CN111825158B - 一种浆水处理零排放系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种浆水处理零排放系统，至少包括搅拌单元、浆水分离单元、储存池和离心澄清单元。搅拌单元通过供水管道(8)与浆水分离单元连接；浆水分离单元通过出水管道(5)与离心澄清单元连接；离心澄清单元通过管道分别与储存池(12)和搅拌单元连接。本发明通过离心分离机对浆水的分离得到浓度均匀的泥浆，直接计量参与混凝土生产，浆水处理效率大大提高。

Description

一种浆水处理零排放系统

技术领域

本发明混凝土加工技术领域，具体涉及一种浆水处理零排放系统。

背景技术

混凝土搅拌站生产过程中会产生一部分浆水，这部分浆水也包括砂石分离系统产生的。通常浆水的处理方法有几种，一种是直接泵送到混凝土搅拌站上参与生产；一种是用压滤机压滤；还有传统的多级沉淀池的处理方法。但无论哪种方法都在使用中存在一定的问题，例如管路堵塞，浆水浓度变化较大，滤饼不好处理，沉淀池难以清理等问题。

中国专利CN108815916A公开了一种可以有分离和去除锯石台流出的石浆水中的石粉以及重金属离子的石浆水处理技术。该石浆水处理技术特点在于石浆水澄清分成两次，首次澄清是初步澄清，澄清液排出到第二沉沙池中作第二次澄清，初步澄清的澄清物为含有大量粗沙的石粉浆，该澄清物可以用作制砖原料复用，可以避免澄清出的石粉浆作为建筑垃圾直接丢弃，进一步减少对环境的污染，变废为宝；第二次澄清时，加入石灰水，使澄清液中生成碱性的氢氧化钙液体，可以去除初步澄清液中的重金属离子，使这些重金属离子反应生成难溶性的氢氧化物，再通过絮凝沉淀将重金属离子分离，更进一步的减少对环境的污染；二次澄清物通过压滤机压榨，所得滤渣同样作为制砖材原料复用。该专利忽略了浆水在管道中的堵塞问题，仅通过澄清无法很好地进行浆水的过滤，容易使得第二沉淀池中的入口管道堵塞。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供一种浆水处理零排放系统，其特征在于，至少包括搅拌单元、浆水分离单元、储存池和离心澄清单元。搅拌单元通过供水管道与浆水分离单元连接；浆水分离单元通过出水管道与离心澄清单元连接；离心澄清单元通过管道分别与储存池和搅拌单元连接。通过离心分离机对浆水的分离得到浓度均匀的泥浆，直接计量参与混凝土生产，浆水处理效率大大提高。

优选的，搅拌单元至少包括搅拌池、渣浆泵和第三搅拌器；渣浆泵和第三搅拌器设置于搅拌池内；搅拌池与储存池的水平高度相同；在搅拌单元中，由第三搅拌器将排入搅拌池的浆水搅拌均匀并由渣浆泵抽送至浆水分离单元。

优选的，浆水分离单元至少包括第三分离装置；第三分离装置包括离心分离机、泥浆排放管和泥浆仓；离心分离机通过泥浆排放管和泥浆仓连接；供水管道设置在渣浆泵和离心分离机之间，从而将搅拌均匀的浆水在渣浆泵的压力下输送至离心分离机；其中，浆水分离单元的低端高度高于搅拌池的顶端高度。

优选的，离心澄清单元包括第一离心澄清装置和第二离心澄清装置；第一离心澄清装置包括搅拌罐和第一搅拌器；第二离心澄清装置包括搅拌罐和第二搅拌器；第一搅拌器包括搅拌叶片和搅拌轴；第二搅拌器和第一搅拌器的结构相同；出水管道设置在离心分离机和搅拌罐的入口之间，用于将分离出的第一次分离水排放至搅拌罐中。本发明通过采用多个搅拌器对浆水进行均匀搅拌，便于浆水在管道内运输，减少管路堵塞，通过搅拌器的搅拌作用，减少沉淀，减少搅拌池清理频率。

优选的，出水管道通过至少一个电动阀与至少两个搅拌罐连接。

优选的，所述系统包括控制单元，所述控制单元基于预设的产品参数调节渣浆泵的流量参数和离心分离机的转速参数，从而获得含水量为预设值的泥砂。储存池中的澄清水参与混凝土生产，充分利用水资源的同时对浆水进行循环离心提取。

优选的，所述搅拌罐底部为倒T台结构，第一排放阀安装在倒T台结构顶端，第二排放阀安装在倒T台结构底部。

优选的，所述搅拌罐内设置有至少一个水位传感器，控制单元在水位达到预设水位的情况下启动电动阀以更换搅拌罐。

优选的，所述搅拌罐内设置有至少一个能够调节入水水深的水质传感器，控制单元基于水质传感器在同一入水深度的至少两个水质参数的平均值来作为所述入水深度的水质参数。

优选的，所述水质传感器设置有与搅拌棒的顶端连接的高度调节装置，

在在启动搅拌棒之前，控制单元通过调节高度调节装置来提高水质传感器的高度，使得水质传感器的高度高于澄清后的水面，从而在搅拌棒启动过程中水质传感器的位置高于二次浆水的水位。

附图说明

图1是本发明的浆水处理零排放系统结构示意图。

附图标记列表

1：第一离心分离装置；2：第二离心分离装置；3：第一搅拌器；4、电动阀；5：出水管路；6：离心分离机；7：第三离心分离装置；8：供水管路；9：第一渣浆泵；10：泥浆仓；11：搅拌池；12：储存池；13：第一排放阀；14：第二排放阀；15：搅拌罐；16：搅拌叶片；17：搅拌轴；18：第二搅拌器；19：第二渣浆泵；20：泥浆排放管。

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

现有技术的一种浆水处理零排放系统，无法一次性解决例如管路堵塞，浆水浓度变化较大，滤饼不好处理，沉淀池难以清理等全部问题。

本发明提种一种浆水处理零排放系统，也称为一种浆水处理方法，用以解决现有技术中的问题。

一种浆水处理零排放系统，至少包括搅拌单元、浆水分离单元、储存池和离心澄清单元。搅拌单元通过供水管道8与浆水分离单元连接。浆水分离单元通过出水管道5与离心澄清单元连接。离心澄清单元通过管道分别与储存池12和搅拌单元连接。

储存池12设置于离心澄清单元的下方，有利于离心澄清单元的澄清水的排放。搅拌单元与储存池12的设置高度相同，有利于离心澄清单元分离的二次浆水排放至搅拌单元进行循环处理。

本发明中，搅拌单元至少包括搅拌池11、渣浆泵9和第三搅拌器19。渣浆泵9和第三搅拌器19设置于搅拌池11内。优选的。搅拌池11与储存池12的水平高度相同。搅拌单元中，由第三搅拌器19将排入搅拌池的浆水搅拌均匀并由渣浆泵9抽送至浆水分离单元。优选的，第三搅拌器19包括转速为30-90rpm的可调电机、搅拌轴和搅拌叶片。搅拌叶片设置于搅拌轴的高度较低的底部，有利于将搅拌池底部的淤泥搅动，实现浆水均匀混合。

浆水分离单元的低端高度高于搅拌池的顶端高度。浆水分离单元至少包括第三分离装置7。第三分离装置7可以为离心分离机6、泥浆排放管20和泥浆仓10。离心分离机6通过泥浆排放管20和泥浆仓10连接。供水管道8设置在渣浆泵9和离心分离机6之间，从而将搅拌均匀的浆水在渣浆泵9的压力下输送至离心分离机6。

离心澄清单元包括至少一个离心澄清装置。优选的，入图1所示，离心澄清单元包括第一离心澄清装置1和第二离心澄清装置2。第一离心澄清装置包括搅拌罐15和第一搅拌器3。第二离心澄清装置包括搅拌罐15和第二搅拌器18。第一搅拌器3包括搅拌叶片16和搅拌轴17。第二搅拌器18和第一搅拌器3的结构相同。出水管道5设置在离心分离机6和搅拌罐15的入口之间，用于将分离出的第一次分离水排放至搅拌罐15中。其中，离心分离机6的水平高度高于搅拌罐15的入口高度，有利于第一次分离水基于重力作用进行输送，减少了泵的设置和使用。搅拌罐15的底部为倒T台结构。第一排放阀13设置在倒T台结构的顶端便于澄清水排出。第二排放阀14安装在倒T台结构底部便于沉淀物排出。澄清水通过管道排放至朔评高度更低的储存池12内。沉淀物通过管道排放至搅拌池11。

出水管路5在与所述第一离心澄清装置1和第二离心澄清装置2的通路上分别设置电动阀4，有利于控制第一次分离水的排放路径，进入第一离心澄清装置1或第二离心澄清装置2。

本发明浆水处理零排放系统的上游为混凝土搅拌站。混凝土搅拌站生产过程中会产生浆水。浆水通过管道输送至搅拌池11内。第三搅拌器19将浆水搅拌均匀后，渣浆泵9将搅拌均匀的浆水泵至浆水离心分离装置7中。搅拌均匀的浆水经过第三离心分离装置7后，浆水内的水分和泥浆分离，分离出来的第一分离水进入出水管路5。泥浆进入泥浆排放管20。泥浆排放管20内的泥浆排放至泥浆仓10。所述泥浆仓10内部设置至少一个渣浆泵9，用于将泥浆排出泥浆仓10来直接计量参与混凝土生产。出水管路5设置至少一条分管。离心分离机6产生的第一分离水通过机出水管路5进入离心澄清装置。当第一离心澄清装置1的搅拌罐装满后，开始切换到第二离心澄清装置2。离心澄清装置内的水在重力作用下开始澄清分离。在搅拌罐的水澄清后，打开第一排放阀13，澄清水排放到储存池12。当澄清水排放完毕后，第一搅拌器3启动，将剩余的泥浆搅拌均匀形成二次浆水。打开第二排放阀14，二次浆水通过管道排放到搅拌池11。储存池中的澄清水参与混凝土生产。本发明充分利用水资源的同时对浆水进行循环离心提取，实现了浆水处理的零排放。

本发明包括控制单元，控制单元与本发明中的渣浆泵、搅拌器和离心分离机分别电连接，分别接收和控制渣浆泵的流量参数、搅拌器的转动参数。离心分离机的转动参数。控制单元基于产品参数来调节渣浆泵的流量参数和离心分离新的转动参数，从而获得预设的泥砂产品。控制单元分别与出水管路上的电动阀、第一排放阀和第二排放阀分别连接，以控制阀门的启动和关闭。控制单元可以是单片机，逻辑处理器，计算机、移动终端、云服务器中的一种或几种。

实施例1

结合图1，本发明的浆水处理零排放系统为了得到不同含水量的泥浆，因此需要通过对进入搅拌池的废水流量、渣浆泵9的流量和离心分离机6转速进行实时调节进而生产出不同含水量的泥浆供混凝土搅拌楼使用。进入搅拌池的废水流量为25m³/h。当搅拌池11储存至一定量均匀搅拌过的砂浆后，启动渣浆泵9。渣浆泵9流量为100m³/h，离心分离机6转速为2900rpm，得到含水量为7％的泥砂用于搅拌楼混凝土制备。

现有技术中的浆水处理效率低的原因之一在于，需要大量的时间进行浆水的澄清，并且在浆水澄清后无法进行及时的会和二次浆水的排放，降低了浆水处理效率。不仅如此，在水和泥砂的澄清是否达到预设的标准，现有技术人员没有数据参考，仅仅依据工作经验来判断。在水和泥砂的澄清没有达到要求的情况下就进行澄清水的排放和泥砂的排放，使得过多的泥砂随澄清水进入储存池中，进入搅拌池11中的泥砂就会减少。这无疑会使得储存池中的澄清水在后续使用中需要进一步过滤。

为解决这一问题，使得离心澄清装置中的澄清水和二次浆水能够自动进行澄清控制且保证澄清质量，不影响搅拌池以及后续的产品质量的控制。本发明的搅拌罐15内设置有至少一个水位传感器和水质传感器。水位传感器和水质传感器分别与控制单元连接，进行电连接和数据传输。水位传感器用于监测搅拌罐内的水位，控制单元在水位达到预设水位的情况下启动电动阀以更换搅拌罐。

水质传感器为入水深度能够调节的水质传感器。电机与水质采集控制箱相连，转轴与电机相连。水质传感器与采集控制箱通过导线相连。采集控制箱用于所述电机转动，并对水质传感器的数据采集进行控制，并接收水质传感器采集到的水质参数。导线绕设于转轴上。电机用于带动转轴旋转，以调节所述水质传感器在水中的深度。采集控制箱包括控制模块、参数无线收发模块。控制模块用于对水质传感器采集的水质参数传输给所参数无线收发模块；参数无线收发模块用于将水质参数发送至控制单元并接收来自控制单元的数据命令。

本发明中，搅拌罐的内部设置有至少两个水平高度不同的第一排放阀13。控制单元基于至少一个水质传感器在至少两个预设水深位置采集的水质参数和水质参数阈值范围来确定搅拌罐内的澄清程度是否达到标准。并且，所述控制单元基于水质传感器在澄清预设时间内采集的最低水位的水质参数来评估泥砂的深度参数。

优选的，控制单元基于水质传感器在同一入水深度的至少两个水质参数的平均值来作为该入水深度的水质参数。优选的，控制单元基于水质传感器在同一入水深度的三个水质参数的平均值来作为该入水深度的水质参数。如此设置有利于降低误差，从而获得更准确的水质参数。

在最低水位的水质参数达到水质参数阈值范围的情况下，控制单元基于泥砂的深度参数来选择深度位置高于泥砂深度参数的第一排放阀进行启动，从而排放达标的澄清水。在排放澄清水的过程中，控制单元调节水质传感器的位置与开启的第一排放阀的水平高度相同，并且水质传感器设置在不遮挡第一排放阀的位置，从而监测澄清水的水质变化。

在水质传感器监测的澄清水的水质参数浑浊至预设的关闭阈值的情况下，控制单元关闭第一排放阀。如此设置，有利于避免过多的泥砂进入澄清池，减少澄清池中的泥砂累积速度，减少澄清池的清洁次数。

优选的，水质传感器以高度可调节的方式设置在搅拌轴17的周边。从而，水质传感器能够监测搅拌罐内中央区域的水质。例如，水质传感器通过至少一个转动装置和连接绳设置在搅拌棒上或者搅拌棒下方，使得水质传感器的高度能够调节。转动装置可以是电动转轴。电动转轴通过搅拌棒的线路与控制单元连接，从而控制单元能够控制电动转轴的转动。

在水较少的情况下，水质传感器容易被泥砂碰撞而损坏。因此，水质传感器需要在搅拌时升高高度。在启动搅拌棒之前，控制单元通过调节电动转轴来提高水质传感器的高度，使得水质传感器的高度高于水面，有利于避免水质传感器被泥砂搅拌而损坏，有利于延长水质传感器的使用寿命。

实施例2

结合图1与实施例1，所述浆水处理零排放系统为了得到不同含水量的泥浆，因此需要通过对进入搅拌池的废水流量、渣浆泵9的流量和离心分离机6转速进行实时调节进而生产出不同含水量的泥浆供混凝土搅拌楼使用。进入搅拌池的废水流量为25m³/h。当搅拌池11储存至一定量均匀搅拌过的砂浆后，启动渣浆泵9。渣浆泵9流量为100m³/h，离心分离机6转速为3200rpm，得到含水量为6％的泥砂用于搅拌楼混凝土制备。

实施例3

结合图1与实施例1，所述浆水处理零排放系统为了得到不同含水量的泥浆，因此需要通过对进入搅拌池的废水流量、渣浆泵9的流量和离心分离机6转速进行实时调节进而生产出不同含水量的泥浆供混凝土搅拌楼使用。进入搅拌池的废水流量为25m³/h。当搅拌池11储存至一定量均匀搅拌过的砂浆后，启动渣浆泵9。渣浆泵9流量为100m³/h，离心分离机6转速为3500rpm，得到含水量为5％的泥砂用于搅拌楼混凝土制备。

本发明还涉及一种提高浆水处理零排放系统泥沙含水量稳定性的方法，包括通过确定本申请处理系统中的合适的分离机转速，确定合适和稳定的泥沙含水量从而保证返回搅拌楼参与计量的准确性。

实施例4-7

结合图1与实施例1，所述浆水处理零排放系统为了得到不同含水量的泥浆，因此需要通过对进入搅拌池的废水流量、渣浆泵9的流量和离心分离机6转速进行实时调节进而生产出不同含水量的泥浆供混凝土搅拌楼使用。其中具体的工艺参数参见表1。

表1

通过实施例1-4可知，当离心分离机的转速逐渐增加，泥沙含水量逐渐下降，根据离心机的离心分离原理，当转速增加，固液分离效果越好，但是在实际工程中发现如实施例4-7，当增加转速大于3800时，泥沙水含量并没有较为明显的变化，这一点对于实际的工程十分有益，一方面，确定实际工程中合理的转速范围可以在保证分离效果的情况下节约能源，另一方面，确定了合适的稳定的水含量有助于返回搅拌楼计量的准确性。

本申请还包括提高浆水处理零排放系统泥沙含水量稳定性的方法，通过确定本申请处理系统中的合适的分离机转速，确定合适和稳定的泥沙含水量从而保证返回搅拌楼参与计量的准确性，具体例如进入搅拌池的废水流量为25m³/h。当搅拌池11储存至一定量均匀搅拌过的砂浆后，启动渣浆泵9。渣浆泵9流量为100m³/h，离心分离机6转速为大于3800时，得到含水量稳定的泥砂用于搅拌楼混凝土制备。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种浆水处理零排放系统，其特征在于，至少包括搅拌单元、浆水分离单元、储存池和离心澄清单元；搅拌单元通过供水管路(8)与浆水分离单元连接；浆水分离单元通过出水管路(5)与离心澄清单元连接；离心澄清单元通过管道分别与储存池(12)和搅拌单元连接；

搅拌单元至少包括搅拌池(11)、第一渣浆泵(9)和第三搅拌器(19)；

第一渣浆泵(9)和第三搅拌器(19)设置于搅拌池(11)内；搅拌池(11)与储存池(12)的水平高度相同；

在搅拌单元中，由第三搅拌器(19)将排入搅拌池（11）的浆水搅拌均匀并由渣浆泵(9)抽送至浆水分离单元；

浆水分离单元至少包括第三分离装置(7)，第三分离装置(7)包括离心分离机(6)、泥浆排放管（20）和泥浆仓（10）；离心分离机(6)通过泥浆排放管(20)和泥浆仓(10)连接；

供水管路(8)设置在第一渣浆泵(9)和离心分离机(6)之间，从而将搅拌均匀的浆水在第一渣浆泵(9)的压力下输送至离心分离机(6)；其中，

浆水分离单元的底端高度高于搅拌池(11)的顶端高度；

离心澄清单元包括第一离心澄清装置(1)和第二离心澄清装置(2)；

第一离心澄清装置包括搅拌罐(15)和第一搅拌器(3)；

第二离心澄清装置包括搅拌罐(15)和第二搅拌器(18)；

第一搅拌器(3)包括搅拌叶片(16)和搅拌轴(17)；

第二搅拌器(18)和第一搅拌器(3)的结构相同；出水管路(5)设置在离心分离机(6)和搅拌罐(15)的入口之间，用于将分离出的第一次分离水排放至搅拌罐(15)中；

搅拌罐（15）内设置有至少一个水位传感器和水质传感器，水位传感器和水质传感器分别与控制单元连接，进行电连接和数据传输；搅拌罐（15）的内部设置有至少两个水平高度不同的第一排放阀（13）；

所述系统包括控制单元，所述控制单元基于预设的产品参数调节渣浆泵的流量参数和离心分离机（6）的转动参数，从而获得含水量为预设值的泥砂；

在最低水位的水质参数达到水质参数阈值范围的情况下，控制单元基于泥砂的深度参数来选择深度位置高于泥砂深度参数的第一排放阀（13）进行启动，从而排放达标的澄清水，在排放澄清水的过程中，控制单元调节水质传感器的位置与开启的第一排放阀（13）的水平高度相同，并且水质传感器设置在不遮挡第一排放阀（13）的位置，从而监测澄清水的水质变化。

2.根据权利要求1所述的浆水处理零排放系统，其特征在于，出水管路(5)通过至少一个电动阀(4)与至少两个搅拌罐(15)连接。

3.根据权利要求1所述的浆水处理零排放系统，其特征在于，所述搅拌罐底部为倒T台结构，第一排放阀安装在倒T台结构顶端，第二排放阀安装在倒T台结构底部。

4.根据权利要求1所述的浆水处理零排放系统，其特征在于，所述搅拌罐（15）内设置有至少一个水位传感器，控制单元在水位达到预设水位的情况下启动电动阀（4）以更换搅拌罐（15）。

5.根据权利要求1所述的浆水处理零排放系统，其特征在于，所述搅拌罐（15）内设置有至少一个能够调节入水水深的水质传感器，控制单元基于水质传感器在同一入水深度的至少两个水质参数的平均值来作为所述入水深度的水质参数。

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