道混合器加药口相连；

19、混凝剂加药装置包括混凝剂加药泵，絮凝剂加药装置包括絮凝剂加药泵，混凝剂加药泵与絮凝剂加药泵为变频泵，混凝剂加药装置与助凝剂加药装置的加药泵频率根据公式计算：

20、p药＝500ak1qc药/(q药c密c浓t)c/c0

21、式中：

22、p药--加药泵频率，hz；

23、q药--加药泵流量，l/h；

24、q--含煤废水来水流量，m3/h；

25、c药--试验时加药量，mg/l；

26、c密--药品密度，kg/l；

27、c浓--药品浓度，％；

28、t--加药泵冲程，％；

29、a--浊度与悬浮物的换算系数；

30、k1--修正系数，当出水浊度＜1ntu时，k1取0.6～0.8；当1ntu≤出水浊度＜2ntu时，k1取0.8～1.0；

31、c--实际进水浊度值，ntu；

32、c0--试验时进水悬浮物浓度，mg/l。

33、一种短程高效低耗含煤废水处理方法，包括以下步骤：

34、预沉煤水、混凝剂与助凝剂经混合后输送至一体化絮凝-沉淀-微滤装置中，与水中的悬浮物、胶体及细小灰份发生絮凝反应，形成混凝絮体；

35、混凝絮体在水力提升及导流筒的共同作用下沿导流筒内外形成循环流动；密实絮体沉降至圆锥筒内，轻絮体随水流上升；

36、被斜板截留的絮体沿斜板壁下落到后重新参与絮凝反应；

37、经斜板泥水分离后的出水经均匀配水后，进入薄膜微孔滤元表面，经过滤后流出；被截留至薄膜滤元表面的颗粒通过清洗单元的气水冲洗并沉降，从而获得高品质澄清液；

38、将圆锥筒底部的活性污泥回流重新进行絮凝反应，并排放剩余的湿污泥。

39、进一步的，回流污泥流量通过下式计算：

40、q回＝0.05q(52.5-50ρ2)c0/c

41、式中：

42、q回--回流污泥流量，m3/h；

43、ρ2--为湿污泥密度，g/cm3；

44、c--实际进水浊度值，ntu；

45、c0--试验时进水悬浮物浓度，mg/l。

46、进一步的，湿污泥的体积通过下式计算：

47、

48、式中：

49、v泥--湿污泥体积，m3；

50、b--混凝剂产泥系数；

51、a—薄膜滤元总表面积，m2；

52、δ--初始运行压差δp0时滤膜滤元表面形成滤饼层厚度，m；

53、k2--反洗滤饼层排放系数；

54、t0--运行设定时间，s；

55、n--运行周期数，次；

56、ρ1--滤饼密度，kg/m3；

57、δp--运行终点时压差值，mpa；

58、δp0--初始运行压差值，mpa。

59、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

60、本发明的含煤废水处理系统，通过设置絮凝-沉淀-微滤单元，将絮凝沉淀与表面微滤技术有机结合于一体，沿竖向实现混凝-沉淀-微滤分区，省去中间储存提升设备，占地小；本发明的一种短程高效低耗含煤废水处理系统，具有抗冲击能力强、处理效率高、出水水质好、流程短、占地省、综合运行能耗低、自动化程度高的优点，适用于场地受限、已建含煤废水处理系统的提质增效改造等场景。

61、进一步的，本发明利用基于进水水质、水量、污泥密度协同调节的污泥回流单元，可根据进水水量及浊度、污泥密度自动调节污泥回流量，可较好地调整强化絮凝反应区絮凝反应污泥浓度，使之维持在较窄的范围内，保证高效彻底的絮凝反应效果。

62、进一步的，本发明基于进水水质、水量双馈调节并辅以出水浊度回馈修正的加药单元，可根据进水水量及浊度、出水浊度自动调节混凝剂投加量，实现药剂的精准投加，可较好适应水质水量波动剧烈的情形，避免因加药不足或过量导致混凝效果变差或因加药过量使药剂浪费及泥量增多，后续污泥处理成本、药剂费用增加。

63、进一步的，本发明利用基于进水水质、水量、运行终点压差、污泥密度复合调节的污泥量计算运行周期内累计污泥产量及泥位，进而根据泥位精确控制排泥时机、排泥时间，保证反应器泥位、污泥密度可控受控，避免因排泥过量导致自用水耗升高或排泥不足引发絮凝反应对泥位扰动造成絮凝沉淀效果变差。

64、本发明采用带污泥回流的内循环混凝方式，固液内循环流动强化絮凝反应传质效率，回流接触活性污泥提升沉降性能，内循环-外回流方式提高絮凝反应效果；采用斜板强化沉淀效果，增加沉淀面积，降低临界沉速，提高沉淀效率，提升出水水质；能够实现间歇性气洗—重力静压水洗的内源反冲洗模式，无需外接反洗设备，节能节地。