CN111592128A - 一种近水源（生态）保护区隧道施工废水处理成套设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出可有效调节施工废水中的PH值、SS值、COD、高锰酸盐指数的一种近水源（生态）保护区隧道施工废水处理成套设备，包括污水处理组合设备和在线监测设备，污水处理组合设备包括沉砂集水池、组合池、砂滤罐、超滤设备和一体化污水处理装置，一体化污水处理装置包括箱体、和设置于箱体上的加药装置、混凝排放装置、沉淀排放装置、清水收集槽与电气控制箱，加药装置、混凝排放装置、沉淀排放装置与清水收集槽之间通过管道连接，组合池包括原水池、清水池、污泥池、回用水池，加药装置、混凝排放装置、沉淀排放装置、原水池、清水池、污泥池、回用水池之间分别通过管道连通，回用水池上开设有排放口。

Description

一种近水源（生态）保护区隧道施工废水处理成套设备

技术领域

本发明涉及废水处理设备，尤其涉及一种近水源（生态）保护区隧道施工废水处理成套设备。

背景技术

近年来，随着科学技术的不断进步、经济的稳定发展，我国公路建设迎来高速发展时期。隧道施工是公路建设过程中的重要组成部分，隧道施工过程中的废水处理是公路隧道施工生产的重点和难点，尤其是近水源（生态）保护区，对其隧道施工废水的处理要求更高。

公路隧道施工产生的废水中，最为主要的超标物是呈碱性的悬浮物：氢氧化钙、硅酸二钙以及硅酸三钙等，这些悬浮物主要是在混凝土注浆过程中主体材料水解产生的，此外这些悬浮物溶于水后，造成pH值升高，当前我国公路隧道施工过程中通常将产生的废水引入到沉淀池中，等废水中的沉降物沉淀后再排放到相应地段,但该处理方法处理后的水在PH值、SS值、COD、高锰酸盐指数方面还达不到近水源（生态）保护区的排放标准。

发明内容

因此，针对上述问题，本发明提出可有效调节施工废水中的PH值、SS值、COD、高锰酸盐指数的一种近水源（生态）保护区隧道施工废水处理成套设备。

为实现上述技术问题，本发明采取的解决方案为一种近水源（生态）保护区隧道施工废水处理成套设备，包括用于处理施工废水的污水处理组合设备和可在施工废水处理过程中监测流量、PH值、COD、SS值与高猛酸盐指数的在线监测设备，所述污水处理组合设备包括沉砂集水池、组合池、砂滤罐、超滤设备，污水处理组合设备还包括一体化污水处理装置，所述一体化污水处理装置包括箱体、加药装置、混凝排放装置、沉淀排放装置、清水收集槽与电气控制箱，所述加药装置、混凝排放装置、沉淀排放装置与电气控制箱均设置于所述箱体上，所述加药装置、混凝排放装置、沉淀排放装置与清水收集槽之间通过管道连接，所述组合池包括原水池、清水池、污泥池、回用水池，所述沉砂集水池通过管道与原水池连通、原水池通过管道连通混凝排放装置，所述加药装置设置于所述原水池与所述混凝排放装置之间，混凝排放装置与沉淀排放装置分别通过管道连通污泥池，所述清水收集槽通过管道与清水池连通，清水池通过管道连通砂滤罐，砂滤罐通过管道连通超滤设备，所述超滤设备通过管道连通回用水池，所述回用水池上开设有排放口。

进一步改进的是：所述原水池的上方设置有机房，所述在线监测设备包括COD分析仪、PH分析仪、SS分析仪、高锰酸盐分析仪、流量计、第一水样采集器与可接收处理COD分析仪、PH分析仪、SS分析仪、流量计与高锰酸盐分析仪上传的信息的计算机，所述COD分析仪、PH分析仪、SS分析仪、高锰酸盐分析仪与计算机均设置于所述机房内，所述第一水样采集器设置于所述原水池上，所述流量计设置于所述原水池与混凝排放装置之间的管道上。

进一步改进的是：所述回用水池上设置有第二水样采集器。

进一步改进的是：所述组合池还包括排放池，所述排放池设置于回用水池的后方通过管道与回用水池的排放口连通，所述排放池与所述回用水池之间设置有电磁阀，所述计算机可控制所述电磁阀启闭。

进一步改进的是：所述混凝排放装置包括圆筒混合器，所述圆筒混合器上设置有进水端、出水端和排泥端，所述圆筒混合器的进水端与原水池的出水端通过输水管道连通、所述圆筒混合器的排泥端通过管道连通污泥池，所述圆筒混合器的出水端为所述沉淀排放装置的进水端输水。

进一步改进的是：所述加药装置包括若干用于储存相同或不同药液的储药桶、匹配储药桶数量设置的若干用于控制储药桶中药液输出量的计量泵，所述输水管道上设置有管道混合器，所述管道混合器上设置有进水端、出水端与匹配计量泵个数设置的若干进药端，管道混合器的进水端与原水池通过管道连通、出水端与输水管道连通，进药端连通计量泵的输出端，所述储药桶设于箱体内，所述计量泵的输入端连接于储药桶的输出端，所述电气控制箱可控制计量泵的启闭，所述流量计设置于所述管道混合器的前方。

进一步改进的是：所述沉淀排放装置包括斜管沉淀池，所述斜管沉淀池上设置有进水端，排水端，排泥端，所述斜管沉淀池的进水端设于所述斜管沉淀池的上端部，所述斜管沉淀池的排水端设于斜管沉淀池的侧壁上位于出水管道的前方，所述排泥端设于斜管沉淀池的下端部并可与排泥管道连通，所述斜管沉淀池内有一组以上倾斜设置的缓冲沉淀管，所述斜管沉淀池的进水端与所述圆筒混合器的出水端之间设置有输水槽。

进一步改进的是：所述箱体内位于圆筒混合器上端部设置有浮渣收集器，所述浮渣收集器的进料口连通所述圆通混合器内部，所述浮渣收集器的出料端通过管道与污泥池连通。

进一步改进的是：所述沉砂集水池为一体化设置的五级沉砂集水池，包括三格沉砂池与两格集水池，所述三格沉砂池设置于所述两格集水池的前方为所述两个集水池供水。

通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：本发明在对水中无机物的处理阶段使用一体化的五级沉砂集水池，使水中重、大的无机颗粒逐级沉降分离，使用一体化污水处理装置，对原水进行化学处理，即加药装置为进入混凝排放装置的原水加药，原水与药液发生化学反应以此调节水的高锰酸盐指数、PH值，在SS值的调节方面，使用了砂滤罐与超滤设备结合，最大程度的减少水中悬浮物的值，使用本发明处理后的水PH、COD、SS与高锰酸盐指数的指标均能达到近水源（生态）保护区的排放标准。

进一步的是，本发明设置有在线监测系统，可在原水阶段检测且判断水质，方便操作人员清楚的了解分析原水的处理方向。

进一步的是，本发明在回用水池内设置了第二水样采集器，方便操作人员对处理后的水进行采样，配合机房内的COD分析仪、PH分析仪、SS分析仪、高锰酸盐分析仪对水样进行检测分析，可清楚的了解经本发明处理后的回用水的PH值、SS值、COD与高锰酸盐指数是否达到排放标准。

进一步的是，本发明在回用水池的后方设置排放池，回用水经检测合格后，操作人员控制回用水池与排放池之间的电磁阀开启，回用水即可流入排放池进行集中排放，若不合格也可在回用水池内对不合格的项目进行针对性处理，直至达到排放标准，提高了处理效率和处理精度，降低了设备的运行成本。

进一步的是，本发明中沉砂集水池、一体化污水处理装置均为一体化的结构，组合池也为集中组合式的结构，使得本发明结构设计紧凑，占地面积小，在工程中应用灵活，通用性强。

进一步的是，本发明中圆筒混合器，结合斜管沉淀池对原水内沉淀物和原水与药液反应后的凝絮进行双重沉淀，为处理后的清水达到国家排放标准提供保障，处理效率高。

进一步的是，使用管道混合器对药液与原水进行混合，利用水流的自旋流混合原理，无需加装污水搅拌器，设备使用能耗小,运行成本低。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明实施例中一体化污水处理装置的侧视图。

图3是本发明实施例中一体化污水处理装置的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参考图1、图2和图3，本发明所揭示的是一种近水源（生态）保护区隧道施工废水处理成套设备，包括用于处理施工废水的污水处理组合设备和可在施工废水处理过程中监测流量、PH值、COD（化学需氧量）、SS（水中的悬浮物）值与高猛酸盐指数的在线监测设备，所述污水处理组合设备依污水处理程序依次包括沉砂集水池1、原水池2、一体化污水处理装置3、清水池4、污泥池5、砂滤罐6、超滤设备7、回用水池8与排放池9；一体化污水处理装置3包括箱体10，所述箱体10为集装箱式箱体10，依污废水处理工序所述箱体10内设置有加药装置、混凝排放装置与供污废水进行固液分离的沉淀排放装置，所述混凝排放装置与加药装置通过输水管道（图中未示出）连通并为沉淀排放装置供水，所述箱体10上固定安装有进水管道11、排泥管道12与出水管道13，所述进水管道11位于所述箱体10的前侧，所述排泥管道12位于所述箱体10的中部，所述出水管道13位于所述箱体10的后侧，所述进水管道11与所述输水管道通过管道混合器14（本实施例中所使用的管道混合器14为公知产品，其内部结构与工作原理也为公知内容，具体可参考中国专利公开号为CN201801408U的文件中公开的一种给水处理的管式混合器，故不在此赘述）连通，所述管道混合器14上设置有进水端15、出水端16与三个进药端17，管道混合器14的进水端15与进水管道11连通、管道混合器14的出水端16与输水管道连通；所述加药装置包括三个用于储存不同药液的储药桶18，所述储药桶18设于所述箱体10内位于箱体10的最右端，所述三个储药桶18上端面各固定安装有一个计量泵19与一个电机20，所述计量泵19的输入端通过管道伸入储药桶18内，所述计量泵19的输出端通过管道连接管道混合器14的进药端17，所述电机20的转轴向下伸入储药桶18内且固定连接有一根搅拌轴21，搅拌轴21位于储药桶18内，电机20工作时可带动搅拌轴21转动搅拌储药桶18中的药液；所述混凝排放装置包括圆筒混合器22，所述圆筒混合器22上端部为圆筒型、下端部为倒圆锥型，圆筒混合器22的外壁与箱体10之间焊接有安装板，所述圆筒混合器22上开设有进水口、出水端和输泥口，所述圆筒混合器22的进水口位于圆筒混合器22的上端部侧壁与输水管道连通，所述圆筒混合器22的输泥口位于所述圆筒混合器22的下端部侧壁上与排泥管道12连通，所述圆筒混合器22的出水端位于所述圆筒混合器22上端面中部，圆筒混合器22上端面焊接有输水槽23，所述输水槽23底部开设有一个孔径可与圆筒混合器22出水端适配的开口，所述圆筒混合器22的出水端与所述输水槽23内的开口焊接，圆筒混合器22的出水端与所述输水槽23连通，圆筒混合器22中的水溢出通过出水端流进输水槽23内；所述沉淀排放装置包括斜管沉淀池24，所述斜管沉淀池24上设置有进水端、排水端、排泥端，所述斜管沉淀池24的进水端设于所述斜管沉淀池24的上端部，圆筒混合器22上方输水槽23的输出端设于斜管沉淀池24上端部与斜管沉淀池24的进水端连通，所述箱体10内位于所述斜管沉淀池24的后方即斜管沉淀池24的左侧设置有清水收集槽25，所述清水收集槽25的上端部右侧壁开设有输水口且通过输水口连通斜管沉淀池24的排水端，所述清水收集槽25的左侧壁上开设有排水口且排水口与箱体10上的出水管道13相连通，所述斜管沉淀池24的排泥端位于所述斜管沉淀池24的下端部侧壁上，斜管沉淀池24的排泥端通过管道连通排泥管道12，所述斜管沉淀池24内有两组倾斜设置的缓冲沉淀管，所述两组缓冲沉淀管以所述输水槽23为轴分设于输水槽23两侧，在圆筒混合器22内初次过滤后的原水，经过输水槽23从斜管沉淀池24的上方以向输水槽23两侧扩散的方式流进斜管沉淀池24内，并在位于输水槽23两侧的缓冲沉淀管上进行对原水中杂质的沉降，最终杂质落于下端从排泥端进入排泥管道12，清水从排水端流入清水收集槽25内，再通过出水管道13排出箱体10外；所述圆筒混合器22的上端部侧壁上固定连接有可收集圆筒混合器22中飘于原水液面上的浮渣的浮渣收集器26，所述浮渣收集器26的进料口开设于圆筒混合器22的侧壁上，连通圆筒混合器22内部，所述浮渣收集器26的出料端与所述排泥管道12连通，由于所述与圆筒混合器22的进水口开设于圆筒混合器22的侧壁，当液面的水流在圆筒混合器22内的运动方向呈切线，此时原水冲刷着浮渣沿侧壁流动，最后通过同样开于侧壁上的浮渣收集器26的进料口流进浮渣收集器26，又通过浮渣收集器26的出料端流至排泥管道12，最终排出箱体10；所述箱体10内位于所述储药桶18上方安装有可控制箱体10内所有电气元件工作的电气控制箱27；所述沉砂集水池1为一体化设置的五级沉砂集水池1，包括三格沉砂池与两格集水池，所述三格沉砂池设置于所述两格集水池的前方为所述两个集水池供水，施工废水流依次流过三格沉砂池与两格集水池，施工废水在流经三格沉砂池时，水中重、大的无机颗粒物由于受重力会下沉与水分离，水自流依次经过进后方的两个集水池，集水池可接收多处来水，也可多次收集储存施工废水，使不同水质的施工废水在此汇集，均衡废水水质，所述集水池与原水池2通过管道连通，原水池2为本设备在进行水中有机物处理前的最后一个工序，可使前方来水在此进行最后的融合，在此将经过前方过滤后汇集到原水池2的施工废水命名为原水，原水池2通过管道连接箱体10上的进水管道11，将待处理的原水输送到一体化污水处理装置3内进行处理，箱体10上的排泥管道12与污泥池5连通，将圆筒混合器22与斜管沉淀池24内的污泥输送至污泥池5，箱体10上的出水管道13连通清水池4连通，将经过化学药剂调节PH值、高锰酸盐指数与COD，且再次沉降过后的原水（在此命名为清水）输送到清水池4，此时的清水较之初处理时的施工废水已经经过了去除无机颗粒、调节PH值、去除水面浮渣与去除污泥等工序，清水池4通过管道连通砂滤罐6，清水在砂滤罐6中去除水中悬浮物、微生物与细微颗粒后，初步降低SS值，砂滤罐6通过管道连通超滤设备7，清水经过砂滤罐6对水中悬浮物、微生物与细微颗粒初步处理后，再经过超滤设备7进行过滤能最大程度的减少清水中的悬浮物、微生物等大分子物，降低SS值，使之达到排放标准，所述超滤设备7通过管道连通回用水池8，经过前方各个工序处理过后COD、高锰酸盐指数、PH值与SS值已达到排放标准的施工废水，在此命名为回用水，所述回用水池8上开设有排放口28，排放口28与设于回用水池8后方的排放池9通过管道连通，管道上设置有可通断回用水池8与排放池9之间管道的电磁阀（图中未示出）；

所述原水池2的上方设置有机房29，所述在线监测设备包括COD分析仪（本发明中提及的COD分析仪为公知技术，其结构与检测方式为公知内容故不在此赘述，图中未示出）、PH分析仪（本发明中提及的PH分析仪为公知技术，其结构与检测方式为公知内容故不在此赘述，图中未示出）、SS分析仪（本发明中提及的SS分析仪为公知技术，其结构与裁剪方式为公知内容故不在此赘述，图中未示出）、高锰酸盐分析仪（本发明中提及的高锰酸盐分析仪为公知技术，其结构与检测方式为公知内容故不在此赘述，图中未示出）、流量计（本发明中提及的流量计为公知技术，其结构与工作方式为公知内容故不在此赘述，图中未示出）、第一水样采集器（本发明中提及的水样采集器为公知技术，其结构与采集方式为公知内容故不在此赘述，图中未示出）、第二水样采集器（图中未示出）与可接收处理COD分析仪、PH分析仪、SS分析仪、流量计与高锰酸盐分析仪上传的信息的计算机，所述COD分析仪、PH分析仪、SS分析仪、高锰酸盐分析仪与计算机均设置于所述机房29内，所述第一水样采集器可拆装设置于所述原水池2上，所述第二水样采集器可拆装设置于回用水池8上，所述流量计设置于所述原水池2与进水管道11之间的连接管道上。

工作原理：

施工废水在五级沉砂集水池1内分离重、大的无机颗粒物，且融汇不同水质的施工废水使水质在此处均衡，而后流入原水池2进行储存与最终彻底的融合，操作人员取出原水池2内的第一水样采集器，将新的第一水样采集器放入原水池2，上到原水池2上方的机房29，将第一水样采集器中采集到的原水水样制成若干原水水样标本，使用机房29内的COD分析仪、PH分析仪、SS分析仪与高锰酸盐分析对原水水样标本进行分析，COD分析仪、PH分析仪、SS分析仪与高锰酸盐分析对水样进行分析检测后将数据上传到计算机，操作人员依据计算机上的数据进行水质的判断，原水从原水池2通过管道流入进水管道11，在此过程中会流经流量计，流量计将监测到的原水在管道中的水流量上传到计算机，操作人员依据水流量与之前对水质的判断，操控电气控制箱27，开启处理原水所需药液对应的储药桶18上的计量泵19，计量泵19抽出储药桶18中的药液通过输出至管道混合器14中，药液在管道混合器14中与原水相遇产生化学反应，进行初期的凝絮，混合了药液的原水通过输水管道以从上至下的方式流进圆筒混合器22中，在圆筒混合器22内进行混凝，圆筒混合器22中的原水越来越多液面上升，此时化学反应是同步进行的，圆筒混合器22内逐渐呈沉淀物沉积在下端，排放水在且越向上杂质越少的状态，圆筒混合器22中的原水最终会向上溢出，通过输水槽23流进斜管沉淀池24，虽然圆筒混合器22上端位于液面的杂质会被浮渣收集器26收集并排出，但溢出的原水任带有一定杂质，故此时的水只为初步过滤后的原水，初步过滤后的原水通过输水槽23流进斜管沉淀池24内，在斜管沉淀池24中做进一步的沉淀，最终斜管沉淀池24上方的水为经过药液处理且两次沉淀的清水，清水从排水端流入清水收集槽25内，再通过出水管道13输出至清水池4，清水池4内的清水经过砂滤罐6与超滤设备7的过滤后变为回用水进入回用水池8，操作人员可取出回用水池8内的第二水样采集器带回机房29，且将新的第二水样采集器放入回用水池8，将第二水样采集器中采集到的回用水水样制成若干回用水水样标本，使用机房29内的COD分析仪、PH分析仪、SS分析仪与高锰酸盐分析对回用水水样标本进行分析，COD分析仪、PH分析仪、SS分析仪与高锰酸盐分析对水样进行分析检测后将数据上传到计算机，操作人员依据计算机上的数据进行水质的判断，若达到排放标准，则操作计算机控制电磁阀开启，回用水从回用水池8上的排放口28流出，通过管道流进排放池9集中排放，若不合格也可在回用水池8内对不合格的项目进行针对性处理，处理后再以上述步骤对回用水的各项指数进行检测，直至达到排放标准，电磁阀开启，回用水从回用水池8上的排放口28流出，通过管道流进排放池9集中排放。提高了处理效率和处理精度，降低了设备的运行成本。

以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。

Claims (9)

1.一种近水源（生态）保护区隧道施工废水处理成套设备，包括用于处理施工废水的污水处理组合设备和可在施工废水处理过程中监测流量、PH值、COD、SS值与高猛酸盐指数的在线监测设备，所述污水处理组合设备包括沉砂集水池、组合池、砂滤罐、超滤设备，其特征在于: 污水处理组合设备还包括一体化污水处理装置，所述一体化污水处理装置包括箱体、加药装置、混凝排放装置、沉淀排放装置、清水收集槽与电气控制箱，所述加药装置、混凝排放装置、沉淀排放装置与电气控制箱均设置于所述箱体上，所述加药装置、混凝排放装置、沉淀排放装置与清水收集槽之间通过管道连接，所述组合池包括原水池、清水池、污泥池、回用水池，所述沉砂集水池通过管道与原水池连通、原水池通过管道连通混凝排放装置，所述加药装置设置于所述原水池与所述混凝排放装置之间，混凝排放装置与沉淀排放装置分别通过管道连通污泥池，所述清水收集槽通过管道与清水池连通，清水池通过管道连通砂滤罐，砂滤罐通过管道连通超滤设备，所述超滤设备通过管道连通回用水池，所述回用水池上开设有排放口。

2.根据权利要求1所述的一种近水源（生态）保护区隧道施工废水处理成套设备，其特征在于：所述原水池的上方设置有机房，所述在线监测设备包括COD分析仪、PH分析仪、SS分析仪、高锰酸盐分析仪、流量计、第一水样采集器与可接收处理COD分析仪、PH分析仪、SS分析仪、流量计与高锰酸盐分析仪上传的信息的计算机，所述COD分析仪、PH分析仪、SS分析仪、高锰酸盐分析仪与计算机均设置于所述机房内，所述第一水样采集器设置于所述原水池上，所述流量计设置于所述原水池与混凝排放装置之间的管道上。

3.根据权利要求2所述的一种近水源（生态）保护区隧道施工废水处理成套设备，其特征在于：所述回用水池上设置有第二水样采集器。

4.根据权利要求3所述的一种近水源（生态）保护去隧道施工废水处理成套设备，其特征在于：所述组合池还包括排放池，所述排放池设置于回用水池的后方通过管道与回用水池的排放口连通，所述排放池与所述回用水池之间设置有电磁阀，所述计算机可控制所述电磁阀启闭。

5.根据权利要求2所述的一种近水源（生态）保护去隧道施工废水处理成套设备，其特征在于：所述混凝排放装置包括圆筒混合器，所述圆筒混合器上设置有进水端、出水端和排泥端，所述圆筒混合器的进水端与原水池的出水端通过输水管道连通、所述圆筒混合器的排泥端通过管道连通污泥池，所述圆筒混合器的出水端为所述沉淀排放装置的进水端输水。

6.根据权利要求5所述的一种近水源（生态）保护去隧道施工废水处理成套设备，其特征在于：所述加药装置包括若干用于储存相同或不同药液的储药桶、匹配储药桶数量设置的若干用于控制储药桶中药液输出量的计量泵，所述输水管道上设置有管道混合器，所述管道混合器上设置有进水端、出水端与匹配计量泵个数设置的若干进药端，管道混合器的进水端与原水池通过管道连通、出水端与输水管道连通，进药端连通计量泵的输出端，所述储药桶设于箱体内，所述计量泵的输入端连接于储药桶的输出端，所述电气控制箱可控制计量泵的启闭，所述流量计设置于所述管道混合器的前方。

7.根据权利要求6所述的一种近水源（生态）保护去隧道施工废水处理成套设备，其特征在于：所述沉淀排放装置包括斜管沉淀池，所述斜管沉淀池上设置有进水端，排水端，排泥端，所述斜管沉淀池的进水端设于所述斜管沉淀池的上端部，所述斜管沉淀池的排水端设于斜管沉淀池的侧壁上位于出水管道的前方，所述排泥端设于斜管沉淀池的下端部并可与排泥管道连通，所述斜管沉淀池内有一组以上倾斜设置的缓冲沉淀管，所述斜管沉淀池的进水端与所述圆筒混合器的出水端之间设置有输水槽。

8.根据权利要求6所述的一种近水源（生态）保护去隧道施工废水处理成套设备，其特征在于：所述箱体内位于圆筒混合器上端部设置有浮渣收集器，所述浮渣收集器的进料口连通所述圆通混合器内部，所述浮渣收集器的出料端通过管道与污泥池连通。

9.根据权利要求1所述的一种近水源（生态）保护区隧道施工废水处理成套设备，其特征在于：所述沉砂集水池为一体化设置的五级沉砂集水池，包括三格沉砂池与两格集水池，所述三格沉砂池设置于所述两格集水池的前方为所述两个集水池供水。

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