一种褐煤提质冷凝水回收利用系统

摘要

本发明公开了一种褐煤提质冷凝水回收利用系统，属褐煤提质冷凝水处理领域。该系统包括：进水管、中温厌氧反应器、多介质吸附过滤装置、电化学反应装置和出水管；其中，进水管连接在中温厌氧反应器的进水口；中温厌氧反应器的出水口依次与多介质吸附过滤装置和电化学反应装置连接；电化学反应装置的出水口与出水管连接。该系统通过将中温厌氧反应器、多介质吸附过滤装置和电化学反应装置等有机耦合在一起，可同时去除褐煤提质冷凝水中的有机污染物、SS，硫酸盐等容易引起堵塞和腐蚀的污染物以及苯系物、酚类、氰化物等有毒有害难降解有机污染物，处理后出水可达到接近地表水质量标准Ⅲ类标准，可直接作为地表水的补充水源排放。

权利要求

1.一种褐煤提质冷凝水回收利用系统，其特征在于，包括：进水管、中温厌氧反应器、多介质吸附过滤装置、电化学反应装置和出水管；所述多介质吸附过滤装置内依次设置填充含钙重石的第一过滤层和填充兰炭的第二过滤层,所述含钙重石填料层与兰炭填料层在多介质吸附过滤装置内按从进水口至出水口方向依次设置；其中，所述进水管连接在所述中温厌氧反应器的进水口；

所述中温厌氧反应器的出水口依次与所述多介质吸附过滤装置和电化学反应装置连接；

所述电化学反应装置的出水口与所述出水管连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中温厌氧反应器的反应器本体为容器结构，反应器本体具有保温外壳。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：余热利用子系统和沼气利用子系统；

所述沼气利用子系统通过管路与所述中温厌氧反应器的顶端连接；

所述余热利用子系统通过管路与所述中温厌氧反应器的底部连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，所述电化学反应装置的阳极为铝板电极、阴极为不锈钢电极。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述电化学反应装置的阳极与阴极均为多个并按一个阳极相邻一个阴极的方式间隔设置。

说明书

一种褐煤提质冷凝水回收利用系统

技术领域

[0001] 本发明涉及褐煤提质冷凝水处理领域，特别是涉及一种将褐煤提质冷凝水处理后作为地表补充水的回收利用系统。

背景技术

[0002] 褐煤是一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色的低级煤，含水分高是褐煤的重要特征之一，含水率一般在45%～55%，其水分主要由3部分组成：（1）植物经成煤过程和作用后而残留、保存下来的水分。这部分水分基本反应其煤化程度，煤化程度愈浅，水分含量愈高。它是煤的内在水分，或称固有水分。（2）煤开采、堆放和运输过程中，由外部环境吸收或向环境释放部分水分后而保留在煤表面的游离状态的水，通常称为外在水分。（3）煤中矿物质含有的结晶水和吸附水分。目前通过热压提质工艺对褐煤进行脱水，该工艺通过对褐煤施加温度和压力能够挤出褐煤中的水分，脱水过程中褐煤中的85%的水分可被挤出，从而达到脱水效果。冷凝水来源于褐煤热压提质工艺中，由于该工艺产生的水体积庞大，且直接排入水体会造成自然水体的污染，对该工艺中产生的冷凝水进行有效的处理和回用措施是必要且必须的，而目前是通过厌氧-缺氧-好氧生物处理方法、LUBAF法和臭氧氧化法等对褐煤提质冷凝水进行处理后回用作为坑口电厂循环冷却水，但由于冷凝水量大还有一些要直接向河道等水环境外排，而目前的回用处理方法无法使废水接近地表水质量标准Ⅲ类标准排放。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种褐煤提质冷凝水回收利用系统，可对褐煤提质冷凝水进行处理后达到地表水质量标准Ⅲ类标准后作为地表水的补充水源，从而解决目前对褐煤提质冷凝水的回用处理方法无法将处理后的水达到作为地表水标准回用的问题。

[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供一种褐煤提质冷凝水回收利用系统，包括：

[0005] 进水管、中温厌氧反应器、多介质吸附过滤装置、电化学反应装置4和出水管；其中，

[0006] 所述进水管连接在所述中温厌氧反应器的进水口；

[0007] 所述中温厌氧反应器的出水口依次与所述多介质吸附过滤装置和电化学反应装置4连接；

[0008] 所述电化学反应装置4的出水口与所述出水管连接。

[0009] 本发明的有益效果为：通过将中温厌氧反应器、多介质吸附过滤装置和电化学反应装置等有机耦合在一起对褐煤提质冷凝水进行处理，可同时去除褐煤提质冷凝水中的有机污染物、SS，硫酸盐等容易引起堵塞和腐蚀的污染物以及苯系物、酚类、氰化物等有毒有害难降解有机污染物，处理后的出水可达到接近地表水质量标准Ⅲ类标准，可直接作为地表水的补充水源排放，该系统结构简单，工艺流程短，处理效果好。

附图说明

[0010] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

[0011] 图1为本发明实施例提供的褐煤提质冷凝水回收利用系统的示意图；

[0012] 图中各标号为：A-褐煤提质冷凝水原水；1-进水管；2-中温厌氧反应器；21-保温外壳；3-多介质吸附过滤装置；31-填充含钙重石的第一过滤层；32-填充兰炭的第二过滤层；4-电化学反应装置；41-阳极；42-阴极；43-直流电源；5-出水管；6-余热利用子系统；7-沼气利用子系统；B-处理后出水。

具体实施方式

[0013] 下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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，都属于本发明的保护范围。

[0014] 本发明实施例提供一种褐煤提质冷凝水回收利用系统，如图1所示，该系统包括：进水管1、中温厌氧反应器、多介质吸附过滤装置3、电化学反应装置4和出水管5；

[0015] 其中，进水管1连接在中温厌氧反应器2的进水口；

[0016] 中温厌氧反应器2的出水口依次与多介质吸附过滤装置3和电化学反应装置4连接；

[0017] 所述电化学反应装置4的出水口与出水管5连接。

[0018] 上述利用系统的中温厌氧反应器2的反应器本体为容器结构，反应器本体具有保温外壳，该保温外壳21可采用外壳设置保温夹套，反应器本体内设有厌氧菌，其保温的范围为30～40℃之间（平均35℃）。该中温厌氧反应器不但可实现对褐煤提质冷凝水的预处理，还可以有效利用了褐煤热压提质过程中的余热，将余热用于中温厌氧反应器的保温，使中温厌氧反应器的温度保持在30～40℃之间（平均35℃），在该温度下，厌氧反应器内厌氧菌最为活跃，对冷凝水中的有机物等污染物去除率最高。

[0019] 优选的，上述利用系统的中温厌氧反应器2还包括：余热利用子系统和沼气利用子系统；其中，沼气利用子系统6经管路与中温厌氧反应器2的顶端连接，通过沼气利用子系统6对中温厌氧反应器2产生的沼气（主要成分是甲烷）可收集利用；余热利用子系统7通过管路与中温厌氧反应器2的底部连接，通过余热利用子系统可对中温厌氧反应器2中处理的冷凝水的余热进行回收利用，通过回收的余热可以进一步对该中温厌氧反应器2进行加热保温，使中温厌氧反应器2的反应温度保持在30～40℃之间。通过设置与中温厌氧反应器2连接的余热利用子系统7和沼气利用子系统6，实现了在褐煤提质冷凝水处理时，同时对水资源、废热和废气的收集利用。这种同时对水资源、废热和废气的收集利用的方式在褐煤提质冷凝水的处理领域研究中尚属首次。

[0020] 上述利用系统的多介质吸附过滤装置3内依次设置填充含钙重石的第一过滤层31和填充兰炭的第二过滤层32，具体是在多介质吸附过滤装置3内从进水口至出水口之间依次设置填充含钙重石的第一过滤层31和填充兰炭的第二过滤层32。该多介质吸附过滤装置3采用填充含钙重石的第一过滤层31和填充兰炭的第二过滤层32作为吸附过滤层，其中分别以含钙重石和兰炭作为吸附过滤材料，可同时有效去除冷凝水中的有机物、SS和硫酸盐等污染物。含钙重石（含钙重石是自然界一种天然矿石，主要成分为CaCO3和CaSO4）富含钙离子，可对褐煤提质冷凝水中的硫酸盐进行有效吸附去除。将经济价值不高的兰炭替代活性炭，可大大降低冷凝水的运行处理成本，实现较高的社会、环境和经济效益。多介质吸附过滤装置3内的兰炭又称半焦、焦粉，结构为块状，粒度一般在3mm以上，颜色呈浅黑色。兰炭具有固定炭高、比电阻高、化学活性高、含灰份低、铝低、硫低、磷低的特性。由于其价格远低于活性炭，又具有与活性炭相似的物理、化学特性，该多介质吸附过滤装置3采用兰炭替代活性炭作为过滤吸附褐煤提质冷凝水的滤料之一。

[0021] 上述利用系统中的电化学反应装置4的阳极41为铝板电极、阴极42为不锈钢电极，该电化学反应装置4的41阳极与阴极42为多个并按一个阳极相邻一个阴极的方式间隔设置，一般可采用不少于四对间隔设置的阴、阳电极，优选可采用五对间隔设置的阴、阳电极，该电化学反应装置4还包括与阴、阳电极42、41电连接的直流电源43（阳极连接直流电源43正电极、阴极连接直流电源43负电极）。通过采用不锈钢电极和铝板电极作为反应器的阴、阳电极42、41可同时进行电化学氧化和电絮凝处理，实现了将电化学和电絮凝反应的优点结合起来，不但可以去除冷凝水中的常规污染物，还可最大限度地去除冷凝水中的苯系物、酚类、氰化物等有毒有害难降解有机污染物。

[0022] 该利用系统将中温厌氧反应器2、多介质吸附过滤装置3和电化学反应装置4等有机的耦合在一起形成一种耦合利用厌氧生物处理、过滤吸附处理和电化学氧化处理对褐煤提质冷凝水进行处理的回收利用系统，可同时去除褐煤提质冷凝水中的有机污染物、SS，硫酸盐等容易引起堵塞和腐蚀的污染物以及苯系物、酚类、氰化物等有毒有害难降解有机污染物。可将褐煤提质冷凝水处理后回收利用作为地表水补充水源，处理后水质可达到我国地表水水质Ⅲ类标准。使得处理后的褐煤提质冷凝水除了可用作电厂循环冷却水补水等中水用途外，还可用作河道等地表水的补充水源。

[0023] 下面处理冷凝水的过程对本发明的回收利用系统作进一步说明。

[0024] 本发明处理褐煤提质冷凝水的工作过程为：褐煤提质冷凝水原水A首先进入中温厌氧反应器2进行预处理，该中温厌氧反应器2可通过设置的余热利用子系统7充分回收利用褐煤提质生产过程中产生的余热对该中温厌氧反应器进行加热保温，使该中温厌氧反应器2的运行温度控制在30～40℃之间（平均35℃）；中温厌氧反应器2还可通过设置的沼气利用子系统6，对中温厌氧反应器2反应中生成的沼气（主要成分是甲烷）进行收集后再利用；经中温厌氧反应器2处理后的褐煤提质冷凝水再经过多介质吸附过滤装置3进行进一步处理，多介质吸附过滤装置3采用含钙重石和兰炭两种滤料介质作为多介质吸附过滤装置3中的填料，其中含钙重石富含钙离子，可对褐煤提质冷凝水中的硫酸盐进行有效吸附去除；采用兰炭替代活性炭，可大大降低冷凝水的运行处理成本；最后，多介质吸附过滤装置3经上述过程处理后的褐煤提质冷凝水再经过电化学反应装置4进行最终处理，电化学反应装置4同时采用不锈钢电极和铝板电极作为反应器的阴、阳电极42、41，可同时实现电化学氧化和电絮凝作用，不但可以去除冷凝水中的常规污染物，还可最大限度地去除冷凝水中的苯系物、酚类、氰化物等有毒有害难降解有机污染物。褐煤提质冷凝水经处理前后的水质情况如下表1所示：

[0025] 表1处理前后饮用水水质变化情况一览表

[0026]

[0027]

[0028] 由表1可知，经过上述系统处理后的出水B可达到我国地表水水质Ⅲ类标准，不但可用作电厂循环冷却水补水等中水用途外，还可用作河道等地表水的补充水源。

[0029] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。