CN104926003B - 一种塔式污水处理装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种塔式污水处理装置及其使用方法，主要包括污水处理塔、油水分离塔，所述的污水处理塔安装于第一储液槽内，污水处理塔内安装有若干层过滤网，每块过滤网中间安装有处理液喷口；污水处理塔顶部与油水分离塔顶部下方处用管道连接；所述的油水分离塔最上方处设有管道，并依次连接有第二阀门、真空泵；油水分离塔通过管道出口处安装有半球形隔膜，半球形隔膜内设有排油口，并通过排油管与第三阀门连接；油水分离塔安装于第二储液槽内，第二储液槽内安装有引流管，并依次连接水泵、第一阀门与污水处理塔和油水分离塔中间的管道连接。本发明有益的效果：本发明主要简化污水处理过程，提高污水处理效率，减少占地面积，减省能源，降低能耗。

Description

一种塔式污水处理装置及其使用方法

技术领域

本发明属于污水处理装置技术领域，尤其涉及一种塔式污水处理装置及其使用方法。

背景技术

随着全球工业化进程的迅速发展，环境污染问题日益严重，日常所需的工业、农业、生活用水也日益增长，特别是工农业生产所排放出来的大量污水需要及时处理。由于我们生活着的环境城市集中度高，而往往城市人口越密集，相应的工业生产生活就越发达，与之配套的土地资源就越欠缺，而城市所负担的污水处理就会越加繁重。如果这些排放的污水不及时处理，那对环境的破坏是相当严重的。我们急需一种污水处理方式简单，占地面积狭小，污水处理高效等功能于一体的大型污水处理设备来改善我们所居住的环境。对于现有污水处理方法和设备来讲，主要是以平面结构为主，通过沉淀，过滤等手段，污水从一个水池内被抽到另外一个水池，或者污水被连续不断经过一道道滤网最后使得污水被净化。这些都存在着很多弊端，如我们现在的自来水厂，需要很大的占地面，让原水在净化池内流淌，期间还需添加许多化学成分，而水中所挥发出来的一些有毒有害气体被直接排放到大气当中；而有些工厂的污水处理设施又过于简单，只是随意的沉淀或者过滤后就直接排入到河道或者土壤内；而本发明的关键在于主要利用两者液面差所产生的虹吸效应，使得处于高位的污水经过污水处理塔流向处于低位的油水分离塔，期间污水得到有效的处理，使得整个污水处理过程得以简化，提高污水处理效率，减少占地面积，降低能耗。从占地面积上讲与现有的自来水厂设施上将减少50％以上，另外本装置采用连续封闭式结构，被真空泵抽出的有毒有害气体可以被收集起来再经处理，与常用平面式污水处理装置相比挥发物残留量将降低70％；而最重要的在于，利用各种与水难溶物质与水比重的不同，将比重大的物质在污水处理塔内沉淀下来，而比水轻的有机物会在油水分离塔内上浮，而且塔体本身的高度使得污水内所含有的沉淀物和与水不溶性有机物变得更加容易分离，因此利用本发明装饰处理后的污水更加清洁，处理效率更高。这也是现有装置所无法实现的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种主要简化污水处理过程，提高污水处理效率，减少占地面积，减省能源，降低能耗的塔式污水处理装置及其使用方法。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。这种塔式污水处理装置，主要包括污水处理塔和油水分离塔，所述的污水处理塔安装于第一储液槽内，其污水进口处于第一储液槽的第一液面中间；污水处理塔内安装有若干层呈等均分布的过滤网，每块过滤网中间安装有处理液喷口；污水处理塔顶部的中间位置也安装有处理液喷口；污水处理塔顶部与油水分离塔顶部下方处用管道连接；所述的油水分离塔最上方处设有管道，并依次连接有第二阀门、真空泵；油水分离塔通过管道出口处安装有半球形隔膜，半球形隔膜内设有排油口，并通过排油管与第三阀门连接；油水分离塔安装于第二储液槽内，其出水口处于第二储液槽的第二液面中间；第二储液槽内安装有引流管，并依次连接水泵、第一阀门与污水处理塔和油水分离塔中间的管道连接；所述的第二储液槽上设置有氧气管，该氧气管通入于油水分离塔的出水口处，且氧气管上设置有第四阀门。

作为优选，所述的污水处理塔为锥形结构，即底大顶小。

作为优选，所述的油水分离塔为锥形结构，即底小顶大，顶部设为半球形结构并设置有液面观察区。

作为优选，所述的处理液喷口位于过滤网下方并设置有锥形喷口罩，处理液通过该锥形喷口罩向周围喷散。

作为优选，所述的过滤网其内部材料为分子筛或活性炭或矿石的其中一种或几种。

一种采用如上述的塔式污水处理装置的使用方法，包括如下步骤：

1)、装置启动：第一储液槽蓄有足够的污水，第二储液槽蓄有足够清水，启动真空泵、水泵，开启第一阀门、第二阀门，关闭第三阀门、第四阀门，污水处理塔和油水分离塔内的空气被陆续抽走，而二者内的水位不断升高，一直到达第三液面的位置，此时关闭第一阀门、水泵，该第三液面的高度为设计(当地大气压强-真空度)/标准大气压×10.334米，即为临界水位；

2)、装置运行：当第一液面的高度高于第二液面的高度时，第一储液槽内的污水由于液位差通过污水处理塔自动流向油水分离塔直至流入第二储液槽内，形成虹吸效应；此时，第一处理液、第二处理液、第三处理液经过连接管，依次分别由各自所对应的处理液喷口喷出；利用比重原理，比水重且不溶于水的物质会沉淀下来直到第一储液槽底部，与第一处理液所形成的络合物被第一过滤网拦截、与第二处理液发生化学反应的物质，产生的沉淀物也会通过第一过滤网被沉淀下来；而第二过滤网将进一步拦截小分子颗粒；第三处理液主要添加氧化还原剂，使得最终污水被处理干净，再经第三过滤网时内所添加的吸附材料会吸收污水里所含的有毒有害物质；最后再通过管道进入油水分离塔时，运转的真空泵使得第三液面上方处于临近真空区，一些易挥发气体被蒸发出来，经过真空泵向外界排出或被收集；同时经过减压后的油水混合液也容易分离，依据油的比重比水的比重轻，油会上浮直到半球形隔膜顶部集聚，并通过排油管向外排出，开启第四阀门通过氧气管向油水分离塔内充入适量氧气，使得经处理后的水质溶解氧增加，污水处理速度由第一液面和第二液面的液位差决定，液位差越大污水流速越快；污水流速应小于沉淀物在污水处理塔内向下沉淀的速度；

3)、装置关闭：关闭真空泵、关闭第四阀门、开启第一阀门，使外界空气从气体排放口进入，污水处理塔和油水分离塔的液面不断下降，直到与第一储液槽和第二储液槽的液面平为止，或者关闭第一阀门、第二阀门，第三阀门，第四阀门，关闭真空泵，使第一液面、第二液面的水位保持同一平面，整个装置处于密封状态，如下次开启时，只需将第一液面的水位高于第二液面的水位，并开启真空泵、第二阀门，即可使装置运转。

作为优选，所述的第一处理液为聚丙烯酸钠或聚丙烯酰胺阴离子或聚丙烯酰胺阳离子或聚丙烯酰胺非离子或一种以上混合物。

作为优选，所述的第二处理液为氧化钙或明矾或聚合磷酸铝或酒石酸钠的一种或二种以上。

作为优选，所述的第三处理液为高锰酸钾或次氯酸钠或氯气的其中一种或二种以上。

作为优选，所述的过滤网，第一过滤网的网眼孔径大于第二过滤网的网眼孔径大于第三过滤网的网眼孔径。

本发明的有益效果为：1、油水分离塔，能够高效分离比水轻的油性有机物；

2、利用虹吸原理，因水的流速小于沉淀物下落的速度，因此比水重的难溶物会沉淀在第一储液槽内，能够非常高效的实现沉淀的目的；

3、与现有流淌式水处理装置相比，该装置需要外加动能的参与，而本发明的装置一旦启动后就无需外界动力，可减少能源利用；

4、通过一个塔体，可以减少占地面；

5、污水处理的整个过程都在密闭环境下完成，减少外界影响，使得处理后的水质更加清洁，容易操作；

6、利用真空泵抽取的挥发物可进行进一步处理，不会污染大气；

7、层层分离，提高污水处理效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意框图。

图2是本发明的污水处理塔与第一储液槽间的立体结构示意图。

图3是本发明的污水处理塔与第一储液槽间的主视结构示意图。

附图中的标号分别为：1、污水处理塔；2、油水分离塔；3、第一储液槽；4、过滤网；5、处理液喷口；6、管道；7、第二阀门；8、真空泵；9、半球形隔膜；10、排油管；11、污水进口；12、第三阀门；13、第二储液槽；14、出水口；15、第二液面；16、引流管；17、水泵；18、第一阀门；19、氧气管；20、第四阀门；21、锥形喷口罩；22、第三液面；23、第一处理液；24、第二处理液；25、第三处理液；26、连接管；27、气体排放口；31、第一液面；41、第一过滤网；42、第二过滤网；43、第三过滤网；91、排油口。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做详细的介绍：如附图1所示，本发明主要包括污水处理塔1、油水分离塔2，所述的污水处理塔1安装于第一储液槽3内，其污水进口11处于第一储液槽3的第一液面31中间；污水处理塔1内安装有若干层呈等均分布的过滤网4，每块过滤网4中间安装有处理液喷口5；污水处理塔1顶部的中间位置也安装有处理液喷口5；污水处理塔1顶部与油水分离塔2顶部下方处用管道6连接；所述的油水分离塔2最上方处设有管道6，并依次连接有第二阀门7、真空泵8；油水分离塔2通过管道6出口处安装有半球形隔膜9，半球形隔膜9内设有排油口91，并通过排油管10与第三阀门12连接；油水分离塔2安装于第二储液槽13内，其出水口14处于第二储液槽13的第二液面15中间；第二储液槽13内安装有引流管16，并依次连接水泵17、第一阀门18与污水处理塔1和油水分离塔2中间的管道6连接；所述的第二储液槽13上设置有氧气管19，该氧气管19通入于油水分离塔2的出水口14处，且氧气管19上设置有第四阀门20。

如附图2、3所示，所述的污水处理塔1为锥形结构，即底大顶小；所述的处理液喷口5位于过滤网4下方并设置有锥形喷口罩21，处理液通过该锥形喷口罩21向周围喷散。

所述的油水分离塔2为锥形结构，即底小顶大，顶部设为半球形结构并设置有液面观察区，运行时第三液面22的位置以图1所述上下部位为宜。

所述的过滤网4其内部材料为分子筛或活性炭或矿石的其中一种或几种；第一过滤网41的网眼孔径大于第二过滤网42的网眼孔径大于第三过滤网43的网眼孔径。

本发明的塔式污水处理装置的使用方法，包括如下步骤：

1)、装置启动：第一储液槽3蓄有足够的污水，第二储液槽13蓄有足够清水，启动真空泵8、水泵17，开启第一阀门18、第二阀门7，关闭第三阀门12、第四阀门20，污水处理塔1和油水分离塔2内的空气被陆续抽走，而二者内的水位不断升高，一直到达第三液面22的位置，此时关闭第一阀门18、水泵17，该第三液面22的高度为设计(当地大气压强-真空度)/标准大气压×10.334米，即为临界水位；

2)、装置运行：当第一液面31的高度高于第二液面15的高度时，第一储液槽3内的污水由于液位差通过污水处理塔1自动流向油水分离塔2直至流入第二储液槽13内，形成虹吸效应；此时，第一处理液23、第二处理液24、第三处理液25经过连接管26，依次分别由各自所对应的处理液喷口5喷出；利用比重原理，比水重且不溶于水的物质会沉淀下来直到第一储液槽3底部，与第一处理液23所形成的络合物被第一过滤网41拦截、与第二处理液24发生化学反应的物质，产生的沉淀物也会通过第一过滤网41被沉淀下来；而第二过滤网42将进一步拦截小分子颗粒；第三处理液25主要添加氧化还原剂，使得最终污水被处理干净，再经第三过滤网43时内所添加的吸附材料会吸收污水里所含的有毒有害物质；最后再通过管道6进入油水分离塔2时，运转的真空泵8使得第三液面22上方处于临近真空区，一些易挥发气体被蒸发出来，经过真空泵8向外界排出或被收集；同时经过减压后的油水混合液也容易分离，依据油的比重比水的比重轻，油会上浮直到半球形隔膜9顶部集聚，并通过排油管10向外排出，开启第四阀门20通过氧气管19向油水分离塔2内充入适量氧气，使得经处理后的水质溶解氧增加，污水处理速度由第一液面31和第二液面15的液位差决定，液位差越大污水流速越快；污水流速应小于沉淀物在污水处理塔1内向下沉淀的速度。

3)、装置关闭：关闭真空泵8、关闭第四阀门20、开启第一阀门18，使外界空气从气体排放口27进入，污水处理塔1和油水分离塔2的液面不断下降，直到与第一储液槽3和第二储液槽13的液面平为止，或者关闭第一阀门18、第二阀门7，第三阀门12，第四阀门20，关闭真空泵8，使第一液面31、第二液面15的水位保持同一平面，整个装置处于密封状态，如下次开启时，只需将第一液面31的水位高于第二液面15的水位，并开启真空泵8、第二阀门7，即可使装置运转。

上述的第一处理液23为聚丙烯酸钠或聚丙烯酰胺阴离子或聚丙烯酰胺阳离子或聚丙烯酰胺非离子或一种以上混合物；所述的第二处理液24为氧化钙或明矾或聚合磷酸铝或酒石酸钠的一种或二种以上；所述的第三处理液25为高锰酸钾或次氯酸钠或氯气的其中一种或二种以上。

实施例1：

应用于工业用水处理厂，当含有各种重金属、油污、有机溶剂、挥发有机物、淤泥、漂浮物等工业污水进入到第一储液槽3内，假设当地气压为980百帕，设计选用真空泵8真空度为10百帕，此时我们需用的污水处理塔1和油水分离塔2的高度为所连接管道在如图1所示的临界水位高度为：(980-10)/1013.25×10.334≈9.9米。当该装置启动时，开启真空泵8、水泵17；打开第一阀门18、第二阀门7；关闭第三阀门12、第四阀门20；此时随着污水处理塔1和油水分离塔2内的空气不断被抽中，从第二储液槽13内抽取的清水不断的被灌入到污水处理塔1和油水分离塔2内；通过液面观察区，看到水位达到临界水位高度时，依次关闭第一阀门18和水泵17，真空泵8继续工作；我们设定第一液面31位置高于第二液面15位置50厘米，此时第一储液槽3内的污水就会通过污水处理塔1流向油水分离塔2，污水处理正式开始；由于比水轻的油污、漂浮物处于第一液面处，而污水处理塔1进口处低于第一液面31处，所以这些物质不会进入到污水处理塔1内，可有人工直接进行清理；当各处理液通过各自连接管26从各自处理液喷口5喷出，第一处理液23喷入阴离子聚丙烯酰胺水溶液，此时进入污水处理塔2的污水其一些大分子结构的物质或絮凝状杂质与聚丙烯酰胺发生絮凝作用形成大片胶状物质，

第一过滤网41将这些胶状物质进行有效拦截，同时由于比重超过水的比重，这些物质会缓慢的下沉，直到第一储液槽3底部与淤泥一同沉积下来；而一些小分子物质或溶于水的成分将随着水流向上运动，此时第二处理液24喷入氧化钙及酒石酸钠水溶液，当污水中所含重金属离子、SO^2- ₄、CO^2- ₂等生产重金属络合物或硫酸钙或碳酸钙等容易沉淀物质，使得这些物质在重力作用下往下沉淀；而经过第二过滤网42内所添加的分子筛的污水，已经去除了大部分污染杂质，水质已经清洁许多，留下的一下水溶性或有机物或微生物等杂质，将被第三处理液25喷入的高锰酸钾进行氧化还原，微生物被彻底杀死，此时进入第三过滤网43中所添加的活性炭将有效吸附有毒有害物质；经过层层处理的污水，通过管道6进入到油水分离塔2内，而此时水体最高液面会达到一个临近真空的界面，在这样的气压下，任何气体都容易被蒸发处理，并通过真空泵8排到相应气体收集处，使得所处理水质几乎没有气味。随着水体流动方向，被处理水体会通过安装于低于临界液位的半球形隔膜9一边进入，而近乎10米高度的油水分离塔2，配合相应水体流速，足以让不溶于水的油性物质浮向半球形隔膜9顶部，并在半球形隔膜9内形成油污带，通过观察区探测油污量，当达到一定量的时候可打开第三阀门12向外排油；与此同时通过氧气管19，打开第四阀门20时，氧气通过氧气入口向油水分离塔2内注入，使得油水分离塔2内的水体溶解氧升高，进一步提高水质。被处理后的水体，通过管网输送，可被工业直接利用。

可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种塔式污水处理装置，主要包括污水处理塔(1)和油水分离塔(2)，其特征在于：所述的污水处理塔(1)安装于第一储液槽(3)内，其污水进口(11)处于第一储液槽(3)的第一液面(31)中间；污水处理塔(1)内安装有若干层呈等均分布的过滤网(4)，每块过滤网(4)中间安装有处理液喷口(5)；污水处理塔(1)顶部的中间位置也安装有处理液喷口(5)；污水处理塔(1)顶部与油水分离塔(2)顶部下方处用管道(6)连接；所述的油水分离塔(2)最上方处设有管道，并依次连接有第二阀门(7)、真空泵(8)；油水分离塔(2)通过管道(6)出口处安装有半球形隔膜(9)，半球形隔膜(9)内设有排油口(91)，并通过排油管(10)与第三阀门(12)连接；油水分离塔(2)安装于第二储液槽(13)内，其出水口(14)处于第二储液槽(13)的第二液面(15)中间；第二储液槽(13)内安装有引流管(16)，并依次连接水泵(17)、第一阀门(18)与污水处理塔(1)和油水分离塔(2)中间的管道连接；所述的第二储液槽(13)上设置有氧气管(19)，该氧气管(19)通入油水分离塔(2)的出水口(14)处，且氧气管(19)上设置有第四阀门(20)。

2.根据权利要求1所述的塔式污水处理装置，其特征在于：所述的污水处理塔(1)为锥形结构，即底大顶小。

3.根据权利要求1所述的塔式污水处理装置，其特征在于：所述的油水分离塔(2)为锥形结构，即底小顶大，顶部设为半球形结构并设置有液面观察区。

4.根据权利要求1所述的塔式污水处理装置，其特征在于：所述的处理液喷口(5)位于过滤网(4)下方并设置有锥形喷口罩(21)，处理液通过该锥形喷口罩(21)向周围喷散。

5.根据权利要求1所述的塔式污水处理装置，其特征在于：所述的过滤网(4)其内部材料为分子筛或活性炭或矿石的其中一种或几种。

6.一种采用如权利要求1所述的塔式污水处理装置的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)、装置启动：第一储液槽(3)蓄有足够的污水，第二储液槽(13)蓄有足够清水，启动真空泵(8)、水泵(17)，开启第一阀门(18)、第二阀门(7)，关闭第三阀门(12)、第四阀门(20)，污水处理塔(1)和油水分离塔(2)内的空气被陆续抽走，而二者内的水位不断升高，一直到达第三液面(22)的位置，此时关闭第一阀门(18)、水泵(17)，该第三液面(22)的高度为(当地大气压强-真空度)/标准大气压×10.334米，即为临界水位；

2)、装置运行：当第一液面(31)的高度高于第二液面(15)的高度时，第一储液槽(3)内的污水由于液位差通过污水处理塔(1)自动流向油水分离塔(2)直至流入第二储液槽(13)内，形成虹吸效应；此时，第一处理液(23)、第二处理液(24)、第三处理液(25)经过连 接管(26)，依次分别由各自所对应的处理液喷口(5)喷出；利用比重原理，比水重且不溶于水的物质会沉淀下来直到第一储液槽(3)底部，与第一处理液(23)所形成的络合物被第一过滤网(41)拦截，与第二处理液(24)发生化学反应的物质，产生的沉淀物也会通过第一过滤网(41)被沉淀下来；而第二过滤网(42)将进一步拦截小分子颗粒；第三处理液(25)主要添加氧化还原剂，使得最终污水被处理干净，再经第三过滤网(43)时，第三过滤网(43)内所添加的吸附材料会吸收污水里所含的有毒有害物质；最后再通过管道(6)进入油水分离塔(2)时，运转的真空泵(8)使得第三液面(22)上方处于临近真空区，一些易挥发气体被蒸发出来，经过真空泵(8)向外界排出或被收集；同时经过减压后的油水混合液也容易分离，依据油的比重比水的比重轻，油会向上浮直到半球形隔膜(9)顶部集聚，并通过排油管(10)向外排出，开启第四阀门(20)通过氧气管(19)向油水分离塔(2)内充入适量氧气，使得经处理后的水质溶解氧增加；污水处理速度由第一液面(31)和第二液面(15)的液位差决定，液位差越大污水流速越快；污水流速应小于沉淀物在污水处理塔(1)内向下沉淀的速度；

3)、装置关闭：关闭真空泵(8)、关闭第四阀门(20)、开启第一阀门(18)，使外界空气从气体排放口(27)进入，污水处理塔(1)和油水分离塔(2)的液面不断下降，直到与第一储液槽(3)和第二储液槽(13)的液面平为止，或者关闭第一阀门(18)、第二阀门(7)、第三阀门(12)、第四阀门(20)，关闭真空泵(8)，使第一液面(31)、第二液面(15)的水位保持同一平面，整个装置处于密封状态，如下次开启时，只需将第一液面(31)的水位高于第二液面(15)的水位，并开启真空泵(8)、第二阀门(7)，即可使装置运转。

7.根据权利要求6所述的塔式污水处理装置的使用方法，其特征在于：所述的第一处理液(23)为聚丙烯酸钠或聚丙烯酰胺阴离子或聚丙烯酰胺阳离子或聚丙烯酰胺非离子或一种以上混合物。

8.根据权利要求6所述的塔式污水处理装置的使用方法，其特征在于：所述的第二处理液(24)为氧化钙或明矾或聚合磷酸铝或酒石酸钠的一种或二种以上。

9.根据权利要求6所述的塔式污水处理装置的使用方法，其特征在于：所述的第三处理液(25)为高锰酸钾或次氯酸钠或氯气的其中一种或二种以上。