CN103463836B - 灰渣场灰水联合沉淀收集装置及其收集方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灰渣场灰水联合沉淀收集装置及其收集方法，解决了现有渣场污水处理不佳，污染环境的问题，技术方案包括初期坝，所述初期坝的上游为渣场，所述初期坝的下游设有回用水池，所述回用水池经排渗管与渣场连通，所述回用水池的一侧还设有沉淀池，所述沉淀池经排洪管与渣场连通，所述回用水池与沉淀池经回用水池侧壁上设置的侧流堰连通。采用上述装置的收集方法能对全部渗滤液和部分灰水进行截流，将其中携带的灰渣进行沉淀，并有效拦截污水、达到清污分离、循环自流、污水回用的效果，本发明装置结构简单、控制简单、投资成本和运行成本低，节约资源，对环境友好。

Description

灰渣场灰水联合沉淀收集装置及其收集方法

技术领域

本发明涉及一种污水处理系统及其方法。

背景技术

国内炼焦、煤制油、煤气化制合成氨、煤气化合成醇醚燃料等煤化工项目、以煤为燃料的热电站、动力站、火力发电厂、热力装置等工业项目会产生大量的灰渣；这些灰渣属于一般固体废弃物，往往需要建立灰渣场对灰渣堆存处理。对于堆放这些灰渣的灰渣场（又称渣场）来言，长期堆放后存在渗滤液的问题，并且雨水天气后，大量降雨还会形成灰水，灰水中混杂有灰渣难以分离，就算简单少量截留后由于灰渣难以分离仅能用于灰面洒水及部分绿化浇灌，从而导致回用困难，大部分未经处理便通过后续的排渗系统、排洪系统排至下游。这些渗滤液、灰水经排洪系统排至渣场下游后，灰水及其携带的灰渣将污染下游，造成土壤盐碱化，破坏生态环境。

因此，灰渣场设计必须建立完善的防渗系统和灰水联合沉淀收集装置，严格控制灰渣渗滤液对环境的污染，将污染物排放量降到最低。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种灰渣场灰水联合沉淀收集装置，该装置结构简单、控制简单，可实现对于灰渣的渗滤液及含有灰渣的灰水进行大部分截留收集并联合处理后回用，小部分后期雨水达标排放的目的。

本发明还提供一种用于收集装置的灰渣场灰水联合沉淀收集方法，该方法能对全部渗滤液和部分灰水进行截流，将其中携带的灰渣进行沉淀，并有效拦截、达到清污分离、循环自流、污水回用的效果，从而实现企业生产的环保、安全、经济。

技术方案包括初期坝，所述初期坝的上游为渣场，所述初期坝的下游设有回用水池，所述回用水池经排渗管与渣场连通，所述回用水池的一侧还设有沉淀池，所述沉淀池经排洪管与渣场连通，所述回用水池与沉淀池经回用水池侧壁上设置的侧流堰连通。

所述沉淀池的出口段还设有水池坝，所述沉淀池经水池坝上设置的溢流堰与下游排放系统连通。

所述溢流堰堰顶高程高于侧流堰堰顶高程，所述侧流堰还设有防回流闸门。

所述沉淀池的进口段设有泥浆池，泥浆池内装有泥浆泵，所述泥浆池的底面低于沉淀池的底面。

所述沉淀池的底面为朝泥浆池方向向下倾斜的反坡。

所述排洪管的出口段设有位于泥浆池上方的扇形消能装置，所述扇形消能装置包括扇形的导流平台，所述导流平台上间隔装有呈扇形布置的多排导流板，所述相邻两排导流板间交错布置。

上述收集装置的灰渣场灰水联合沉淀收集方法，包括下述方法，

渣场内的渗滤液由排渗管引入初期坝下游的回用水池，初期雨水落入渣场形成的初期灰水经排洪管送入沉淀池进行沉淀，所述初期灰水中的灰渣下沉，分离出的上层澄清液的水位上升至高于侧流堰时，则经侧流堰流入回用水池。

所述当沉淀池内的水位持续上升高于溢流堰顶时，则关闭侧流堰的防回流闸门，后期雨水落入渣场形成的后期灰水经排洪管进入沉淀池，沉淀后由溢流堰自流排入下游排放系统，控制后期灰水在沉淀池中的流速小于15.0mm/s。

所述排洪管引出的所述初期灰水和/或后期灰水先经扇形消能装置减压消能后再流入沉淀池，沉淀下来的灰渣沿沉淀池底面的反坡滑落至泥浆池，所述泥浆池内的泥浆泵可将灰渣抽出。

本发明中，通过在渣场的初期坝下游设置回用水池用于收集由排渗管排出的渗滤液，渗滤液是渣场中逐层渗滤后的液体（又称为污水），其中含有一定量的六价铬、汞、砷、铅、氟化物等污染物，pH值10.5呈碱性、总硬度高达43.6mg/L。为避免环境污染，不建议往下游排放，可通过泵站将回用水池内污水抽出（或进一步净化处理后）作为回水留用。另外设置沉淀池用于收集排洪管的排出的灰水，发明人对排洪管排出的灰水进行了深入分析，发现灰水有以下特点：灰水的形成往往是由于上游的大量降雨造成的，对于初期雨水落入渣场后形成的初期灰水而言，由于初期雨水对渣场有直接冲刷作用，形成的初期灰水中，除溶解有六价铬、汞、砷、铅、氟化物等污染物，pH值9.5呈碱性、总硬度高达21.8mg/L外，还含有大量灰渣，灰渣含量高达50000～100000mg/L，污染较重，这类灰水若直接往下游排放则会对下游造成严重污染；而对于后期雨水落于渣场形成的后期灰水，则由于初期雨水已经对渣场进行了冲刷和溶解，因而这部分后期雨水落入渣场中形成的后期灰水中灰渣等污染物含量少，主要污染物六价铬、汞、砷、铅、氟化物等含量远低于《污水综合排放标准》GB8978的允许值，pH值8.0、总硬度4.4mg/L，灰渣含量也较少，当沉淀池无法容纳时，可经初步沉淀后再向下游排放。针对上述不同情况的灰水联合处理时，发明人在回用水池和沉淀池的基础上设置了回用水池侧壁上的侧流堰和水池坝上的溢流堰，并且使溢流堰堰顶高程高于侧流堰堰顶高程，并且侧流堰还设有防回流闸门。通过上述设计，实现针对不同灰水及污水的联合处理方法，既保证截留污染严重的污水和灰水，实现灰水和污水的分离并各自回收的目的，利用回用水池与挡水构筑物承担库区正常工况下渗滤液和初期灰水的存储，沉淀池接纳灰水中携带的灰渣，后期灰水可经溢流堰自流排放至下游。在侧流堰上安装防回流闸门，当水位持续上升，为避免回用水池内的污水回流，通过控制防回流闸门关闭，回用水池内的污水被限制在回用水池内，同时使后期灰水经沉淀池初步沉淀后经溢流堰流入下游。并且考虑到渣场中灰渣的特性：灰渣主要包括炉灰和炉渣，而炉灰颗粒均小于炉渣，故灰渣沉速由炉灰颗粒控制。而渣场中炉灰粒径范围：0.1-0.2mm，控制后期灰水在沉淀池中的流速小于15.0mm/s。

进一步的，考虑排洪管排出的灰水量多压力大，为了减少对沉淀池内的搅动，保证沉淀池内的灰渣的分离效果，促进灰渣的分离和收集，在排洪管的出口端设计位于泥浆池上方的扇形消能装置，使由排洪管排出的灰水在扇形导流平台上消能并以扇形均匀扩散，平稳进入沉淀池，所述交错布置的多排导流板可以进一步消能，均匀分布水流，减缓流速，最大程度减少涌入的灰水对沉淀池特别是泥浆池的搅动。设计的泥浆池用于收集沉淀池内的灰渣（以泥浆形式回收），并可通过泥浆泵将其抽出回收或返回渣场，由于分离的灰渣颗粒度小，其可依据重力下沉并沿倾斜的沉淀池底壁面滑至泥浆池内，从而实现灰渣的集中收集。

本发明装置结构简单、可有效拦截并收集渣场的渗滤液，同时对灰水中携带的灰渣进行沉淀，防止污水、灰渣污染下游环境；可实现清污分离，通过泵送回用的形式对回用水池收集的污水进行有效利用，可以实现污水的再生，节水并产生经济效益，并将后期灰水及时排放出去，以免对装置产生压力。本装置经济投入小，运行成本低、耗能少，安全环保。本发明方法工艺简单、能对上游渣场产生的灰水按不同性质进行分类、沉淀、收集、回用和排放，运行管理简单可靠，有利于下游的环境保护。回用水池中回收的污水灰渣含量小，可用于工业生产用水，泥浆池内回收的泥浆灰渣含量高可用于生产建筑材料，分别回收利用有利提高回收的经济效益，减少二次污染。本发明装置污水处理能力、容量、污水的截留量及排放量可都根据需要进行合理设计，沉淀池中溢流入回用水池内的澄清液的灰渣含量可降至400mg/L以下，外排的后期灰水中六价铬、汞、砷、铅、氟化物等污染物含量远低于《污水综合排放标准》GB8978和《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918的允许值，pH值8.0、总硬度4.4mg/L，灰渣含量可降至70mg/L以下。

附图说明

图1为本装置的平面布置示意图。

图2为侧流堰示意图。

图3为沉淀池进口段双侧扩散平面布置图。

图4为沉淀池进口段纵剖面示意图。

其中，1-排渗管、2-回用水池、3-泵站、4-水池坝、5-排洪管、6-扇形消能装置、6.1-导流板、6.2-导流平台、7-沉淀池、7.1-底面、8-侧流堰、9-溢流堰、10-泥浆池、10.1-底面、11-初期坝、12-防回流闸门、13-泥浆泵。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步解释说明：

参照图1，初期坝11的上游为渣场，所述初期坝11的下游设有回用水池2，并配有相应的泵站3用于抽取回用水池2内的污水回用。所述回用水池2经排渗管1与渣场连通，渗滤液经排渗管1送入回用水池2中，所述回用水池2的一侧还设有沉淀池7，所述沉淀池7经排洪管5与渣场连通，用于将渣场中的灰水引入沉淀池7中，所述回用水池2与沉淀池7经回用水池2侧壁上设置的侧流堰8连通。当沉淀池7内的水位高于侧流堰8的堰顶高程时，可通过自流的方式流入回用水池2中，侧流堰8的设计可使沉淀池8内的上层灰渣含量低的灰水流入回用水池2，而防止下层的含灰渣量高的灰水流入回用水池2；所述沉淀池7的进口段设有泥浆池10，泥浆池10内装有泥浆泵11，所述泥浆池10的底面10.1低于沉淀池7的底面7.1，且沉淀池7的底面7.1为朝泥浆池10方向向下倾斜的反坡，这样可使沉淀池7底部沉积的灰渣沿反坡随重力滑入泥浆池7内，使灰渣在此处被集中收集，再通过泥浆泵13抽回渣场。所述沉淀池7的出口段还设有水池坝4，所述沉淀池7经水池坝7上设置的溢流堰9与下游排放系统连通。

所述溢流堰9堰顶高程高于侧流堰8堰顶高程，所述侧流堰还设有防回流闸门12。这样当沉淀池7的水位上升超过侧流堰8时可自流入回用水池2，而当水位升至超过溢流堰9，为防止污水回流，可使防回流闸门12关闭，使回用水池2暂时与沉淀池7隔离，而沉淀池7内的水则可通过溢流堰9以溢流的方式排入下游排放系统。所述排洪管5的出口段设有位于泥浆池10上方的扇形消能装置6，所述扇形消能装置6包括扇形的导流平台6.2，所述导流平台6.2上间隔装有呈扇形布置的多排导流板6.1，所述相邻两排导流板6.1间交错布置，这样可使灰水通过排洪管5出口段时被大幅消能，减小流速和冲击力，尽可能减轻进对沉淀池7搅动，利于灰水分离和沉淀，使上层的灰水的灰渣含量最少。

收集方法：

渣场内的渗滤液由排渗管1引入初期坝11下游的回用水池2中形成污水，渗滤液故名思议为渗滤后液体，无灰渣含量，可在回用水池2集中收集后由泵站3抽出进一步净化处理后可用于工业生产用水；

初期雨水落入渣场形成的少量初期灰水，可通过排洪管5经扇形消能装置6消能后排入沉淀池7中，并在沉淀池7中静置使灰水分离，灰渣下沉后沿反坡的底面7.1滑入泥浆池10中，灰渣以泥浆的形式在泥浆池10中被集中收集后可由泥浆泵13抽出回用，处理后可用于生产建筑材料，当水位上升超过侧流堰8的顶程程高时，则沉淀池7内的上层澄清液会自流入回用水池2中，经淀淀后进入回用水池的上层澄清液中灰渣含量可降至400mg/L以下。

当雨量继续，后期雨水持续落入渣场形成大量的后期灰水，经排洪管5通过扇形消能装置6减压消能后送入沉淀池7进行沉淀，后期灰水中的灰渣下沉被泥浆池10收集，当沉淀池7的水位上升超过侧流堰8顶程程高时，则经侧流堰8流入回用水池2，，所述当沉淀池7内的水位持续上升高于溢流堰9时，则关闭侧流堰8的防回流闸门12，后期灰水在沉淀池7中经初步沉淀后经溢流堰9自流直接排入下游排放系统，控制后期灰水在沉淀池中的流速小于15.0mm/s，在泄洪的同时保证灰渣的分离效果，外排的后期灰水中灰渣含量可降至70mg/L以下。

Claims (6)

1.一种灰渣场灰水联合沉淀收集方法，其特征在于，

采用下述结构的收集装置，

包括初期坝，所述初期坝的上游为渣场，所述初期坝的下游设有回用水池，所述回用水池经排渗管与渣场连通，所述回用水池的一侧还设有沉淀池，所述沉淀池经排洪管与渣场连通，所述回用水池与沉淀池经回用水池侧壁上设置的侧流堰连通，所述沉淀池的出口段还设有水池坝，所述沉淀池经水池坝上设置的溢流堰与下游排放系统连通，所述溢流堰堰顶高程高于侧流堰堰顶高程，所述侧流堰还设有防回流闸门；

采用上述收集装置通过下述方法进行，

渣场内的渗滤液由排渗管引入初期坝下游的回用水池，初期雨水落入渣场形成的初期灰水经排洪管送入沉淀池进行沉淀，所述初期灰水中的灰渣下沉，分离出的上层澄清液的水位上升至高于侧流堰时，则经侧流堰流入回用水池，当沉淀池内的水位持续上升高于溢流堰顶时，则关闭侧流堰的防回流闸门，后期雨水落入渣场形成的后期灰水经排洪管进入沉淀池，沉淀后由溢流堰自流排入下游排放系统，控制后期灰水在沉淀池中的流速小于15.0mm/s。

2.如权利要求1所述的灰渣场灰水联合沉淀收集方法，其特征在于，所述排洪管引出的所述初期灰水和/或后期灰水先经扇形消能装置减压消能后再流入沉淀池，沉淀下来的灰渣沿沉淀池底面的反坡滑落至泥浆池，所述泥浆池内的泥浆泵可将灰渣抽出。

3.如权利要求1或2所述的灰渣场灰水联合沉淀收集方法，其特征在于，所述沉淀池的进口段设有泥浆池，泥浆池内装有泥浆泵，所述泥浆池的底面低于沉淀池的底面。

4.如权利要求3所述的灰渣场灰水联合沉淀收集方法，其特征在于，所述沉淀池的底面为朝泥浆池方向向下倾斜的反坡。

5.如权利要求3所述的灰渣场灰水联合沉淀收集方法，其特征在于，所述排洪管的出口段设有位于泥浆池上方的扇形消能装置，所述扇形消能装置包括扇形的导流平台，所述导流平台上间隔装有呈扇形布置的多排导流板。

6.如权利要求5所述的灰渣场灰水联合沉淀收集方法，其特征在于，相邻两排导流板间交错布置。