一种煤炭地下气化燃空区废水的处理系统和处理方法技术方案

本发明专利技术公开了一种煤炭地下气化燃空区废水的处理系统和处理方法，处理系统包括：焦油分离单元、化学氧化单元、化学沉淀单元以及固化沉降单元，其中，焦油分离单元配置为将废水抽至焦油水分离器中进行油水分离；化学氧化单元配置为通过注入双氧水来氧化分解废水中的有机污染物；化学沉淀单元配置为通过化学沉淀法将废水中的氨氮与镁盐、磷酸氢盐反应生成磷酸铵镁沉淀；固化沉降单元配置为通过注入固化剂将部分重金属离子进行固化沉降。剂将部分重金属离子进行固化沉降。剂将部分重金属离子进行固化沉降。

【技术实现步骤摘要】
一种煤炭地下气化燃空区废水的处理系统和处理方法


[0001]本专利技术涉及煤炭地下气化
，尤其涉及一种煤炭地下气化燃空区废水的处理系统和处理方法。

技术介绍

[0002]作为第二代采煤方法，煤炭地下气化是一种融合多学科为一体的综合性能源生产新技术，其任务是对煤进行有控制地燃烧，然后通过热作用和化学作用将地下煤炭资源原地转化为可燃气体。同传统采煤和地面气化相比，煤炭地下气化省去了煤炭物理开采、运输、洗选等工艺过程，因而具有成本低、污染少、安全系数高等优点。然而，煤炭地下气化的热解阶段不可避免地要产生污染物质，包含有氨氮、重金属、酚类、焦油和其它多环芳烃类物质等。这些物质中的一部分在气化过程中会随煤气到达地面，经过水冷却喷淋系统后形成煤气冷凝水，但还有大量的污染物残留在气化炉的燃空区内，对气化煤层邻近的含水层造成潜在的污染风险，并且随着气化通道内部的冷凝水和煤层水的不断涌入，最终同焦油、灰渣等污染物混合形成了煤炭地下气化燃空区废水。
[0003]目前，国际上常见的办法是对气化后的地下燃空区废水进行抽提处理，将一部分的废水先通过抽水泵输送至地面，然后再经过一系列的处理将水体中的污染物浓度降低至一定水平。但一般的废水抽提不够彻底，仍会有一定量的污染物残留在地下，并且地面处理工艺大多繁琐复杂。此外，采用双氧水作为氧化剂进行地面或原位修复的方法过于单一，只将废水中的有机污染物进行氧化降解，对于重金属离子、氨氮等污染物无明显去除效果，无法做到全量化处理。再就是通过在燃空区构建底部防渗层、中部支撑层和顶部防水层来控制污染物迁移和扩散的技术并不成熟，控制效果也不稳定，施工难度较大，并不能够真正意义上去除污染物。因此需要一种快速有效、全面彻底的处理方法来去除煤炭地下气化燃空区废水中的污染物质，从根本上避免污染物迁移渗透造成的地下水污染。

技术实现思路

[0004]本方案针对上文提出的问题和需求，提出一种煤炭地下气化燃空区废水的处理系统和处理方法，由于采取了如下技术特征而能够实现上述技术目的，并带来其他多项技术效果。
[0005]本专利技术的一个目的在于提出一种煤炭地下气化燃空区废水的处理系统，应用于地下燃空区，包括：
[0006]焦油分离单元，包括依次连通的初沉池和焦油水分离器，所述初沉池配置为对从地下燃空区废水池中抽取的废水中的固体颗粒进行自然沉降，所述焦油水分离器配置为对经过沉降后的废水进行油水分离获得除去焦油的废水；
[0007]化学氧化单元，包括依次连通的化学氧化池和双氧水加药组件，所述双氧水加药组件配置为向所述化学氧化池内注入双氧水，所述化学氧化池配置为接收除去焦油的废水，并将注入的双氧水与废水进行搅拌以分解废水中的酚类有机污染物；
[0008]化学沉淀单元，包括依次连通的化学预混池、磷酸氢盐加药组件、化学反应池、镁盐加药组件和化学沉淀池，所述磷酸氢盐加药组件配置为向所述化学预混池内注入磷酸氢盐药剂；所述化学预混池配置为接收经过分解酚类有机污染物的废水，并将注入的磷酸氢盐药剂与废水搅拌进行初步混合；所述镁盐加药组件配置为向所述化学反应池内注入镁盐药剂；所述化学反应池配置为接收所述化学预混池内的废水，并将注入镁盐药剂与废水进行搅拌反应；所述化学沉淀池配置为接收所述化学反应池中的废水并形成磷酸铵镁沉降物；
[0009]固化沉降单元，包括依次连通的固化反应池、固化剂加药组件和固化沉淀池，所述固化剂加药组件配置为向所述固化反应池中注入固化剂；所述固化反应池配置为接收除去磷酸铵镁沉降物的废水，并将注入的固化剂与废水进行搅拌反应，所述固化沉淀池配置为接收所述固化反应池中的废水并沉降废水中的重金属离子，并将经过沉淀重金属离子的废水排入河流。
[0010]另外，根据本专利技术的煤炭地下气化燃空区废水的处理系统，还可以具有如下技术特征：
[0011]在本专利技术的一个示例中，所述燃空区废水池底部包括：由上至下依次铺设的人工防渗层和天然防渗层，其中，所述人工防渗层为膨润土沉降物，所述天然防渗层为岩石层。
[0012]在本专利技术的一个示例中，
[0013]所述双氧水加药组件包括：双氧水加药罐和第一加药泵，所述第一加药泵配置为将所述双氧水加药罐中的双氧水泵入所述化学氧化池中；
[0014]所述磷酸氢盐加药组件包括：磷酸氢盐加药罐和第二加药泵，所述第二加药泵配置为将所述磷酸氢盐加药罐中的磷酸氢盐泵入所述化学预混池中；
[0015]镁盐加药组件包括：镁盐加药罐和第三加药泵，所述第三加药泵配置为将所述镁盐加药罐中的镁盐泵入所述化学反应池中；
[0016]固化剂加药组件包括：包括固化剂加药罐和第四加药泵，所述第四加药泵配置为将所述固化剂加药罐中的固化剂泵入所述固化反应池中。
[0017]在本专利技术的一个示例中，所述初沉池与地下燃空区废水池之间设置有第一水泵，所述初沉池与所述焦油水分离器之间设置有第二水泵，所述焦油水分离器与所述化学氧化池之间设置有第三水泵，所述化学氧化池与所述化学预混池之间设置有第四水泵，所述化学沉淀池与所述固化反应池之间设置有第五水泵，所述固化沉淀池与河流之间设置有第六水泵。
[0018]在本专利技术的一个示例中，
[0019]所述化学反应池位于所述化学预混池的下游，且所述化学预混池上设置有第一溢流口，所述第一溢流口与所述化学反应池相连通；
[0020]所述化学沉淀池位于所述化学反应池的下游，且所述化学反应池上设置有第二溢流口，所述第二溢流口与所述化学沉淀池相连通；
[0021]所述固化沉淀池位于所述固化反应池的下游，且所述固化反应池上设置有第三溢流口，所述第三溢流口与所述固化沉淀池相连通。
[0022]本专利技术的另一个目的在于提出一种如上述项所述的煤炭地下气化燃空区废水的处理系统的处理方法，包括如下步骤：
[0023]S10：初沉池对从地下燃空区废水池中抽取的废水中的固体颗粒进行自然沉降，焦油水分离器对经过沉降后的废水进行油水分离获得除去焦油的废水；
[0024]S20：所述双氧水加药组件向所述化学氧化池内注入双氧水，所述化学氧化池接收除去焦油的废水，并将注入的双氧水与废水进行搅拌以分解废水中的酚类有机污染物；
[0025]S30：由所述磷酸氢盐加药组件向所述化学预混池内注入磷酸氢盐药剂，所述化学预混池接收经过分解酚类有机污染物的废水，并将注入的磷酸氢盐药剂与废水搅拌进行初步混合；所述镁盐加药组件向所述化学反应池内注入镁盐药剂，所述化学反应池接收所述化学预混池内的废水，并将注入镁盐药剂与废水进行搅拌反应，所述化学沉淀池接收所述化学反应池中的废水并形成磷酸铵镁沉降物；
[0026]S40：所述固化剂加药组件向所述固化反应池中注入固化剂，所述固化反应池接收除去磷酸铵镁沉降物的废水，并将注入的固化剂与废水进行搅拌反应，所述固化沉淀池接收所述固化反应池中的废水并沉降废水中的重金属离子，并将经过沉淀重金属离子的废水排入河流。
[0027]在本专利技术的一个示例中，在步骤S10之前还包括：在燃空区底部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤炭地下气化燃空区废水的处理系统，其特征在于，应用于地下燃空区(200)，包括：焦油分离单元(110)，包括依次连通的初沉池(111)和焦油水分离器(112)，所述初沉池(111)配置为对从地下燃空区废水池(210)中抽取的废水中的固体颗粒进行自然沉降，所述焦油水分离器(112)配置为对经过沉降后的废水进行油水分离获得除去焦油的废水；化学氧化单元(120)，包括依次连通的化学氧化池(121)和双氧水加药组件(122)，所述双氧水加药组件(122)配置为向所述化学氧化池(121)内注入双氧水，所述化学氧化池(121)配置为接收除去焦油的废水，并将注入的双氧水与废水进行搅拌以分解废水中的酚类有机污染物；化学沉淀单元(130)，包括依次连通的化学预混池(131)、磷酸氢盐加药组件(132)、化学反应池(133)、镁盐加药组件(134)和化学沉淀池(135)，所述磷酸氢盐加药组件(132)配置为向所述化学预混池(131)内注入磷酸氢盐药剂；所述化学预混池(131)配置为接收经过分解酚类有机污染物的废水，并将注入的磷酸氢盐药剂与废水搅拌进行初步混合；所述镁盐加药组件(134)配置为向所述化学反应池(133)内注入镁盐药剂；所述化学反应池(133)配置为接收所述化学预混池(131)内的废水，并将注入镁盐药剂与废水进行搅拌反应；所述化学沉淀池(135)配置为接收所述化学反应池(133)中的废水并形成磷酸铵镁沉降物；固化沉降单元(140)，包括依次连通的固化反应池(141)、固化剂加药组件(142)和固化沉淀池(143)，所述固化剂加药组件(142)配置为向所述固化反应池(141)中注入固化剂；所述固化反应池(141)配置为接收除去磷酸铵镁沉降物的废水，并将注入的固化剂与废水进行搅拌反应，所述固化沉淀池(143)配置为接收所述固化反应池(141)中的废水并沉降废水中的重金属离子，并将经过沉淀重金属离子的废水排入河流(149)。2.根据权利要求1所述的煤炭地下气化燃空区废水的处理系统，其特征在于，所述燃空区废水池底部包括：由上至下依次铺设的人工防渗层(230)和天然防渗层(220)，其中，所述人工防渗层(230)为膨润土沉降物，所述天然防渗层(220)为岩石层。3.根据权利要求1所述的煤炭地下气化燃空区废水的处理系统，其特征在于，所述双氧水加药组件(122)包括：双氧水加药罐(1221)和第一加药泵(1222)，所述第一加药泵(1222)配置为将所述双氧水加药罐(1221)中的双氧水泵入所述化学氧化池(121)中；所述磷酸氢盐加药组件(132)包括：磷酸氢盐加药罐(1321)和第二加药泵(1322)，所述第二加药泵(1322)配置为将所述磷酸氢盐加药罐(1321)中的磷酸氢盐泵入所述化学预混池(131)中；镁盐加药组件(134)包括：镁盐加药罐(1341)和第三加药泵(1342)，所述第三加药泵(1342)配置为将所述镁盐加药罐(1341)中的镁盐泵入所述化学反应池(133)中；固化剂加药组件(142)包括：包括固化剂加药罐(1421)和第四加药泵(1422)，所述第四加药泵(1422)配置为将所述固化剂加药罐(1421)中的固化剂泵入所述固化反应池(141)中。4.根据权利要求1所述的煤炭地下气化燃空区废水的处理系统，其特征在于，所述初沉池(111)与地下燃空区废水池(210)之间设置有第一水泵(114)，所述初沉池(111)与所述焦油水分离器(112)之间设置有第二水泵(115)，所述焦油水分离器(112)与所
述化学氧化池(121)之间设置有第三水泵(...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯乐乐，庞家葆，秦波涛，刘杰，王彪，董脉帆，顾怡帆，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：