CN112194316A - 用于含油隧道废水的一体化处理系统及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于含油隧道废水的一体化处理系统，混凝反应池中设置有多桨搅拌机，混凝反应池的顶部靠进水口一侧设置有堰式配水槽，混凝反应池与沉淀池之间由穿孔花墙分隔，沉淀池与气浮‑膜生物反应池之间由过水堰板分隔，气浮‑膜生物反应池内设置有膜生物反应器和盘式曝气管，盘式曝气管与溶气泵相连，溶气泵的另一端与出水箱相连，膜生物反应器通过抽吸泵、出水管与出水箱相连，气浮‑膜生物反应池的顶部外周设置有浮渣槽。同时，本发明还公开了一种用于含油隧道废水的一体化处理方法，集混凝、气浮和膜生物反应器于一体，以解决现有隧道废水处理中设备占地面积大，运行管理困难，出水水质不稳定，无法保证达标排放等问题。

Description

用于含油隧道废水的一体化处理系统及处理方法

技术领域

本发明属于隧道施工废水处理技术领域，具体涉及一种用于含油隧道废水的混凝、气浮和膜生物反应器的一体化处理系统，以及隧道废水的处理方法。

背景技术

隧道工程是山区高等级公路建设中常见的大型控制性工程,施工期间对原有的环境状态会造成不可避免的影响,并可能使环境向不利于人类的方向发展,其中施工期废水是主要的污染源。公路隧道施工期生产废水主要来自：1.隧道穿越不良地质单元时,产生的涌水；2.施工设备,如钻机等产生的废水；3.隧道爆破后用于降尘的水；4.喷射混凝土和注浆产生的废水以及基岩裂隙水等。施工废水的主要成分有泥浆、岩石、无机盐、有机处理剂等。由于公路隧道施工期生产废水的水质特征和产生量不固定,并且影响因素众多,大多数未经处理就直接排放,从而对周围环境造成一定的影响。

研究人员通过对隧道施工期废水来源和取样分析其中主要污染物的特性,指出施工废水的主要污染问题是悬浮物浓度高、pH值较高以及含有一定的油性物质,其中重点处理因子是悬浮物浓度。由于隧道施工场地有限,修筑大型的沉淀池难度较大,因此废水沉淀的时间较短导致废水中的SS不能全部去除。

目前我国隧道施工中常用的废水处理方法是将废水引到沉淀池，让其停留一定的时间，以待悬浮物沉淀后排放。另外由于隧道开挖地区腹地通常不大，利用面积相当有限，设置大型沉淀池非常困难，致使废水沉降时间不足，只能去除废水中部分SS。目前多是不加任何措施就直接排入自然渠道，因而隧道废水通常是超标排放。随着污水排放提标政策的出台，现有技术不能满足提标后的排放要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于集混凝、气浮和膜生物反应器于一体的含油隧道废水的处理系统，以解决现有隧道废水处理中设备占地面积大，运行管理困难，出水水质不稳定，无法保证达标排放等问题。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种用于含油隧道废水的一体化处理系统，包括混凝剂投加装置、混凝反应池、气浮-膜生物反应池和出水箱；所述混凝剂投加装置包括混凝剂投加箱、加药泵、管道混合器，用于向混凝反应池投加混凝剂；所述混凝反应池中设置有多桨搅拌机进行机械搅拌，混凝反应池的顶部靠进水口一侧设置有堰式配水槽，混凝反应池与气浮-膜生物反应池之间设有沉淀池，混凝反应池与沉淀池之间由穿孔花墙分隔，沉淀池的底部设置有排泥管和排泥阀门，沉淀池与气浮-膜生物反应池之间由过水堰板分隔，气浮-膜生物反应池内设置有膜生物反应器和盘式曝气管，所述盘式曝气管与溶气泵相连用于实现反应池底部曝气，溶气泵的另一端与出水箱相连，膜生物反应器通过抽吸泵、出水管与出水箱相连，所述气浮-膜生物反应池的顶部外周设置有浮渣槽；所述混凝反应池、沉淀池、气浮-膜生物反应池一体设置；

所述堰式配水槽设有高侧堰壁和低侧堰壁；所述堰式配水槽的高侧堰壁与进水管连通，堰式配水槽的低侧堰壁通向混凝反应池；

所述膜生物反应器选用浸没式MBR膜，膜生物反应器至少为两个，并联设置在盘式曝气管的正上方。

进一步优选为，所述盘式曝气管由从外到内依次同轴设置的第一、二、三、四环组成，位于第一环的曝气口朝向内侧倾斜，位于第二环的曝气口竖直向上，位于第三环的曝气口朝向外侧倾斜，位于第四环的曝气口朝向内侧。

同时，本发明还公开了一种间歇式隧道废水处理工艺，包括上述的用于含油隧道废水的一体化处理系统，步骤为：

S1、先通过加药泵将混凝剂投加箱中的混凝剂送入管道混合器中与进水进行充分混合，再通过混凝反应池一侧的堰式配水槽均匀配水后进入混凝反应池中；

S2、通过多桨搅拌机进行机械搅拌后，处理水经穿孔花墙进入沉淀池，大粒径的絮体在重力作用下静沉到沉淀池底部，经过重力沉降后的处理水经过水堰板进入到气浮-膜生物反应池中；

S3、通过溶气泵和盘式曝气管向气浮-膜生物反应池中鼓入高度分散的微小气泡，并形成水力扰动，使得水中的石油类有机物和微小的悬浮固体通过气浮作用去除，同时膜生物反应器上的微生物去除水中的溶解性有机物，并进一步过滤水中的有机物杂质。

本发明的有益效果：

(1)、在传统的隧道废水仅有沉淀处理的基础上，增加了混凝、气浮、膜生物反应，并在每个处理环节就行精细化设计，确保出水水质好，悬浮物含量几乎为零，确保系统出水符合国家排放标准；

(2)、混凝反应池、沉淀池及气浮-膜生物反应池采用一体化设计，系统占用面积下，维护管理方便简单，特别适合场地受限的隧道废水处理；

(3)、堰式配水槽、穿孔花墙、过水堰板的使用，能实现均匀配水，避免絮凝体破坏，上清水自动溢流，并使混凝剂能长时间停留在气浮-膜生物反应池中，结合充分曝气实现气浮，有效地提高了药剂的利用效率，降低运行成本；

(4)采用的气浮工艺中的曝气装置能有效减缓膜生物反应器中膜的堵塞和污染，延长膜更换周期，降低运行成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步说明：

如图1所示，一种用于含油隧道废水的一体化处理系统，主要由进水管1、混凝剂投加箱2、管道混合器3、加药泵4、堰式配水槽5、混凝反应池6、多桨搅拌机7、排泥管8、排泥阀门9、穿孔花墙10、过水堰板11、膜生物反应器12、盘式曝气管13、浮渣槽14、抽吸泵15、出水箱16、溶气泵17、沉淀池18、气浮-膜生物反应池19、出水管20组成。其中，混凝反应池6、沉淀池18、气浮-膜生物反应池19一体设置。

混凝剂投加装置由混凝剂投加箱2、加药泵4、管道混合器3和管道组成，用于向混凝反应池6投加混凝剂。管道混合器3用于将混凝剂与进水管1进入的原水混合。混凝剂投加箱2内设置有搅拌桨。

混凝反应池6中设置有多桨搅拌机7进行机械搅拌，使得处理水与混凝剂充分混合。混凝反应池6的顶部靠进水口一侧设置有堰式配水槽5，堰式配水槽5用于均匀配水。混凝剂优选为聚合氯化铝，聚合氯化铝的投加量为35～45mg/L,水力停留时间是25～30min。

最好是，堰式配水槽5设有高侧堰壁和低侧堰壁；堰式配水槽的高侧堰壁与进水管1连通，堰式配水槽的低侧堰壁通向混凝反应池，实现均匀配水。

混凝反应池6与气浮-膜生物反应池19之间设有沉淀池18。混凝反应池6与沉淀池18之间由穿孔花墙10分隔，设置穿孔花墙10。延长混凝时间，并减少水流扰动，避免破坏混凝处理后的水中的絮凝体，以更好地进行下一步的沉淀，提高处理质量。

沉淀池18的底部设置有排泥管8和排泥阀门9，沉淀池18的底部为锥形的排泥斗，便于沉淀排泥。沉淀池18与气浮-膜生物反应池19之间由过水堰板11分隔，使得沉淀后的上清水自动溢流到气浮-膜生物反应池19中，同样是为了避免水流扰动破坏沉淀池18中的絮凝体。

气浮-膜生物反应池19内设置有膜生物反应器12和盘式曝气管13。盘式曝气管12与溶气泵17相连用于实现反应池底部曝气，溶气泵17的另一端与出水箱16相连，储水箱16为溶气泵17供水，实现废水处理后的回收再利用。选用溶气泵进行供气，一方面产生的微气泡可以进一步去除水中的悬浮固体，另一方面可以为膜上的微生物提供氧气。膜生物反应器12通过抽吸泵15、出水管20与出水箱16相连，气浮-膜生物反应池19的顶部外周设置有浮渣槽14，用于排出浮渣。

膜生物反应器12最好选用浸没式MBR膜，膜生物反应器12至少为两个，并联设置在盘式曝气管12的正上方。

另外，盘式曝气管13由从外到内依次同轴设置的第一、二、三、四环组成，位于第一环的曝气口朝向内侧倾斜，位于第二环的曝气口竖直向上，位于第三环的曝气口朝向外侧倾斜，位于第四环的曝气口朝向内侧。通过多环曝气管协同作用看，形成更大范围的旋流和扰动，避免局部形成曝气死角，增加曝气效果。经试验验证，多环设置的盘式曝气管13相比传统的单个曝气管，能最大程度的降低成本，提高曝气效果，产生气浮。

一种含有隧道废水的一体化处理方法，包括上述的用于含油隧道废水的一体化处理系统，步骤为：

S1、先通过加药泵4将混凝剂投加箱2中的混凝剂送入管道混合器3中，与进水进行充分混合，再通过混凝反应池6一侧的堰式配水槽5均匀配水后进入混凝反应池6中。

S2、通过多桨搅拌机7进行机械搅拌后，处理水经穿孔花墙10进入沉淀池18，大粒径的絮体在重力作用下静沉到沉淀池18底部，经过重力沉降后的处理水经过水堰板11进入到气浮-膜生物反应池19中。

S3、通过溶气泵17和盘式曝气管13向气浮-膜生物反应池19中鼓入高度分散的微小气泡，并形成水力扰动，使得水中的石油类有机物和微小的悬浮固体通过气浮作用去除，同时膜生物反应器12上的微生物去除水中的溶解性有机物，并进一步过滤水中的有机物杂质。

Claims (3)

1.一种用于含油隧道废水的一体化处理系统，其特征在于：包括混凝剂投加装置、混凝反应池(6)、气浮-膜生物反应池(19)和出水箱(16)；所述混凝剂投加装置包括混凝剂投加箱(2)、加药泵(4)、管道混合器(3)，用于向混凝反应池(6)投加混凝剂；所述混凝反应池(6)中设置有多桨搅拌机(7)进行机械搅拌，混凝反应池(6)的顶部靠进水口一侧设置有堰式配水槽(5)，混凝反应池(6)与气浮-膜生物反应池(19)之间设有沉淀池(18)，混凝反应池(6)与沉淀池(18)之间由穿孔花墙(10)分隔，沉淀池(18)的底部设置有排泥管(8)和排泥阀门(9)，沉淀池(18)与气浮-膜生物反应池(19)之间由过水堰板(11)分隔，气浮-膜生物反应池(19)内设置有膜生物反应器(12)和盘式曝气管(13)，所述盘式曝气管(12)与溶气泵(17)相连用于实现反应池底部曝气，溶气泵(17)的另一端与出水箱(16)相连，膜生物反应器(12)通过抽吸泵(15)、出水管(20)与出水箱(16)相连，所述气浮-膜生物反应池(19)的顶部外周设置有浮渣槽(14)；所述混凝反应池(6)、沉淀池(18)、气浮-膜生物反应池(19)一体设置；

所述堰式配水槽(5)设有高侧堰壁和低侧堰壁；所述堰式配水槽的高侧堰壁与进水管(1)连通，堰式配水槽的低侧堰壁通向混凝反应池；

所述膜生物反应器(12)选用浸没式MBR膜，膜生物反应器(12)至少为两个，并联设置在盘式曝气管(12)的正上方。

2.按照权利要求1所述的用于含油隧道废水的一体化处理系统，其特征在于：所述盘式曝气管(13)由从外到内依次同轴设置的第一、二、三、四环组成，位于第一环的曝气口朝向内侧倾斜，位于第二环的曝气口竖直向上，位于第三环的曝气口朝向外侧倾斜，位于第四环的曝气口朝向内侧。

3.一种含有隧道废水的一体化处理方法，其特征在于，包括权利要求1或2所述的用于含油隧道废水的一体化处理系统，步骤为：

S1、先通过加药泵(4)将混凝剂投加箱(2)中的混凝剂送入管道混合器(3)中与进水进行充分混合，再通过混凝反应池(6)一侧的堰式配水槽(5)均匀配水后进入混凝反应池(6)中；

S2、通过多桨搅拌机(7)进行机械搅拌后，处理水经穿孔花墙(10)进入沉淀池(18)，大粒径的絮体在重力作用下静沉到沉淀池(18)底部，经过重力沉降后的处理水经过水堰板(11)进入到气浮-膜生物反应池(19)中；

S3、通过溶气泵(17)和盘式曝气管(13)向气浮-膜生物反应池(19)中鼓入高度分散的微小气泡，并形成水力扰动，使得水中的石油类有机物和微小的悬浮固体通过气浮作用去除，同时膜生物反应器(12)上的微生物去除水中的溶解性有机物，并进一步过滤水中的有机物杂质。

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