CN112624409A - 一种污水间歇式沉降净化装置及处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种污水间歇式沉降净化装置及处理方法，采用间歇式沉降装置，连续气浮，采取2个沉降腔交替静态沉降，避免了污水流动降低絮凝体颗粒沉降的速度，从而避免了絮凝体颗粒不沉不浮现象的发生，确保了絮凝体颗粒的沉降去除；本发明利用气浮的方法，产生细微空气泡沫，一方面通过泡沫的冲刷作用将形成的絮凝体颗粒包裹的微小气泡去除，增加了絮凝体颗粒的密度，另一方面协助分离的油上浮，提高去油效果；污水通过投加铁离子去除剂，污水净化处理剂，污水凝聚处理剂，经过间歇式沉降装置进行间歇式沉降后，再投加污水杀菌剂，污水缓蚀剂，污水阻垢剂，进入过滤系统，滤后污水各项指标均能够达到并优于标准要求。
Description
技术领域
本发明涉及油田污水净化技术领域，油田污水净化达标处理方法中的沉降技术，特别涉及一种污水间歇式沉降净化装置及处理方法。
背景技术
油田开发过程中，随着开发时间的推移，油井产出液分离水即污水越来越多，需要对油井产出液分离水进行净化处理，达标后注入不同油井的油层，解决开采过程油层压力下降导致油田油井生产产量下降的问题。
在油田污水净化处理技术中，最重要的一个环节是沉降，目前的沉降方法均是在污水持续流动状态下通过沉降罐进行沉降净化，但由于污水处理过程形成的悬浮物颗粒密度与污水的密度非常接近，特别是矿化度较高的污水，密度差非常小，导致在流动状态下，污水的流速需要非常缓慢才能起到沉降作用，因此、对沉降罐或沉降装置的规模要求大，投资增大，为了在适当的投资下净化污水，目前设计的沉降罐与沉降装置流速一般在0.02m/s以上，污水中大量的微小颗粒不能沉降去除，大量的微小颗粒的油不能去除，甚至有少量大颗粒的悬浮物漂浮于污水中，在通过提升泵进入过滤系统时，提升泵的作用将颗粒破碎成更小的颗粒，这些颗粒悬浮物与油集中于过滤罐与精细过滤进行处理，由于微小颗粒与油含量大，导致过滤罐污染周期缩短，反冲洗频繁，滤料缺失严重，过滤能力下降幅度大，特别是油的污染，由于行业成本限制，反冲洗没有投加清洗剂，油污致使滤料板结，在压力下出现微孔，失去过滤效果，过滤罐过滤失效，全部重担就集中在精细过滤装置上，而精细过滤装置被油污污染几乎无法清洗，过滤效果大幅度下降，更换频繁，成本高，导致精细过滤装置应用受限。特别是矿化度高的污水，由于污水矿化度高，致使污水的密度高，悬浮物颗粒的密度几乎与污水密度相同，沉降速度极其缓慢，稍有流动即导致悬浮物漂浮于污水中，不能去除，污水处理不能稳定达标。
发明内容
为了克服现有沉降技术存在的不足，本发明的目的是提供一种污水间歇式沉降净化装置及处理方法，能够降低处理剂的用量，提高处理污水的效果，减轻过滤罐负荷，延长过滤罐更换滤料的周期，降低污水处理的污泥产出量。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种污水间歇式沉降净化装置，包括罐体1，第一隔板2-1、第二隔板2-2、第三隔板3、第四隔板4将罐体1内部分割为第一沉降腔5、第二沉降腔6、第一缓冲腔7、第二缓冲腔8和储水腔9；
第一沉降腔5、第二沉降腔6的顶部四周设置溢流排油槽19；溢流排油槽19下面设置水分配器10，第一沉降腔5中的水分配器10 与第一电动阀门11连接，第二沉降腔6中的水分配器10与第二电动阀门12连接；水分配器10下面设置气浮器20，第一沉降腔5中的气浮器20与第三电动阀门34连接，第二沉降腔6中的气浮器20与第四电动阀门35连接；第三电动阀门34与第四电动阀门35通过三通与供气装置21连接，气浮器20下面设置斜管填料22，斜管填料22之下设置人孔31；
第一电动阀门11与第二电动阀门12通过三通依次与第一混合器13、第二混合器14连接；第一混合器13与第二混合器14之间设置第三加药装置18；第二混合器14与污水来水提升泵15连接，污水来水提升泵15的进口管线上依次设置第一加药装置16与第二加药装置17；
第一沉降腔5、第二沉降腔6、储水腔9的底部设置污泥排污口 23与刮泥器24；
储水腔9设置出水管线25，出水管线25与阀门26连接，阀门 26与滤罐进水提升泵27连接，滤罐进水提升泵27出口与现场注水罐连接，在滤罐进水提升泵27出口管线上依次设置第四加药装置28、第五加药装置29、第六加药装置30；
储水腔9中设置电动水位计32，电动水位计32的运行水位设计在储水腔9罐体顶部50mm以下，最佳在顶部以下150mm～250mm之间，电动水位计32的停运水位设计在储水腔9中出水管线25进口 50mm以上，最佳在出水管线25进口以上200mm～300mm之间。
第一电动阀门11、第二电动阀门12、污水来水提升泵15、供气装置21、滤罐进水提升泵27、电动水位计32、第三电动阀门34、第四电动阀门35分别与PC控制器33连接。
所述的罐体1的高度为2.5米～2.8米，最佳2.6米，设计宽度与长度根据现场地域环境确定。
所述的第一隔板2-1在罐体1的中间位置，第一隔板2-1的顶部与罐体1顶部相同高度，第一隔板2-1的底部连接在罐体1的底部，隔板2-1的一侧连接在罐体1的一端，另一侧连接在第三隔板3 上。
所述的第二隔板2-2在罐体1的中间位置，第二隔板2-2的顶部低于罐体的顶部100mm～500mm，最佳300mm，第二隔板2-2的底部连接在罐体1的底部，第二隔板2-2的一侧焊接在连板3上，另一连接在第四隔板4上。
所述的第三隔板3将沉降腔与缓冲腔隔开，第三隔板3的顶部与罐体1顶部相同高度，第三隔板3的下部有一个斜边，斜边的垂直高度300mm～800mm，最佳500mm，斜度120°～160°，最佳135°，第三隔板3的底部离罐体1的底部的距离为100mm～400mm，最佳200mm，第三隔板3的两侧边连接在罐体1的罐壁上。
所述的第四隔板4将缓冲腔与储水腔9隔开，第四隔板4的顶部与隔板2-2顶部相同高度，第四隔板4的底部连接在罐体1的底部，第四隔板4的两边连接在罐体1的罐壁上。
所述第一沉降腔5或第二沉降腔6的容积与处理水量的关系分别根据式(1)进行计算
V沉＝q×Y1 (1)
式中V沉沉降腔的容积 m3
q污水处理量m3/h
Y1系数(0.3～1.5，最佳0.6)
所述的第一缓冲腔7或第二缓冲腔8的容积与处理水量的关系分别根据式(2)进行计算
V缓＝q×Y2 (2)
式中V缓缓冲腔的容积 m3
q污水处理量 m3/h
Y3系数(0.05～0.5，最佳0.12)
所述的储水腔9的容积与处理水量的关系根据式(3)进行计算
V储＝3+q×Y3 (3)
式中V储储水腔9的容积 m3
q污水处理量 m3/h
Y3系数(0.05～1.0，最佳0.25)。
所述的溢流排油槽19设置在水分配器10之上，溢流排油槽19 的上进口边沿离罐顶50mm～150mm，最佳100mm。
所述的水分配器10设置在每一个沉降腔中的溢流排油槽19的上边沿以下30mm～200mm，最佳150mm，水分配器10的平行分配管的管距之间、分配管与罐壁之间的距离为0.5米～0.8米，最佳0.65 米，分配管的长度与沉降腔的长度相同，分配管的直径等于污水来水提升泵15的出口管径的1倍～4倍，最佳1.5倍，分配管出水口朝下，分配管上每一个出水口相距50mm～800mm，最佳相距距离200mm，每一根分配管上的出水口口径面积之和为污水来水提升泵15的出口管口径面积的1倍～3倍，最佳2倍，分配管上的出水口口径均相同。
所述的气浮器20设置在水分配器10之下100mm～400mm，最佳 300mm,气浮器20为旋混式曝气器，直径为260mm，均匀分布于第一沉降腔5、第二沉降腔6中。
所述的斜管填料22设置在气浮器20之下200mm～400mm，最佳 250mm，斜管填料22的高度为1米，管径为50mm～35mm，最佳35mm。
所述的第一混合器13与第二混合器14均为组装折叠式U形混合器，第一混合器13设计流速为0.1m/s～1.0m/s,最佳0.3m/s，通过时间10s～50s，最佳40s；第二混合器14设计流速为0.1m/s～ 1.0m/s,最佳0.45m/s，通过时间10s～50s，最佳25s。
所述的PC控制器33的软件程序能够控制第一电动阀门11、第三电动阀门34与第二电动阀门12、第四电动阀门35在规定的时间范围内交替启动与关闭，控制污水来水提升泵15在规定的时间范围内启动与关闭，控制供气装置21在规定的时间范围内启动与关闭，控制滤罐进水提升泵27在电动水位计32测试水位偏低时停止滤罐进水提升泵27的运行，在测试水位达到要求值时，启动滤罐进水提升泵27运行。
基于上述一种污水间歇式沉降净化装置的处理方法，包括以下步骤：
第一步：加药装置中配制药剂和设计加药浓度
1、加药装置中配制药剂
在所有加药装置中配制好需要投加的处理剂，其中第一加药装置 16配制铁离子去除剂，配制浓度为40％(m/m)，第二加药装置17配制污水净化处理剂，配制浓度为30％(m/m)，第三加药装置18配制污水凝聚处理剂，配制浓度为0.5％(m/m)，第四加药装置28配制污水杀菌剂，配制浓度为40％(m/m)，第五加药装置29配制污水缓蚀剂，配制浓度为30％(m/m)，第六加药装置30配制污水阻垢剂，配制浓度为30％(m/m)；
2、设计加药浓度
2.1、铁离子去除剂的投加浓度根据式(4)进行计算
Ct＝Cf×(1.8～3.0，最佳2.2) (4)
式中，Ct铁离子去除剂的浓度 mg/L
Cf污水中亚铁离子含量 mg/L
2.2、污水净化处理剂的投加浓度根据式(5)进行计算
Cj＝42+(S-100)*(2.0～3.0，最佳2.3)/50 (5)
式中，Cj污水净化处理剂的浓度 mg/L
S污水中悬浮物的含量 mg/L
2.3、污水凝聚处理剂的投加浓度根据式(6)进行计算
Cn＝3+(S-100)*(0.05～0.5，最佳0.18)/50 (6)
式中，Cn污水凝聚处理剂的浓度 mg/L
S污水中悬浮物的含量 mg/L
2.4、污水杀菌剂的投加浓度根据式(7)进行计算
Cs＝50+(L-100)*(0.1～1.0，最佳0.55)/50 (7)
式中，Cs污水杀菌剂的浓度 mg/L
L污水中SRB的含量 个/mL
2.5、污水缓蚀剂的投加浓度根据式(8)进行计算
CH＝30+(F-0.076)*(6～10最佳7.7)/0.01 (8)
式中，CH污水缓蚀剂的浓度 mg/L
F污水的平均腐蚀速率 mm/a
2.6、污水阻垢剂的投加浓度根据式(9)进行计算
Cz＝J*(1.0～2.0最佳1.26) (9)
式中，Cz污水阻垢剂JHJ-1的浓度 mg/L
J污水的结垢量 mg/L
第二步：启动PC控制器33运行
1、通过PC控制器33启动污水来水提升泵15和供气装置21，污水来水提升泵15的排量T设计与处理水量相同，供气装置21的气体流量设计为1.5m3/个.h～3.0m3/个.h，最佳2.1m3/个.h；
2、通过PC控制器33启动第一沉降腔5的第一电动阀门11、第三电动阀门34同步运行，运行时间达到30min后，启动第二沉降腔 6的第二电动阀门12、第四电动阀门35同步运行，自动关闭第一沉降腔5的第一电动阀门11、第三电动阀门34，待第二电动阀门12、第四电动阀门35同步运行时间达到30min后，启动第一沉降腔5的第一电动阀门11、第三电动阀门34同步运行，自动关闭第二沉降腔 6的第二电动阀门12、第四电动阀门35；如此循环往复运行；
3、通过PC控制器33启动电动水位计32探测到水位达到运行水位要求值后，自动启动滤罐进水提升泵27对过滤罐进行供水过滤，滤罐进水提升泵27的排量与污水来水提升泵15的排量相同；水位达到停运水位要求值时，滤罐进水提升泵27停止运行，待水位达到运行水位要求值后，自动启动滤罐进水提升泵27对过滤罐进行供水过滤；
第三步：调节加药泵排量，与污水来水提升泵15的排量匹配，按照设计要求的浓度投加各种处理剂。
本发明的间歇式沉降净化技术原理及效果：
1、利用气浮的方法，产生细微空气泡沫，一方面通过泡沫的冲刷作用将形成的絮凝体颗粒包裹的微小气泡去除，增加了絮凝体颗粒的密度，另一方面协助分离的油上浮，提高去油效果。
2、采取2个沉降腔，交替静态沉降的方法，避免了污水流动降低絮凝体颗粒沉降的速度，特别是高矿化度污水，从而避免了絮凝体颗粒不沉不浮现象的发生，确保了絮凝体颗粒的沉降去除。
3、污水通过投加铁离子去除剂，污水净化处理剂，污水凝聚处理剂，经过间歇式沉降装置进行间歇式沉降后，再投加污水杀菌剂，污水缓蚀剂，污水阻垢剂，进入过滤系统，滤后污水各项指标均能够达到并优于标准要求。
附图说明
图1是本发明方形罐体示意图，其中：图1(a)为俯视图，图1(b)为剖视图。
图2(a)是罐体1上的隔板的俯视图，图2(b)是罐体1上的隔板的侧视剖面图，图2(c)是罐体1上的隔板的剖面图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做详细叙述。
参照图1(a)和图1(b)，一种污水间歇式沉降净化装置，包括方形罐体1，第一隔板2-1、第二隔板2-2、第三隔板3、第四隔板4 将罐体1内部分割为第一沉降腔5、第二沉降腔6、第一缓冲腔7、第二缓冲腔8和储水腔9；
第一沉降腔5、第二沉降腔6的顶部四周设置溢流排油槽19；溢流排油槽19下面设置水分配器10，第一沉降腔5中水分配器10与第一电动阀门11连接，第二沉降腔6的水分配器10与第二电动阀门 12连接；水分配器10下面设置气浮器20，第一沉降腔5中气浮器20 与第三电动阀门34连接，第二沉降腔6的气浮器20与第四电动阀门 35连接；第三电动阀门34与第四电动阀门35通过三通与供气装置 21连接，气浮器20之下设置斜管填料22，斜管填料22之下设置人孔31。
第一电动阀门11与第二电动阀门12通过三通依次与第一混合器13、第二混合器14连接；第一混合器13与第二混合器14之间设置第三加药装置18；第二混合器14与污水来水提升泵15连接，污水来水提升泵15的进口管线上依次设置第一加药装置16与第二加药装置17。
第一沉降腔5、第二沉降腔6、储水腔9的底部设置污泥排污口 23与刮泥器24。
储水腔9设置出水管线25，出水管线25与阀门26连接，阀门 26与滤罐进水提升泵27连接，滤罐进水提升泵27出口与现场注水罐连接，在滤罐进水提升泵27出口管线上依次设置第四加药装置28、第五加药装置29、第六加药装置30。
储水腔9中设置电动水位计32，电动水位计32的运行水位设计在储水腔9罐体顶部50mm以下，最佳在顶部以下150mm～250mm之间，电动水位计32的停运水位设计在储水腔9中出水管线25进口 50mm以上，最佳在出水管线25进口以上200mm～300mm之间。
第一电动阀门11、第二电动阀门12、污水来水提升泵15、供气装置21、滤罐进水提升泵27、电动水位计32、第三电动阀门34、第四电动阀门35分别与PC控制器33连接。
所述的方形罐体1，设计高度为2.5米～2.8米，最佳2.6米，设计宽度与长度根据现场地域环境确定。
参照图2(a)、图2(b)和图2(c)，所述的第一隔板2-1在罐体1的中间位置，第一隔板2-1的顶部与罐体1顶部相同高度，第一隔板2-1的底部焊接在罐体1的底部，隔板2-1的一侧焊接在罐体1的一端，另一侧焊接在第三隔板3上。
所述的第二隔板2-2在罐体1的中间位置，第二隔板2-2的顶部低于罐体的顶部100mm～500mm，最佳300mm，第二隔板2-2的底部焊接在罐体1的底部，第二隔板2-2的一侧焊接在隔板3上，另一侧焊接在第四隔板4上。
所述的第三隔板3将沉降腔与缓冲腔隔开，第三隔板3的顶部与罐体1顶部相同高度，第三隔板3的下部有一个斜边，斜边的垂直高度300mm～800mm，最佳500mm，斜度120°～160°，最佳135°，第三隔板3的底部离罐体1的底部的距离为100mm～400mm，最佳200mm，第三隔板3的两侧边焊接在罐体1的罐壁上。
所述的第四隔板4将缓冲腔与储水腔9隔开，第四隔板4的顶部与隔板2-2顶部相同高度，第四隔板4的底部焊接在罐体1的底部，隔板2的2边焊接在罐体1的罐壁上。
所述第一沉降腔5或第二沉降腔6的容积与处理水量的关系分别根据式(1)进行计算
V沉＝q×Y1 (1)
式中V沉沉降腔的容积 m3
q污水处理量 m3/h
Y1系数(0.3～1.5，最佳0.6)
所述的第一缓冲腔7或缓冲腔8的容积与处理水量的关系分别根据式(2)进行计算
V缓＝q×Y2 (2)
式中V缓缓冲腔的容积 m3
q污水处理量 m3/h
Y2系数(0.05～0.5，最佳0.12)
所述的储水腔9中容积与处理水量的关系根据式(3)进行计算
V储＝3+q×Y3 (3)
式中V储储水腔9的容积 m3
q污水处理量 m3/h
Y3系数(0.05～1.0，最佳0.25)。
所述的溢流排油槽19设置在水分配器10之上，溢流排油槽19 的上进口边沿离罐顶50mm～150mm，最佳100mm。
所述的水分配器10设置在每一个沉降腔中的溢流排油槽19的上边沿以下30mm～200mm，最佳150mm，水分配器10的平行分配管的管距之间、分配管与罐壁之间的距离为0.5米～0.8米，最佳0.65 米，分配管的长度与沉降腔的长度相同，分配管的直径等于污水来水提升泵15的出口管径的1倍～4倍，最佳1.5倍，分配管出水口朝下，分配管上每一个出水口相距50mm～800mm，最佳相距距离200mm，每一根分配管上的出水口口径面积之和为污水来水提升泵15的出口管口径面积的1倍～3倍，最佳2倍，分配管上的出水口口径均相同。
所述的气浮器20设置在水分配器10之下100mm～400mm，最佳 300mm,气浮器20为旋混式曝气器，直径为260mm，均匀分布于第一沉降腔5、第二沉降腔6中。
所述的斜管填料22设置在气浮器20之下200mm～400mm，最佳 250mm，斜管填料的高度为1米，管径为50mm～35mm，最佳35mm。
所述的第一混合器13与第二混合器14均为组装折叠式U形混合器，第一混合器13设计流速为0.1m/s～1.0m/s,最佳0.3m/s，通过时间10s～50s，最佳40s；第二混合器14设计流速为0.1m/s～ 1.0m/s,最佳0.45m/s，通过时间10s～50s，最佳25s。
所述的PC控制器33，设计软件程序能够控制第一电动阀门11、第三电动阀门34与第二电动阀门12、第四电动阀门35在规定的时间范围内交替启动与关闭，控制污水来水提升泵15在规定的时间范围内启动与关闭，控制供气装置21在规定的时间范围内启动与关闭，控制滤罐进水提升泵27在电动水位计32测试水位偏低时停止滤罐进水提升泵27的运行，在测试水位达到要求值时，启动滤罐进水提升泵27运行。
基于上述一种污水间歇式沉降净化装置的处理方法，结合以下具体实施例来详细叙述
实施例一
1、处理污水性质与处理量
处理污水性质：平均悬浮物含量1070mg/L，平均油含量1520mg/L， SRB细菌含量104个/L，TGB细菌含量105个/L，IB细菌含量103个/L，平均亚铁离子含量46mg/L，平均腐蚀速率0.216mm/a，平均结垢量 24mg/L，平均矿化度84720mg/L。
处理污水量：32m3/h。
2、污水间歇式沉降净化装置的设计与制作
2.1、第一沉降腔5、第二沉降腔6的容积根据式(1)进行计算，设计Y1参数为0.6，第一沉降腔5、第二沉降腔6容积均为19.2m3。
2.2、第一缓冲腔7、第二缓冲腔8的容积根据式(2)进行计算，设计Y2参数为0.12，缓冲腔7、缓冲腔8容积均为3.84m3。
2.3、储水腔9中容积根据式(3)进行计算，设计Y3参数为0.25，储水腔9容积均为11m3。
2.4、第一沉降腔5、第二沉降腔6的尺寸设计
罐体1高度设计为2.6米，第一沉降腔5与第二沉降腔6的宽度分别设计为1.3米，则长度均为5.68米。
2.5、第一缓冲腔7、第二缓冲腔8的尺寸设计
第一缓冲腔7、第二缓冲腔8的罐体高度分别设计为2.6米，宽度设计为1.3米，则长度分别为1.136米。
2.6、储水腔9的尺寸设计
储水腔9的罐体高度分别设计为2.6米，宽度设计为2.6米，则长度分别为1.627米。
2.7、提升泵的设计
水处理能力要求为32m3/h，第一沉降腔5、第二沉降腔6的容积分别为19.2m3/h，实际处理能力为38.4m3/h，污水来水提升泵15与滤罐进水提升泵27的排量均选择为50m3/h(考虑泵运行一段时间后排量下降)，出口口径65mm。
2.8、污水间歇式沉降净化装置的制作
2.8.1、方形罐体1的制作
罐体高度2.6米，罐体宽度2.6米，罐体长度为8.443米(第一沉降腔5、第二沉降腔6、第一缓冲腔7、第二缓冲腔8、储水腔9的罐体的长度之和)。
2.8.2、隔板的布置
罐体中第一隔板2-1，第二隔板2-2，第三隔板3，第四隔板4的布置参照图2(a)、图2(b)、图2(c)执行。
2.8.3、沉降腔水分配器10的设计
第一沉降腔5与第二沉降腔6水分配器10均设计2根平行分配管，分配管的设置高度按照专利要求的最佳位置设置，管径97.5mm，实际选择管径为100mm；分配管长度为5.68米，分配管上出水口为28个，单根分配管上的出水口口径总面积要求为6633.25mm2，出水口口径为17.4mm，选择17.4mm左右或18mm。
2.8.4、斜管填料22的设计
斜管填料22选择高度1.0米，管直径50mm的，设置高度按照专利要求的最佳位置设置。
2.8.5、其它构件按照发明内容中的要求制作与设置。
3、污水间歇式沉降净化装置的运行
第一步：加药装置中配制药剂和设计加药浓度
1、加药装置中配制药剂
在所有加药装置中配制好需要投加的处理剂，其中第一加药装置 16配制铁离子去除剂，配制浓度为40％(m/m)，第二加药装置17配制污水净化处理剂，配制浓度为30％(m/m)，第三加药装置18配制污水凝聚处理剂，配制浓度为0.5％(m/m)，第四加药装置28配制污水杀菌剂，配制浓度为40％(m/m)，第五加药装置29配制污水缓蚀剂，配制浓度为30％(m/m)，第六加药装置30配制污水阻垢剂，配制浓度为30％(m/m)。
2、涉及加药浓度
2.1、铁离子去除剂的投加浓度根据式(4)进行计算为102mg/L。
2.2、污水净化处理剂的投加浓度根据式(5)进行计算为87mg/L。
2.3、污水凝聚处理剂的投加浓度根据式(6)进行计算为6.5mg/L。
2.4、污水杀菌剂的投加浓度根据式(7)进行计算为159mg/L。
2.5、污水缓蚀剂的投加浓度根据式(8)进行计算为138mg/L。
2.6、污水阻垢剂的投加浓度根据式(9)进行计算为30mg/L。
第二步：启动PC控制器33运行
1、通过PC控制器33启动污水来水提升泵15和供气装置21，污水来水提升泵15的排量T与处理水量相同，供气装置21的气体流量设计为2.1m3/个.h。
2、通过PC控制器33启动第一沉降腔5的第一电动阀门11、第三电动阀门34同步运行，运行时间达到30min后，启动第二沉降腔 6的第二电动阀门12、第四电动阀门35同步运行，自动关闭第一沉降腔5的第一电动阀门11、第三电动阀门34，待第二电动阀门12、第四电动阀门35同步运行时间达到30min后，启动第一沉降腔5的第一电动阀门11、第三电动阀门34同步运行，自动关闭第二沉降腔 6的第二电动阀门12、第四电动阀门35；如此循环往复运行。
3、通过PC控制器33启动电动水位计32探测到水位达到运行水位要求值后，自动启动滤罐进水提升泵27对过滤罐进行供水过滤，滤罐进水提升泵27的排量与污水来水提升泵15的排量相同；水位达到停运水位要求值时滤罐进水提升泵27停止运行，待水位达到运行水位要求值后，自动启动滤罐进水提升泵27对过滤罐进行供水过滤。
第三步：调节加药泵排量，与污水来水提升泵15的排量匹配，按照设计要求的浓度投加各种处理剂。
污水间歇式沉降净化装置运行效果统计
污水间歇式沉降净化装置运行过程对污水间歇式沉降净化装置的出口水质进行了为期5个月的取样分析，对其处理后的滤后污水也同步进行了为期5个月的取样分析。有关数据见表1。
实施例二
1、处理污水性质与处理量
处理污水性质：平均悬浮物含量2130mg/L，平均油含量1860mg/L， SRB细菌含量25000个/L，TGB细菌含量15000个/L，IB细菌含量650 个/L，平均亚铁离子含量62mg/L，平均腐蚀速率0.247mm/a，平均结垢量52mg/L，平均矿化度106200mg/L。
处理污水量：58m3/h。
2、污水间歇式沉降净化装置的设计与制作
2.1、第一沉降腔5、第二沉降腔6的容积根据式(1)进行计算，设计Y1参数为0.6，第一沉降腔5、第二沉降腔6容积均为34.8m3。
2.2、第一缓冲腔7、第二缓冲腔8的容积根据式(2)进行计算，设计Y2参数为0.12，第一缓冲腔7、第二缓冲腔8容积均为6.96m3。
2.3、储水腔9中容积根据式(3)进行计算，设计Y3参数为0.25，储水腔9容积均为14.5m3。
2.4、第一沉降腔5、第二沉降腔6的尺寸设计
罐体1高度设计为2.6米，第一沉降腔5与第二沉降腔6的宽度分别设计为1.3米，则长度均为10.3米。
2.5、第一缓冲腔7、第二缓冲腔8的尺寸设计
第一缓冲腔7、第二缓冲腔8的罐体高度分别设计为2.6米，宽度设计为1.3米，则长度分别为2.06米。
2.6、储水腔9的尺寸设计
储水腔9的罐体高度分别设计为2.6米，宽度设计为2.6米，则长度分别为4.29米。
2.7、提升泵的设计
水处理能力要求为58m3/h，第一沉降腔5、第二沉降腔6的容积分别为34.8m3/h，实际处理能力为38.4m3/h，污水来水提升泵15与滤罐进水提升泵27的排量均选择为60m3/h(考虑泵运行一段时间后排量下降)，出口口径80mm。
2.8、污水间歇式沉降净化装置的制作
2.8.1、方形罐体1的制作
罐体高度2.6米，罐体宽度2.6米，罐体长度为16.65米(第一沉降腔5、第二沉降腔6、第一缓冲腔7、第二缓冲腔8、储水腔9的罐体的长度之和)。
2.8.2、隔板的布置
罐体中第一隔板2-1，第二隔板2-2，第三隔板3，第四隔板4的布置参照图2(a)、图2(b)、图2(c)执行。
2.8.3、沉降腔水分配器10的设计
第一沉降腔5与第二沉降腔6水分配器10均设计2根平行分配管，分配管的设置高度按照专利要求的最佳位置设置，管径120mm，实际选择管径为114mm；分配管长度为10.3米，分配管上出水口为 51个，单根分配管上的出水口口径总面积要求为10048mm2，出水口口径为15.8mm，选择16mm。
2.8.4、斜管填料22的设计
斜管填料22选择高度1.0米，管直径50mm的，设置高度按照专利要求的最佳位置设置。
2.8.5、其它构件按照专利要求制作与设置。
3、污水间歇式沉降净化装置的运行
第一步：加药装置中配制药剂和设计加药浓度
1、加药装置中配制药剂
同实施例一
2、涉及加药浓度
2.1、铁离子去除剂的投加浓度根据式(4)进行计算为136mg/L。
2.2、污水净化处理剂的投加浓度根据式(5)进行计算为135mg/L。
2.3、污水凝聚处理剂的投加浓度根据式(6)进行计算为10.3mg/L。
2.4、污水杀菌剂的投加浓度根据式(7)进行计算为215mg/L。
2.5、污水缓蚀剂的投加浓度根据式(8)进行计算为161mg/L。
2.6、污水阻垢剂的投加浓度根据式(9)进行计算为65mg/L。
第二步：同实施例一
第三步：同实施例一
污水间歇式沉降净化装置运行效果统计
污水间歇式沉降净化装置运行过程对污水间歇式沉降净化装置的出口水质进行了为期12个月的取样分析，对其处理后的滤后污水也同步进行了为期12个月的取样分析。有关数据见表1。
实施例三
1、处理污水性质与处理量
处理污水性质：平均悬浮物含量3420mg/L，平均油含量2700mg/L， SRB细菌含量12000个/L，TGB细菌含量20000个/L，IB细菌含量950 个/L，平均亚铁离子含量38mg/L，平均腐蚀速率0.235mm/a，平均结垢量27mg/L，平均矿化度92400mg/L。
处理污水量：45m3/h。
2、污水间歇式沉降净化装置的设计与制作
2.1、第一沉降腔5、第二沉降腔6的容积根据式(1)进行计算，设计Y1参数为0.6，第一沉降腔5、第二沉降腔6容积均为27m3。
2.2、第一缓冲腔7、第二缓冲腔8的容积根据式(2)进行计算，设计Y2参数为0.12，第一缓冲腔7、第二缓冲腔8容积均为5.4m3。
2.3、储水腔9中容积根据式(3)进行计算，设计Y3参数为0.25，储水腔9容积均为14.25m3。
2.4、第一沉降腔5、第二沉降腔6的尺寸设计
罐体1高度设计为2.6米，第一沉降腔5与第二沉降腔6的宽度分别设计为1.3米，则长度均为8.0米。
2.5、第一缓冲腔7、第二缓冲腔8的尺寸设计
第一缓冲腔7、第二缓冲腔8的罐体高度分别设计为2.6米，宽度设计为1.3米，则长度分别为1.59米。
2.6、储水腔9的尺寸设计
储水腔9的罐体高度分别设计为2.6米，宽度设计为2.6米，则长度分别为4.2米。
2.7、提升泵的设计
水处理能力要求为45m3/h，第一沉降腔5、第二沉降腔6的容积分别为54m3/h，实际处理能力为54m3/h，污水来水提升泵15与滤罐进水提升泵27的排量均选择为50m3/h(考虑泵运行一段时间后排量下降)，出口口径65mm。
2.8、污水间歇式沉降净化装置的制作
2.8.1、方形罐体1的制作
罐体高度2.6米，罐体宽度2.6米，罐体长度为13.79米(第一沉降腔5、第二沉降腔6、第一缓冲腔7、第二缓冲腔8、储水腔9的罐体的长度之和)。
2.8.2、隔板的布置
罐体中第一隔板2-1，第二隔板2-2，第三隔板3，第四隔板4的布置参照图2(a)、图2(b)、图2(c)执行。
2.8.3、沉降腔水分配器10的设计
第一沉降腔5与第二沉降腔6水分配器10均设计2根平行分配管，分配管的设置高度按照专利要求的最佳位置设置，管径97.5mm，实际选择管径为100mm；分配管长度为8.0米，分配管上出水口为40 个，单根分配管上的出水口口径总面积要求为6633.25mm2，出水口口径为14.5mm，选择14mm。
2.8.4、斜管填料22的设计
斜管填料22选择高度1.0米，管直径50mm的，设置高度按照专利要求的最佳位置设置。
2.8.5、其它构件按照专利要求制作与设置。
3、污水间歇式沉降净化装置的运行
第一步：加药装置中配制药剂和设计加药浓度
1、加药装置中配制药剂
同实施例一
2、设计加药浓度
2.1、铁离子去除剂的投加浓度根据式(4)进行计算为84mg/L。
2.2、污水净化处理剂的投加浓度根据式(5)进行计算为194mg/L。
2.3、污水凝聚处理剂的投加浓度根据式(6)进行计算为15mg/L。
2.4、污水杀菌剂的投加浓度根据式(7)进行计算为161mg/L。
2.5、污水缓蚀剂的投加浓度根据式(8)进行计算为152mg/L。
2.6、污水阻垢剂的投加浓度根据式(9)进行计算为34mg/L。
第二步：同实施例一
第三步：同实施例一
污水间歇式沉降净化装置运行效果统计
污水间歇式沉降净化装置运行过程对污水间歇式沉降净化装置的出口水质进行了为期7个月的取样分析，对其处理后的滤后污水也同步进行了为期7个月的取样分析。有关数据见表1。
实施例一、实施例二、实施例三的效果统计数据见表1，从表1中的数据反映：本发明其沉降腔出口的水质均优于常规技术，本发明其滤后污水的水质指标能够稳定的达到标准要求，而常规技术其滤后污水的指标超标。本发明的成本均低于常规技术。
表1 不同实施例处理效果与常规技术处理效果
Claims (10)
1.一种污水间歇式沉降净化装置，包括罐体(1)，其特征在于，第一隔板(2-1)、第二隔板(2-2)、第三隔板(3)、第四隔板(4)将罐体(1)内部分割为第一沉降腔(5)、第二沉降腔(6)、第一缓冲腔(7)、第二缓冲腔(8)和储水腔(9)；
第一沉降腔(5)、第二沉降腔(6)的顶部四周设置溢流排油槽(19)；溢流排油槽(19)下面设置水分配器(10)，第一沉降腔(5)中的水分配器(10)与第一电动阀门(11)连接，第二沉降腔(6)中的水分配器(10)与第二电动阀门(12)连接；水分配器(10)下面设置气浮器(20)，第一沉降腔(5)中的气浮器(20)与第三电动阀门(34)连接，第二沉降腔(6)中的气浮器(20)与第四电动阀门(35)连接；第三电动阀门(34)与第四电动阀门(35)通过三通与供气装置(21)连接，气浮器(20)下面设置斜管填料(22)，斜管填料(22)之下设置人孔(31)；
第一电动阀门(11)与第二电动阀门(12)通过三通依次与第一混合器(13)、第二混合器(14)连接；第一混合器(13)与第二混合器(14)之间设置第三加药装置(18)；第二混合器(14)与污水来水提升泵(15)连接，污水来水提升泵(15)的进口管线上依次设置第一加药装置(16)与第二加药装置(17)；
第一沉降腔(5)、第二沉降腔(6)、储水腔(9)的底部设置污泥排污口(23)与刮泥器(24)；
储水腔(9)设置出水管线(25)，出水管线(25)与阀门(26)连接，阀门(26)与滤罐进水提升泵(27)连接，滤罐进水提升泵(27)出口与现场注水罐连接，在滤罐进水提升泵(27)出口管线上依次设置第四加药装置(28)、第五加药装置(29)、第六加药装置(30)；
储水腔(9)中设置电动水位计(32)，电动水位计(32)的运行水位设计在储水腔(9)罐体顶部50mm以下，电动水位计(32)的停运水位设计在储水腔(9)中出水管线(25)进口50mm以上；
第一电动阀门(11)、第二电动阀门(12)、污水来水提升泵(15)、供气装置(21)、滤罐进水提升泵(27)、电动水位计(32)、第三电动阀门(34)、第四电动阀门(35)分别与PC控制器(33)连接。
2.根据权利要求1所述的一种污水间歇式沉降净化装置，其特征在于，所述的罐体(1)的高度为2.5米～2.8米。
3.根据权利要求1所述的一种污水间歇式沉降净化装置，其特征在于，所述的第一隔板(2-1)在罐体(1)的中间位置，第一隔板(2-1)的顶部与罐体(1)顶部相同高度，第一隔板(2-1)的底部连接在罐体(1)的底部，隔板2-1的一侧连接在罐体(1)的一端，另一侧连接在第三隔板(3)上；
所述的第二隔板(2-2)在罐体(1)的中间位置，第二隔板(2-2)的顶部低于罐体的顶部100mm～500mm，第二隔板(2-2)的底部连接在罐体(1)的底部，第二隔板(2-2)的一侧连接在隔板3上，另一侧连接在第四隔板(4)上；
所述的第三隔板(3)将沉降腔与缓冲腔隔开，第三隔板(3)的顶部与罐体(1)顶部相同高度，第三隔板(3)的下部有一个斜边，斜边的垂直高度300mm～800mm，斜度120°～160°，第三隔板(3)的底部离罐体(1)的底部的距离为100mm～400mm，第三隔板(3)的两侧边连接在罐体(1)的罐壁上；
所述的第四隔板(4)将缓冲腔与储水腔(9)隔开，第四隔板(4)的顶部与第二隔板(2-2)顶部相同高度，第四隔板(4)的底部连接在罐体(1)的底部，第四隔板(4)的两边连接在罐体(1)的罐壁上。
4.根据权利要求1所述的一种污水间歇式沉降净化装置，其特征在于，所述的第一沉降腔(5)或第二沉降腔(6)的容积与处理水量的关系分别根据式(1)进行计算
V沉＝q×Y1 (1)
式中V沉沉降腔的容积m3
q污水处理量m3/h
Y1系数(0.3～1.5)
所述的第一缓冲腔(7)或第二缓冲腔(8)的容积与处理水量的关系分别根据式(2)进行计算
V缓＝q×Y2 (2)
式中V缓缓冲腔的容积m3
q污水处理量m3/h
Y2系数(0.05～0.5)
所述的储水腔(9)中容积与处理水量的关系根据式(3)进行计算
V储＝3+q×Y3 (3)
式中V储储水腔(9)的容积m3
q污水处理量m3/h
Y3系数(0.05～1.0)。
5.根据权利要求4所述的一种污水间歇式沉降净化装置，其特征在于，
Y1系数最佳0.6；
Y2系数最佳0.12；
Y3系数最佳0.25。
6.根据权利要求1所述的一种污水间歇式沉降净化装置，其特征在于，所述的溢流排油槽(19)设置在水分配器(10)之上，溢流排油槽(19)的上进口边沿离罐顶50mm～150mm；
所述的水分配器(10)设置在每一个沉降腔中的溢流排油槽(19)的上边沿以下30mm～200；分配器10的平行分配管的管距之间、分配管与罐壁之间的距离为0.5米～0.8米，分配管的长度与沉降腔的长度相同，分配管的直径等于污水来水提升泵(15)的出口管径的1倍～4倍，分配管出水口朝下，分配管上每一个出水口相距50mm～800mm，每一根分配管上的出水口口径面积之和为污水来水提升泵(15)的出口管口径面积的1倍～3倍，分配管上的出水口口径均相同；
所述的气浮器(20)设置在水分配器(10)之下100mm～400mm，气浮器(20)为旋混式曝气器，直径为260mm，均匀分布于第一沉降腔(5)、第二沉降腔(6)中；
所述的斜管填料22设置在气浮器(20)之下200mm～400mm，斜管填料的高度为1米，管径为50mm～35mm；
所述的第一混合器(13)与第二混合器(14)均为组装折叠式U形混合器，第一混合器(13)设计流速为0.1m/s～1.0m/s,通过时间10s～50s；第二混合器(14)设计流速为0.1m/s～1.0m/s通过时间10s～50s。
7.根据权利要求1所述的一种污水间歇式沉降净化装置，其特征在于，
所述的PC控制器(33)的软件程序能够控制第一电动阀门(11)、第三电动阀门(34)与第二电动阀门(12)、第四电动阀门(35)在规定的时间范围内交替启动与关闭，控制污水来水提升泵(15)在规定的时间范围内启动与关闭，控制供气装置(21)在规定的时间范围内启动与关闭，控制滤罐进水提升泵(27)在电动水位计(32)测试水位偏低时停止滤罐进水提升泵(27)的运行，在测试水位达到要求值时，启动滤罐进水提升泵(27)运行。
8.根据权利要求1所述的一种污水间歇式沉降净化装置，其特征在于，电动水位计(32)的运行水位在储水腔(9)罐体顶部以下150mm～250mm之间，
电动水位计(32)的停运水位在储水腔(9)中出水管线(25)进口以上200mm～300mm之间；
所述的方形罐体(1)的高度为2.6米；
第二隔板(2-2)的顶部低于罐体的顶部300mm；
溢流排油槽(19)的上进口边沿离罐顶100mm；
所述的水分配器(10)设置在每一个沉降腔中的溢流排油槽(19)的上边沿以下150mm，水分配器(10)的平行分配管的管距之间、分配管与罐壁之间的距离为0.65米，分配管的长度与沉降腔的长度相同，分配管的直径等于污水来水提升泵(15)的出口管径的1.5倍，分配管出水口朝下，分配管上每一个出水口相距200mm，每一根分配管上的出水口口径面积之和为污水来水提升泵(15)的出口管口径面积的2倍，分配管上的出水口口径均相同；
所述的气浮器(20)设置在水分配器(10)之下最佳300mm,
所述的斜管填料(22)设置在气浮器(20)之下250mm，斜管填料的高度为1米，管径为35mm；
所述的第一混合器(13)设计流速为0.3m/s，通过时间40s；第二混合器(14)设计流速为0.45m/s，通过时间25s。
9.基于权利要求1-8任意一项所述的一种污水间歇式沉降净化装置的处理方法，包括以下步骤：
第一步：加药装置中配制药剂和设计加药浓度
1、加药装置中配制药剂
在所有加药装置中配制好需要投加的处理剂，其中第一加药装置(16)配制铁离子去除剂，配制浓度为40％(m/m)，第二加药装置(17)配制污水净化处理剂，配制浓度为30％(m/m)，第三加药装置(18)配制污水凝聚处理剂，配制浓度为0.5％(m/m)，第四加药装置(28)配制污水杀菌剂，配制浓度为40％(m/m)，第五加药装置(29)配制污水缓蚀剂，配制浓度为30％(m/m)，第六加药装置(30)配制污水阻垢剂，配制浓度为30％(m/m)；
2、设计加药浓度
2.1、铁离子去除剂的投加浓度根据式(4)进行计算
Ct＝Cf×(1.8～3.0) (4)
式中Ct铁离子去除剂的浓度mg/L
Cf污水中亚铁离子含量mg/L
2.2、污水净化处理剂的投加浓度根据式(5)进行计算
Cj＝42+(S-100)*(2.0～3.0)/50 (5)
式中Cj污水净化处理剂的浓度mg/L
S污水中悬浮物的含量mg/L
2.3、污水凝聚处理剂的投加浓度根据式(6)进行计算
Cn＝3+(S-100)*(0.05～0.5)/50 (6)
式中Cn污水凝聚处理剂的浓度mg/L
S污水中悬浮物的含量mg/L
2.4、污水杀菌剂的投加浓度根据式(7)进行计算
Cs＝50+(L-100)*(0.1～1.0)/50 (7)
式中Cs污水杀菌剂的浓度mg/L
L污水中SRB的含量个/mL
2.5、污水缓蚀剂的投加浓度根据式(8)进行计算
CH＝30+(F-0.076)*(6～10)/0.01 (8)
式中CH污水缓蚀剂的浓度mg/L
F污水的平均腐蚀速率mm/a
2.6、污水阻垢剂的投加浓度根据式(9)进行计算
Cz＝J*(1.0～2.0) (9)
式中Cz污水阻垢剂JHJ-1的浓度mg/L
J污水的结垢量mg/L
第二步：启动PC控制器33运行
1、通过PC控制器(33)启动污水来水提升泵(15)，供气装置(21)，污水来水提升泵(15)的排量T设计与处理水量相同，供气装置(21)的气体流量设计为1.5m3/个.h～3.0m3/个.h；
2、通过PC控制器(33)启动第一沉降腔(5)的第一电动阀门(11)、第三电动阀门(34)同步运行，运行时间达到30min后，启动第二沉降腔(6)的第二电动阀门(12)、第四电动阀门(35)同步运行，自动关闭第一沉降腔(5)的第一电动阀门(11)、第三电动阀门(34)，待第二电动阀门(12)、第四电动阀门(35)同步运行时间达到30min后，启动第一沉降腔(5)的第一电动阀门(11)、第三电动阀门(34)同步运行，自动关闭第二沉降腔(6)的第二电动阀门(12)、第四电动阀门(35)；如此循环往复运行；
3、通过PC控制器(33)启动电动水位计(32)探测到水位达到运行水位要求值后，自动启动滤罐进水提升泵(27)对过滤罐进行供水过滤，滤罐进水提升泵(27)的排量与污水来水提升泵(15)的排量相同；水位达到停运水位要求值时，滤罐进水提升泵(27)停止运行，待水位达到运行水位要求值后，自动启动滤罐进水提升泵(27)对过滤罐进行供水过滤；
第三步：调节加药泵排量，与污水来水提升泵(15)的排量匹配，按照设计要求的浓度投加各种处理剂。
10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，
铁离子去除剂的投加浓度根据式(4)进行计算
Ct＝Cf×2.2 (4)
式中Ct铁离子去除剂的浓度mg/L
Cf污水中亚铁离子含量mg/L
污水净化处理剂的投加浓度根据式(5)进行计算
Cj＝42+(S-100)*2.3/50 (5)
式中Cj污水净化处理剂的浓度mg/L
S污水中悬浮物的含量mg/L
污水凝聚处理剂的投加浓度根据式(6)进行计算
Cn＝3+(S-100)*0.18/50 (6)
式中Cn污水凝聚处理剂的浓度mg/L
S污水中悬浮物的含量mg/L
污水杀菌剂的投加浓度根据式(7)进行计算
Cs＝50+(L-100)*0.55/50 (7)
式中Cs污水杀菌剂的浓度mg/L
L污水中SRB的含量个/mL
污水缓蚀剂的投加浓度根据式(8)进行计算
CH＝30+(F-0.076)*7.7/0.01 (8)
式中CH污水缓蚀剂的浓度mg/L
F污水的平均腐蚀速率mm/a污水阻垢剂的投加浓度根据式(9)进行计算
Cz＝J*1.26 (9)
式中Cz污水阻垢剂JHJ-1的浓度mg/L
J污水的结垢量mg/L。
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