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用于对 煤 气化黑 水处理系统的产水进行再处理的装置

阅读：495发布：2020-05-11

专利汇可以提供用于对煤气化黑水处理系统的产水进行再处理的装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供一种用于对煤气化黑水处理系统的产水进行再处理的装置，包括依次连通的石灰软化澄清池、V型滤池、盘片式过滤器、保安过滤器和振动反渗透膜设备，用于依次对煤气化黑水处理系统的产水进行软化、沉降、过滤和反渗透处理，以提高回用水的水质和回用量，降低外界补给水的补给量，保证煤气化系统的运行稳定性。本实用新型的用于对煤气化黑水处理系统的产水进行再处理的装置，结构简单，能够针对煤气化黑水处理系统的产水进行再处理，使其水质得到提高，保证煤气化黑水处理系统的水质稳定性。，下面是用于对煤气化黑水处理系统的产水进行再处理的装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于对煤气化黑水处理系统的产水进行再处理的装置，其特征在于，所述装置包括依次连通的石灰软化澄清池(1)、V型滤池(2)、盘片式过滤器(3)、保安过滤器(4)与振动反渗透膜设备(5)；
石灰软化澄清池(1)，用于接收煤气化黑水处理系统的产水并对其进行软化和沉降处理，以去除其中的硬度离子和悬浮物质，得到沉降物和作为第一产水的上清液；
V型滤池(2)，用于接收所述石灰软化澄清池(1)的所述第一产水并滤除其中的颗粒物，得到第一反冲洗水和作为第二产水的滤后液；
盘片式过滤器(3)，用于接收所述V型滤池(2)的所述第二产水并滤除其中的残余悬浮物质，得到第二反冲洗水和作为第三产水的滤后液体；
保安过滤器(4)，用于接收所述盘片式过滤器(3)的所述第三产水并滤除其中的残余颗粒物，得到作为第四产水的滤后水；
振动反渗透膜设备(5)，用于接收所述保安过滤器(4)的所述第四产水并除去其中的残余污染物质，得到反渗透浓水和用作回用水的第五产水。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一管线(21)，用于将所述V型滤池(2)的所述第一反冲洗水输送至所述石灰软化澄清池(1)中以进行再次处理。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二管线(31)，用于将所述盘片式过滤器(3)的所述第二反冲洗水输送至所述石灰软化澄清池(1)中以进行再次处理。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第三管线(51)，用于将所述振动反渗透膜设备(5)的所述反渗透浓水输送至所述石灰软化澄清池(1)中以进行再次处理。
5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述V型滤池(2)具有滤料层，所述滤料层的厚度为1-2m。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述滤料层为均粒石英砂滤料层。
7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述盘片式过滤器(3)的过滤精度为
55-400微米。
8.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述保安过滤器(4)的过滤精度为1-10微米。
9.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第四管线，用于向所述石灰软化澄清池(1)中投加石灰石粉末。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括自动投加装置，所述自动投加装置与所述第四管线连通，且通过所述第四管线向所述石灰软化澄清池(1)中投加石灰石粉末。

说明书全文

用于对煤 气化黑 水处理系统的产水进行再处理的装置

技术领域

[0001] 本实用新型属于工业水处理领域，特别涉及一种用于对煤气化黑水处理系统的产水进行再处理的装置。

背景技术

[0002] 近年来，随着我国煤炭清洁能源利用领域的快速发展，大量的煤炭转化化工装置(比如，煤炭转化气化炉)陆续投入使用，但是无论使用何种类型的煤炭转化气化炉，其黑水处理系统都会存在处理效果不好、耐冲击能力差、黑水处理效果不稳定以及回用水超标的问题。此外，煤炭气化黑水处理系统要求沉降系统产水中悬浮物SS<100mg/L，对其他质保尚未做限定。然而煤炭气化黑水在经过了黑水处理系统的多级闪蒸以及沉降槽沉淀之后，虽然悬浮物(SS)降低到了100mg/L以下，但是其他指标比如硬度、TDS等指标会上升至很高。煤炭气化黑水处理系统是一个水循环系统，参与气化过程后的黑水，在黑水处理系统做初步处理后再回用到气化炉水系统，也就是说它是一个废水回用循环过程，由于回用后的黑水在气化炉循环后又再次被加热，因此黑水处理系统中的污染物质是不断被浓缩的过程，而不仅仅是悬浮物(SS)的含量升高了，其他的污染物含量也升高了，这就造成整个煤气化黑水处理系统中的水质较低，煤气化黑水处理系统的稳定性较差，从而影响整个煤气化系统的运行稳定性。实用新型内容

[0003] 本实用新型的目的在于提供一种用于对煤气化黑水处理系统的产水进行再处理的装置，该装置结构简单，能够针对煤气化黑水处理系统的产水进行再处理，使其水质得到提高，保证煤气化黑水处理系统的水质稳定性。

[0004] 本实用新型的技术方案如下：

[0005] 一种用于对煤气化黑水处理系统的产水进行再处理的装置，包括依次连通的石灰软化澄清池(1)、V型滤池(2)、盘片式过滤器(3)、保安过滤器(4)与振动反渗透膜设备(5)；

[0006] 石灰软化澄清池，用于接收煤气化黑水处理系统的产水并对其进行软化和沉降处理，以去除其中的硬度离子和悬浮物质，得到沉降物和作为第一产水的上清液；

[0007] V型滤池，用于接收所述石灰软化澄清池的所述第一产水并滤除其中的颗粒物，得到第一反冲洗水和作为第二产水的滤后液；

[0008] 盘片式过滤器，用于接收所述V型滤池的所述第二产水并滤除其中的残余悬浮物质，得到第二反冲洗水和作为第三产水的滤后液体；

[0009] 保安过滤器，用于接收所述盘片式过滤器的所述第三产水并滤除其中的残余颗粒物，得到作为第四产水的滤后水；

[0010] 振动反渗透膜设备，用于接收所述保安过滤器的所述第四产水并除去其中的残余污染物质，得到反渗透浓水和用作回用水的第五产水。

[0011] 优选地，所述装置还包括第一管线，用于将所述V型滤池的所述第一反冲洗水输送至所述石灰软化澄清池中以进行再次处理。

[0012] 优选地，所述装置还包括第二管线，用于将所述盘片式过滤器的所述第二反冲洗水输送至所述石灰软化澄清池中以进行再次处理。

[0013] 优选地，所述装置还包括第三管线，用于将所述振动反渗透膜设备的所述反渗透浓水输送至所述石灰软化澄清池中以进行再次处理。

[0014] 优选地，所述V型滤池具有滤料层，所述滤料层的厚度为1-2m。

[0015] 优选地，所述滤料层为均粒石英砂滤料层。

[0016] 优选地，所述盘片式过滤器的过滤精度为55-400微米。

[0017] 优选地，所述保安过滤器的过滤精度为1-10微米。

[0018] 优选地，所述装置还包括第四管线，用于向所述石灰软化澄清池中投加石灰石粉末以对所述煤气化黑水处理系统的所述产水进行软化处理。

[0019] 优选地，所述装置还包括自动投加装置，所述自动投加装置与所述第四管线连通，且通过所述第四管线向所述石灰软化澄清池中投加石灰石粉末。

[0020] 本实用新型的有益效果在于：

[0021] 本实用新型的用于对煤气化黑水处理系统的产水进行再处理的装置，结构简单，能够针对煤气化黑水处理系统的产水进行再处理，降低其硬度、TDS和浊度，使得其水质得到深度净化，水质得到提高；另外由于水质的提高还能够减少外界补给水的供给量，保证煤气化黑水处理系统的水质稳定性，从而进一步保证煤气化黑水处理系统的运行稳定性。附图说明

[0022] 图1是本实用新型的用于对煤气化黑水处理系统的产水进行再处理的装置在一种实施方式中的结构流程图。

具体实施方式

[0023] 在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

[0024] 以下通过具体实施方式对本实用新型的技术方案及其效果做进一步说明。以下实施方式仅用于说明本实用新型的内容，实用新型并不仅限于下述实施方式或实施例。应用本实用新型的构思对本实用新型进行的简单改变都在本实用新型要求保护的范围内。

[0025] 如图1所示，本实用新型提供一种用于对煤气化黑水处理系统的产水进行再处理的装置，所述装置包括依次连通的石灰软化澄清池1、V型滤池2、盘片式过滤器3、保安过滤器4与振动反渗透膜设备5；

[0026] 石灰软化澄清池1，用于接收煤气化黑水处理系统的产水并对其进行软化和沉降处理，以去除其中的硬度离子和悬浮物质，得到沉降物和作为第一产水的上清液；

[0027] V型滤池2，用于接收所述石灰软化澄清池1的所述第一产水并滤除其中的颗粒物，得到第一反冲洗水和作为第二产水的滤后液；

[0028] 盘片式过滤器3，用于接收所述V型滤池2的所述第二产水并滤除其中的残余悬浮物质，得到第二反冲洗水和作为第三产水的滤后液体；

[0029] 保安过滤器4，用于接收所述盘片式过滤器3的所述第三产水并滤除其中的残余颗粒物，得到作为第四产水的滤后水；

[0030] 振动反渗透膜设备5，用于接收所述保安过滤器4的所述第四产水并除去其中的残余污染物质，得到反渗透浓水和用作回用水的第五产水。

[0031] 煤气化黑水处理系统包括多级闪蒸装置和沉降装置，煤气化黑水经煤气化黑水处理系统中的多级闪蒸装置和沉降装置处理后的水为产水，一般地，所述产水作为回用水重新进入到气化炉水系统进行循环使用。但是所述产水直接作为回用水循环使用会使得黑水处理系统中的污染物质不断被浓缩，从而使得其中的悬浮物及其他污染物质的含量均升高，整个煤气化黑水处理系统中的水质较低，黑水处理系统的稳定性较差。本实用新型的装置能够针对煤气化黑水处理系统的产水进行再处理，从而提高回用水的水质和产率，降低回用水中的污染物质含量，减少外界补给水源的供给，提高煤气化黑水处理系统的运行稳定性。

[0032] 石灰软化澄清池是通过加入石灰石粉末，以使其与水中的硬度离子 (比如钙离子、镁离子、锶离子、钡离子)进行化学反应，产生大量软化沉淀物，软化沉淀物形成后，在池内进行重力沉降，同时也带走原来水中大量悬浮物质，从而降低水的浊度值。同时去除水中大部分的硬度离子(比如钙离子、镁离子、锶离子、钡离子)与部分SiO2、F-，并通过水中泥渣层的吸附、网捕、沉淀作用，去除水中的部分有机物。

[0033] V型滤池是快滤池的一种形式，因为其进水槽形状呈V字形而得名，两侧进水槽设计呈V字形，中间为反冲洗滤槽。过滤时，待滤水进入被待滤水淹没的V型槽，分别经V型槽的槽底配水孔和V型槽堰进入反冲洗滤槽进行过滤，得到滤后水。然后关闭进水阀，仍然会有部分进水流入V型滤池，并由V型槽流向反冲洗滤槽，形成表面扫洗。而后开启排水阀将池面水从反冲洗滤槽中排出直至V型滤池的水面与V型槽的顶部相平；然后在所述反冲洗滤槽进行反冲洗。

[0034] 盘片式过滤器是由很多片环形薄片(即过滤盘片)叠合在一起，组成一个圆形过滤筒。每相邻环形片之间的间隙是可变的。在过滤状态，间隙变小，这样能保证足够的过滤精度。在反冲洗状态，间隙变大，能将夹在间隙中的滤渣释放，在反冲洗时很容易将滤渣冲洗掉。盘片式过滤器的精度取决于过滤盘片的精度，过滤盘片的精度有20微米、55微米、 100微米、130微米、200微米、400微米等多种规格。本实用新型的一种实施方式中，优选所述盘片式过滤器3的过滤精度为55-400微米，比如200微米，以较好地除去所述第二产水中的残余悬浮物质。

[0035] 保安过滤器又称精密过滤器，一般设置在压力容器之前，以去除浊度1度以上的细小微粒，来满足后续工序对进水的要求；有时也设置在整个水处理系统的末端，防止细小微粒(如破碎的树脂)进入成品水，其内部设置有过滤滤芯。工作原理是利用过滤滤芯的孔隙进行机械过滤。水中残存的微量悬浮颗粒、胶体、微生物等，被截留或吸附在滤芯表面和孔隙中。其主要优点是效率高、阻力小、便于更换。保安过滤器的过滤精度取决于其过滤滤芯的过滤精度，过滤滤芯的过滤精度有0.5微米、1微米、5微米、10微米等多种规格，根据不同的使用场合选用不同的过滤精度，以保证后出水精度及保证后级膜元件的安全。本实用新型的一种实施方式中，优选所述保安过滤器4的过滤精度为1-10微米，比如5微米，以较好地除去所述第三产水中的颗粒物。

[0036] 盘片式过滤器3和保安过滤器4是先后进行逐步的安全保护，防止对后续的振动反渗透膜设备5中的反渗透膜造成机械划伤。

[0037] 反渗透膜是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜，是反渗透技术的核心构件。反渗透技术原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。反渗透膜的膜孔径非常小，因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。振动反渗透膜设备利用反渗透膜的特点和作用对水进行反渗透处理，具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。本实用新型的一种实施方式中，所述振动反渗透膜设备5为美国 Newlogic公司开发的一种振动反渗透膜装置，该振动反渗透膜装置具有极强的耐污染性能。

[0038] 本实用新型的用于对煤气化黑水处理系统的产水进行再处理的装置，通过将煤气化黑水处理系统的产水输入石灰软化澄清池1中，并向石灰软化澄清池1中加入石灰石粉末，使得所述产水中大部分的硬度离子(包括钙离子、镁离子、锶离子和钡离子)转变为沉淀物除去，同时也会将水中的部分SiO2和部分F-转变为沉淀物除去；沉淀物在石灰软化澄清池 1中进行重力沉降，重力沉降的过程中，一方面会带走水中的大量悬浮物质，另一方面能够通过水中泥渣层的吸附、网捕和沉淀作用而除去水中的部分有机物，从而能够降低水的浊度，实现对所述产水的软化和沉降处理，得到作为第一产水的上清液，经石灰软化澄清池1处理后得到的第一产水的浊度可以低至<10NTU。通过将所述第一产水输入所述V型滤池2中进行过滤和反冲洗，使得所述第一产水中的颗粒物被除去，得到作为第一反冲洗水的渣水和作为第二产水的滤后液。通过将所述第二产水输入所述盘片式过滤器3中进行过滤以截留所述第二产水中的大部分悬浮物质等污染物质，并对所述盘片式过滤器3进行反冲洗，得到第二反冲洗水和作为第三产水的滤后液体。通过将所述第三产水输入所述保安过滤器4中进行过滤以除去其中残余的微小颗粒物，从而防止后续的反渗透膜被颗粒性杂质堵塞流道或划伤脱盐层，得到作为第四产水的滤后水。将所述第四产水输入所述振动反渗透膜设备5中进行反渗透处理，以分离除去第四产水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等污染物质，得到反渗透浓水和用作回用水的第五产水。

[0039] 本实用新型的用于对煤气化黑水处理系统的产水进行再处理的装置，结构简单，能够针对煤气化黑水处理系统的产水进行再处理，降低其硬度、TDS和浊度，使得其水质得到深度净化，水质得到提高；另外由于水质的提高还能够减少外界补给水的供给量，保证煤气化黑水处理系统的水质稳定性，从而进一步保证煤气化黑水处理系统的运行稳定性。

[0040] 在一种实施方式中，所述装置还包括第一管线21，用于将所述V型滤池2的所述第一反冲洗水输送至所述石灰软化澄清池1中以进行再次处理，从而提高回用水的产量和收率，减少外界补给水的供给量，保证煤气化黑水处理系统的水质稳定性，从而进一步保证煤气化黑水处理系统的运行稳定性。

[0041] 在一种实施方式中，所述装置还包括第二管线31，用于将所述盘片式过滤器3的所述第二反冲洗水输送至所述石灰软化澄清池1中以进行再次处理，从而进一步提高回用水的产量和收率，减少外界补给水的供给量，保证煤气化黑水处理系统的水质稳定性，从而进一步保证煤气化黑水处理系统的运行稳定性。

[0042] 在一种实施方式中，所述装置还包括第三管线，用于将所述振动反渗透膜设备5的所述反渗透浓水输送至所述石灰软化澄清池1中以进行再次处理，从而进一步提高回用水的产量和收率，减少外界补给水的供给量，保证煤气化黑水处理系统的水质稳定性，从而进一步保证煤气化黑水处理系统的运行稳定性。

[0043] 在一种实施方式中，所述V型滤池2具有滤料层，所述滤料层的厚度为1-2m，比如1.5m，以保证所述V型滤池2具有较好的过滤效果。

[0044] 在一种优选的实施方式中，所述滤料层为均粒石英砂滤料层。

[0045] 在一种实施方式中，所述装置还包括第四管线，用于向所述石灰软化澄清池1中投加石灰石粉末以对所述煤气化黑水处理系统的所述产水进行软化处理。第四管线的设置，使得石灰石粉末的添加更方便快捷，在远离所述石灰软化澄清池1的地方即可实现对石灰石粉末的添加，而不必在所述石灰软化澄清池1的附近添加，保证工作人员的人身安全。

[0046] 在一种实施方式中，所述装置还包括自动投加装置，比如螺旋泵，所述自动投加装置用于向所述石灰软化澄清池1中投加石灰石粉末，工作人员不需要亲自投加石灰石粉末，有助于提高工作效率，保证工作人员的人身安全。

[0047] 在另一种实施方式中，所述装置还包括自动投加装置，所述自动投加装置与所述第四管线连通，且通过所述第四管线向所述石灰软化澄清池1中投加石灰石粉末，工作人员不需要亲自投加石灰石粉末，有助于提高工作效率，保证工作人员的人身安全。

[0048] 本实用新型的用于对煤气化黑水处理系统的产水进行再处理的装置在使用时如图1所示。

[0049] 煤气化黑水处理系统的产水输入石灰软化澄清池1中，并向石灰软化澄清池1中加入石灰石粉末，所述产水中大部分的硬度离子(包括钙离子、镁离子、锶离子和钡离子)转变为沉淀物除去，同时也将水中的部分SiO2和部分F-转变为沉淀物除去；沉淀物在石灰软化澄清池1中进行重力沉降，重力沉降的过程中，一方面带走水中的大量悬浮物质，另一方面通过水中泥渣层的吸附、网捕和沉淀作用而除去水中的部分有机物，从而降低水的浊度，实现对所述产水的软化和沉降处理，得到作为第一产水的上清液。所述第一产水输入所述V型滤池2中进行过滤和反冲洗，所述第一产水中的颗粒物被过滤除去，得到作为第一反冲洗水的渣水和作为第二产水的滤后液。所述第一反冲洗水经所述第一管线21输送至所述石灰软化澄清池1中以进行再次处理；所述第二产水输入所述盘片式过滤器3中进行过滤截留所述第二产水中的大部分悬浮物质等污染物质，并对所述盘片式过滤器3进行反冲洗，得到第二反冲洗水和作为第三产水的滤后液体。所述第二反冲洗水经所述第二管线31输送至所述石灰软化澄清池1中以进行再次处理；所述第三产水输入所述保安过滤器4中进行过滤除去其中残余的微小颗粒物，得到作为第四产水的滤后水。所述第四产水输入所述振动反渗透膜设备5中进行反渗透处理，分离除去所述第四产水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等，得到反渗透浓水和用作回用水的第五产水，所述反渗透浓水经所述第三管线输送至所述石灰软化澄清池1中以进行再次处理。

[0050] 实施例

[0051] 某煤化工企业，其生产原料为煤炭，其煤气化装置的黑水处理系统采用的工艺为多级闪蒸+沉降(即煤气化黑水处理系统)，其产水为沉降槽的出水(即煤气化黑水处理系统的产水)，其水质如下：浊度为100mg/L、 pH＝6-8、总硬度为1100mg/L(以碳酸钙计)、TDS为5000mg/L。按照以往旧的工艺过程，沉降槽的出水(即煤气化黑水处理系统的产水)将用作回用水并重新进入到气化炉水系统进行循环使用。而在本实用新型中，将该煤气化黑水处理系统的产水引入到所述用于对煤气化黑水处理系统的产水进行再处理的装置进行再处理，首先该煤气化黑水处理系统的产水进入到石灰软化澄清池1，并向石灰软化澄清池1投加石灰石粉末以对所述产水进行沉淀软化，所述产水经过软化沉淀之后，其硬度大幅降低，而沉淀在沉降过程中也大幅降低了所述产水的浊度以及其他悬浮物、胶体等污染物质的含量，作为石灰软化澄清池1第一产水的上清液进入到V型滤池2，在V型滤池2中进行再次过滤，再次截留悬浮物质、胶体、色度等污染物质，使得水质更加清澈，悬浮物质含量更低，浊度更低。经过V型滤池2处理后，得到的第一反冲洗水经第一管线21进入到前端的石灰软化澄清池1进行再处理，得到的第二产水进入到后续的过滤精度为200微米的盘片式过滤器3中进行盘片过滤；盘片式过滤器3 截留所述第二产水中的颗粒径大于200微米的细小颗粒物之后，得到的第二反冲洗水经第二管线31进入到前端的石灰软化澄清池1进行再处理，得到的第三产水进入到过滤精度为5微米的保安过滤器4进行过滤，得到第四产水；保安过滤器4的第四产水进入到振动反渗透膜设备5进行反渗透处理，得到反渗透浓水和用作回用水的第五产水，所述反渗透浓水经所述第三管线51进入到前端的石灰软化澄清池1进行再处理，所述第五产水回用于气化炉水系统中。振动反渗透膜是一种抗污染膜，其回收率在60-
80％之间。用作回用水的第五产水的水质如下：浊度小于10 mg/L、pH＝6-8、总硬度小于
200mg/L(以碳酸钙计)、TDS小于500mg/L。其水质情况远远好于原煤气化黑水处理系统的产水水质。

[0052] 本实用新型的用于对煤气化黑水处理系统的产水进行再处理的装置，结构简单，能够针对煤气化黑水处理系统的产水进行再处理，降低其硬度、TDS和浊度，使得其水质得到深度净化，水质得到提高；另外由于水质的提高还能够减少外界补给水的供给量，保证煤气化黑水处理系统的水质稳定性，从而进一步保证煤气化黑水处理系统的运行稳定性。

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