CN107055983A - 组合式突发水污染事件的应急处置系统 - Google Patents

组合式突发水污染事件的应急处置系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种组合式突发水污染事件的应急处置系统，包括原水储罐模块单元、出水储罐模块单元、多功能搅拌池模块单元、缺氧池模块单元、好氧池模块单元和固液分离池模块单元构成组合式水处理系统，组合式水处理系统通过中控系统实现在线工艺控制；所述原水储罐模块单元、出水储罐模块单元、多功能搅拌池模块单元、缺氧池模块单元、好氧池模块单元和固液分离池模块单元形状分别为立方体框架式结构，立方体框架式结构内部固接金属衬里或防水篷布，立方体框架式结构侧壁设有C型快装接头。有益效果：采用模块单元式组合能够依靠一套设备实现对不同污染物的有效处理；且适应多种类突发水污染事件的应急处理。

Description

组合式突发水污染事件的应急处置系统
技术领域
本发明属于水处理领域，尤其涉及一种组合式突发水污染事件的应急处置系统
背景技术
长期以来，污废水排放始终是大多数城市地表水体、饮用水源地安全的重要威胁。这些水污染既包括工业点源、生活污水和农业面源等常规污染，也包括工业事故排放、暴雨径流污染和蓄意投毒等突发性水污染。其中突发性水污染事件严重影响社会的正常活动，给生态环境带来极大的破坏，其危害不容小觑。由于突发性水污染事故的发生时间、污染物性质、影响范围和破坏程度都具有不确定性，且在短时间难以完成应对方案的制定和实施，因此往往对人体健康、生态环境和社会经济造成严重的破坏和深远的影响。
典型污染物处置对象包括腐蚀性产物、氰化物、重金属类污染物、苯系物、卤代烃、酚、硝基苯类、苯胺类、多环芳烃类、农药类等。针对这些污染物质的处置技术可归结为：混凝沉淀、化学沉淀、氧化还原、化学吸附、中和以及生物处理法。这些处理方法往往需要组合使用，涉及不同设备。专利文献CN201510053029.0公开了一种应用于突发性水污染的易储运及快装施用的组装式应急处理装置及方法。所述应急处理装置由浮排、纤维吸附帘、挂帘收放装置、振荡传导装置、链条、滤袋和驱动装置构成，可作为应急处置物资储存与运输，能够解决目前突发污染应急处置中存在的工作效率低和难以适应水大流急现场条件的问题。专利文献CN201620950192.7公开了一种水污染应急处置箱，主要用于活性炭吸附处理场合。该两项专利仅可通过吸附法处理特定污染物，且不具备功能扩展使用性，使用场合较为单一。
面对国内突发性水污染事故频发的局势，在分类研究各类型污染处置工艺单体设备同时，为满足应急处置应急库建设需求，做好日常预防工作，亟需能够适应多种突发水污染事件应急处理的多功能、成套化设备。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种组合式突发水污染事件的应急处置系统，采用模块单元式组合能够依靠一套设备实现对不同污染物的有效处理；且适应多种类突发水污染事件的应急处理。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种组合式突发水污染事件的应急处置系统，其特征是：包括原水储罐模块单元、出水储罐模块单元、多功能搅拌池模块单元、缺氧池模块单元、好氧池模块单元和固液分离池模块单元构成组合式不同污染物的水处理系统，组合式不同污染物的水处理系统通过中控系统实现在线工艺控制；所述原水储罐模块单元、出水储罐模块单元、多功能搅拌池模块单元、缺氧池模块单元、好氧池模块单元和固液分离池模块单元形状分别为立方体框架式结构，立方体框架式结构内部固接金属衬里或防水篷布，立方体框架式结构侧壁设有C型快装接头，立方体框架式结构之间通过C型快装接头和不锈钢软管连接，所述原水储罐模块单元与出水储罐模块单元设有取样管线，取样管线上配有双联开启阀。
所述多功能搅拌池模块单元的顶部设有三条横梁，横梁上分别倒挂双轴搅拌器，多功能搅拌池模块单元与螺旋上料机连接，
所述多功能沉淀模块单元内并联设置有三个沉淀池，每个沉淀池均包括第一絮凝室、第二絮凝室及分离室构成混合、絮凝反应及沉淀工艺的综合沉淀池结构，沉淀池两侧设有进水口和出水口，底部设有排泥及放空管，排泥及放空管与第一絮凝室中央的排泥口连通，所述排泥口上设有伞形罩，所述第二絮凝室置于第一絮凝室上部，第二絮凝室设有搅拌机，第一絮凝室与第二絮凝室通过搅拌机连通，沉淀池出水口一侧设有分离室，分离室上部与出水口连通，分离室下部设有排泥管，分离室通过导流室与第二絮凝室连通，多功能沉淀模块单元通过原水提升泵与原水储罐模块单元连接。
所述缺氧池模块单元采用闭口式立方体框架结构，其内部设有田字型曝气穿孔管，缺氧池模块单元内设置潜水搅拌机，缺氧池模块单元通过软管与好氧池模块单元连接。
所述好氧池模块单元采用敞口式立方体框架结构，其内部设有曝气头，曝气头与曝气模块连接。
所述固液分离池模块单元采用敞口式立方体框架结构，其内部设有膜生物反应器。
有益效果：与现有处理技术相比，本发明的特点是：
(1)灵活性高，能够依靠一套设备，实现对不同污染物的有效处理；
(2)响应迅速，各模块单元运输方便，连接方便；
(3)设备占地面积小、设备紧凑、高度集成；
(4)自动化程度高、无人值守、易于维护管理，可实施远程监控及控制，并实现集群联网。
附图说明
图1是实施例1的连接框图；
图2是多功能沉淀模块单元的连接结构示意图；
图3是多功能沉淀模块单元的沉淀池结构示意图。
图中：1、沉淀池，2、第一絮凝室，3、第二絮凝室，4、分离室，5、进水口，6、出水口，7、排泥及放空管，8、伞形罩，9、搅拌机，10、排泥管，11、导流室。
具体实施方式
下面结合较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。
实施例
详见附图，本实施例提供一种组合式突发水污染事件的应急处置系统，包括原水储罐模块单元、出水储罐模块单元、多功能搅拌池模块单元、缺氧池模块单元、好氧池模块单元和固液分离池模块单元构成组合式不同污染物的水处理系统，组合式不同污染物的水处理系统通过中控系统实现在线工艺控制；所述原水储罐模块单元、出水储罐模块单元、多功能搅拌池模块单元、缺氧池模块单元、好氧池模块单元和固液分离池模块单元形状分别为立方体框架式结构，立方体框架式结构内部固接金属衬里或防水篷布，立方体框架式结构侧壁设有C型快装接头，立方体框架式结构之间通过C型快装接头和不锈钢软管连接，所述原水储罐模块单元与出水储罐模块单元设有取样管线，取样管线上配有双联开启阀。所述多功能搅拌池模块单元的顶部设有三条横梁，横梁上分别倒挂双轴搅拌器，多功能搅拌池模块单元与螺旋上料机连接，所述多功能沉淀模块单元包括第一絮凝室、第二絮凝室及分离室构成混合、絮凝反应及沉淀工艺的综合沉淀池结构，多功能沉淀模块单元通过原水提升泵与原水储罐模块单元连接。所述多功能沉淀模块单元内并联设置有三个沉淀池1，每个沉淀池均包括第一絮凝室2、第二絮凝室3及分离室4构成混合、絮凝反应及沉淀工艺的综合沉淀池结构，沉淀池两侧设有进水口5和出水口6，底部设有排泥及放空管7，排泥及放空管与第一絮凝室中央的排泥口连通，所述排泥口上设有伞形罩8，避免污泥沉积在底部。所述第二絮凝室置于第一絮凝室上部，第二絮凝室设有搅拌机9，第一絮凝室与第二絮凝室通过搅拌机连通，沉淀池出水口一侧设有分离室，分离室上部与出水口连通，分离室下部设有排泥管10，分离室通过导流室11与第二絮凝室连通，多功能沉淀模块单元通过原水提升泵(图中未示)与原水储罐模块单元连接。
所述缺氧池模块单元采用闭口式立方体框架结构，其内部设有田字型曝气穿孔管，缺氧池模块单元内设置潜水搅拌机，缺氧池模块单元通过软管与好氧池模块单元连接，接收好氧池混合回流液，在缺氧池中发生反硝化,使硝态氮转化成氮气，完成脱氮。
所述好氧池模块单元采用敞口式立方体框架结构，其内部设有曝气头，曝气头与曝气模块连接。所述固液分离池模块单元采用敞口式立方体框架结构，其内部设有膜生物反应器。
具体结构：为方便紧急运输及安装，上述原水储罐、出水储罐、多功能搅拌池、缺氧池、好氧池、固液分离池制成固定立方体框架形式，尺寸为12m×2.4m×2.4m。在固定立方体框架内部安装钢衬里或铺装防水篷布。固定立方体框架侧面加装直径为DN80的C型快装接头,不锈钢软管能够通过快装接头与框架快速连接。可根据需要使用的工艺，调整各设备连接次序组成多种不同工艺结构。其中多功能沉淀模块单元对应絮凝沉淀-化学沉淀工艺；多功能搅拌池模块单元对应氧化还原-酸碱中和-化学吸附工艺；缺氧池模块单元、好氧池模块单元及固液分离池模块单元可配合使用实现生物处理工艺。
原水储罐内废液经原水提升泵进入多功能搅拌池，多功能搅拌池池体为立方体框架，每套搅拌池顶部设置三条横梁，上倒挂双轴搅拌器三套，可以保证药剂在反应池内进行充分的混合。多功能搅拌池依靠螺旋上料机进行计量加药，多功能搅拌池可添加氧化剂、还原剂、酸、碱等试剂。原水储罐与出水储罐设置DN25取样管线，并各配置一只双联开启阀。
用于为搅拌池添加试剂的试剂罐、计量泵固定于在框架式钢结构内，试剂罐与计量泵通过钢管连接，计量泵出口设置快装接头，可通过软管向多功能搅拌池内添加药剂。
多功能沉淀模块单元是将混合、絮凝反应及沉淀工艺综合在一个池内，主要是由第一絮凝室、第二絮凝室及分离室所组成。原水由进水管进入多功能沉淀池后，通过环形配水三角槽的缝隙流入第一絮凝室，与数倍于原水的回流活性泥渣在叶片的搅动下，进行充分地混合和初步絮凝。然后经叶轮提升至第二絮凝室继续絮凝，形成矾花。再经导流室进入分离室，由于过水断面突然扩大，流速急速降低，泥渣依靠重力下沉与清水分离。清水经集水槽引出。下沉泥渣大部分回到第一絮凝室，循环流动形成回流泥渣，另一小部分泥渣进入泥渣浓缩室，而后排出。
缺氧池模块单元为闭口式立方体框架，尺寸为12m×2.4m×2.4m，内设3组3m×1.8m田字型曝气穿孔管，穿孔直径3～5毫米，其材质为UPVC。内设置好氧混合液回流，对池内溶解氧控制不高于0.5mg/L，混合回流液中的硝态氮在缺氧环境中，保证反硝化菌利用来水中的有机碳源进行反硝化脱氮，反硝化进程可通过调节回流比控制，以灵活调整优化系统整体脱氮能力。缺氧池中设置潜水搅拌机，增加污水与回流混合液中微生物的接触，提高对高负荷的冲击承受能力，以利于系统的稳定运行。缺氧池内设置潜水搅拌机一台。
好氧池池体模块单元为敞口式立方体框架，尺寸为12m×2.4m×2.4m，内设3组3m×1.8m田字型曝气头，曝气头直径为215mm。曝气器由曝气模块提供气源。好氧池采用活性污泥法，利用好氧微生物(包括兼性微生物)在有氧气存在的条件下进行生物代谢以降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。微生物利用水中存在的有机污染物为底物进行好氧代谢，经过一系列的生化反应，逐级释放能量，最终以低能位的无机物稳定下来，达到无害化的要求，以便返回自然环境或进一步处理。
固液分离池模块单元采用敞口式立方体框架结构，尺寸为12m×2.4m×2.4m，内设膜生物反应器组架，膜材质为EPVDF，膜通量为15L/m2.h，膜组件数量为1116m2。膜生物反应器是把膜技术与污水处理中生化反应结合起来的一门新兴技术，也称膜分离活性污泥法。膜生物反应器用膜对生化反应池内的含泥污水进行过滤，实现污水分离，一方面，膜戴留了反应池中的微生物，使池中的污泥浓度大增加，使降解污水。膜池自带混合液回流泵一台，形式为可提升式无堵塞自耦式潜污泵，膜池还带有膜生物反应器反洗泵一台，为管道式离心泵。
中控系统利用PLC控制系统已对现场各被控工艺设备设置了中控、自控、手动三级控制功能；可完成对各工艺控制点、在线水质监测(控)设备的信号的采集，及其根据现场中央控制计算机按工艺要求发出的对各工艺控制点、在线水质监控设备控制信号的输出；实现与现场中央控制计算机的连网。处理厂所有动力设备均可实现手动、自动操作切换。自控仪表对废水处理过程的各项参数进行自动检测、控制、显示及报警联锁，信号接入现有PLC控制系统，主要参数集中显示在值班室工作站上。自控仪表所需电源220V.AC，50Hz，由电气专业直接提供至仪表盘上，二次显示仪表以智能化数字显示仪表为主。自控仪表线缆采用电缆桥架及穿管相结合的架空敷设方式。
实施例
详见图1，使用组合式突发水污染事件应急处置设备处理某突发事故电镀废水。电镀废水中不仅含有重金属离子，还常常混有油脂废水、酸洗废水以及各种有机配位剂，COD含量高，且可生化性。综合考虑后使用芬顿高级氧化工艺、絮凝工艺分解、去除其难降解有机物，提高其可生化性后，再进行生化处理。废水原水CODCr含量为400～500mg/L，BOD为15～20mg/L，Cu2+为70～80mg/L，pH值为6。
(1)将储存于原水储罐内的废液，通过原水提升泵(Q＝20m3/h，H＝15m)，输送入多功能搅拌池；
(2)在多功能搅拌池内加入硫酸，并开启搅拌器(单套功率7.5kW)，将池内pH值调至4；
(3)在多功能搅拌池中加入过氧化氢以及硫酸亚铁，进行芬顿氧化，氧化持续30分钟。过氧化氢与COD浓度按照1:1投加，过氧化氢与亚铁离子投加量为1:1.8。
(4)在多功能搅拌池内加入氢氧化钙，调节pH值至大于8；
(5)通过搅拌池泵，将废液输送至多功能沉淀池，通过螺旋上料机向多功能沉淀池内投加絮凝剂，并开启多功能沉淀池内叶轮；
(6)多功能沉淀池内上清液自流入缺氧池内，开启池内搅拌器，开始鼓风；
(7)缺氧池内废液自流入好氧池内，持续鼓风曝气(单个曝气器充氧能力2.0～3.0Nm3.h,管座为·DN50，材质为UPVC，直径为215mm)；
(8)好氧池内废液自流入固液分离池内，开启固液分离池出水泵，得到处理过后废液。固液分离池同时运行回流泵(Q＝12.50m3/min，P＝29.4kPa，N＝11kW)。运行工艺：开8min停2min，连续运行，膜池污泥浓度为8000mg/L。
(9)定期开启多功能沉淀池内污泥泵、固液分离池以及好氧池配置的污泥泵，进行排泥操作，定期利用MBR反洗泵(Q＝20m3/h，H＝17.5m，N＝2.2kw)对固液分离池进行反洗。
处理后废液出水CODCr值小于70mg/L，Cu2+等离子浓度小于0.5mg/L，各项指标均满足GB21900-2008《电镀污染物排放标准》要求。
上述参照实施例对该一种组合式突发水污染事件的应急处置系统进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种组合式突发水污染事件的应急处置系统，其特征是：包括原水储罐模块单元、出水储罐模块单元、多功能搅拌池模块单元、缺氧池模块单元、好氧池模块单元和固液分离池模块单元构成组合式不同污染物的水处理系统，组合式不同污染物的水处理系统通过中控系统实现在线工艺控制；所述原水储罐模块单元、出水储罐模块单元、多功能搅拌池模块单元、缺氧池模块单元、好氧池模块单元和固液分离池模块单元形状分别为立方体框架式结构，立方体框架式结构内部固接金属衬里或防水篷布，立方体框架式结构侧壁设有C型快装接头，立方体框架式结构之间通过C型快装接头和不锈钢软管连接，所述原水储罐模块单元与出水储罐模块单元设有取样管线，取样管线上配有双联开启阀。
2.根据权利要求1所述的组合式突发水污染事件的应急处置系统，其特征是：所述多功能搅拌池模块单元的顶部设有三条横梁，横梁上分别倒挂双轴搅拌器，多功能搅拌池模块单元与螺旋上料机连接。
3.根据权利要求1所述的组合式突发水污染事件的应急处置系统，其特征是：所述多功能沉淀模块单元内并联设置有三个沉淀池，每个沉淀池均包括第一絮凝室、第二絮凝室及分离室构成混合、絮凝反应及沉淀工艺的综合沉淀池结构，沉淀池两侧设有进水口和出水口，底部设有排泥及放空管，排泥及放空管与第一絮凝室中央的排泥口连通，所述排泥口上设有伞形罩，所述第二絮凝室置于第一絮凝室上部，第二絮凝室设有搅拌机，第一絮凝室与第二絮凝室通过搅拌机连通，沉淀池出水口一侧设有分离室，分离室上部与出水口连通，分离室下部设有排泥管，分离室通过导流室与第二絮凝室连通，多功能沉淀模块单元通过原水提升泵与原水储罐模块单元连接。
4.根据权利要求1所述的组合式突发水污染事件的应急处置系统，其特征是：所述缺氧池模块单元采用闭口式立方体框架结构，其内部设有田字型曝气穿孔管，缺氧池模块单元内设置潜水搅拌机，缺氧池模块单元通过软管与好氧池模块单元连接。
5.根据权利要求1所述的组合式突发水污染事件的应急处置系统，其特征是：所述好氧池模块单元采用敞口式立方体框架结构，其内部设有曝气头，曝气头与曝气模块连接。
6.根据权利要求1所述的组合式突发水污染事件的应急处置系统，其特征是：所述固液分离池模块单元采用敞口式立方体框架结构，其内部设有膜生物反应器。
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