CN113457225A - 高效一体化沉淀池处理废水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高效一体化沉淀池处理废水的方法，包括步骤如下：废水经进水管进入一级沉淀池主体，经单级泥水分离处理后，集泥槽的污泥经管道通过污泥泵排放至污泥浓缩池或回流至好氧生化处理系统前端，上清液经过水区进入内置两级泥水分离的沉淀池主体，通过自然沉降，一级集泥区污泥通过管道经污泥泵排放至污泥浓缩池或回流至好氧生化处理系统前端，上清液通过布水口进入二级集泥区，在二级集泥区上方的泥水分离装置中由填料完成泥水分离后，通过排水槽将清水汇集到出水槽后经出水口排出。本发明够大规模的进行废水处理，同时具有操作简单，适应能力强，运行稳定等优点，并且可以提高沉淀效率50～60％，出水中悬浮物降低至5～25mg/L。

Description

高效一体化沉淀池处理废水的方法
技术领域
本发明涉及一种利用新型高效一体化沉淀池处理废水的方法，属于环保水处理净化技术领域。
背景技术
近年来随着国家环保政策的逐步落实，工业企业对其污水处理系统的投资建设逐步加强。由于我们国家人均可用水量相对较低，工业用水使用成本是在逐年升高的，污水排放要求也在不断完善及严格化。
普通沉淀池为提高出水质量要求，其表面负荷设计值较低，一般在0.4～0.6m3/(m2·h)，占地面积较大。由于采用自然沉淀原理，当处理悬浮物浓度较高废水时，出水SS一般在600mg/L甚至900mg/L以上，无法满足进下一级处理的要求(厌氧处理系统一般要求进水悬浮物浓度≤400mg/L)或一些对回用水SS要求较高的要求。当作为生化沉淀池处理好氧生化污水时，由于好氧生化污泥浓度高、生化污泥黏度较高，沉淀性能较差，在这种情况下，一般先经过采用自然沉降的普通沉淀池，后面还有另设填料沉淀池或其他设施，这样占地面积及投资都要加大。现在土地资源越来越紧张，特别是很多老旧企业，闲置场地有限，对场地的使用有很大的限制，采用常规布置将无法满足污水处理的要求。若直接采用斜板或斜管作为填料的沉淀池，对进水悬浮物较高的污水或好氧生化污水，由于水中悬浮物含量较高或含有一定的胶粘类物质，填料容易发生堵塞，造成填料垮塌，严重影响处理效果及稳定运行，也会造成出水悬浮物浓度升高，无法满足处理要求。
中国专利文件CN105999776A公开一种泥渣层过滤沉淀池及其方法，包括池体、进水管、出水管、布水器以及排泥管，所述进水管设置于池体下部，池体另一侧的下部设有排泥管、上部设有出水管，所述排泥管的排泥口周围设上部开口的围挡，形成污泥斗，所述出水管的出水口周围设上部开口的隔渣板，形成清水斗；进水管还与设置在池体内的布水器相连。但是，该方法采用的方形沉淀池，出水悬浮物高、占地面积广，成本造价较高。
此外，本发明的申请人前期专利文件CN113041663A公开了一种利用复合高效沉淀池处理废水的方法，包括使用复合高效沉淀池，该沉淀池包括自然沉淀区Ⅰ和沉淀区Ⅱ，自然沉淀区Ⅰ设置有进水装置和与进水装置连接的布水区域，布水区域设置有导流墙，自然沉淀区Ⅰ的下方设置有泥斗I，泥斗I设置有排泥管；沉淀区Ⅱ的上方设置有泥水分离装置，泥水分离装置包括支撑架，支撑架上方设有填料，填料上方设置有出水槽，出水槽连接排水槽，排水槽设置有排水口，排水口设置有排水管；沉淀区Ⅱ的下方设置有泥斗Ⅱ，泥斗Ⅱ设置有排泥管。但是，该方法仅仅适用于4000m3/d以下小水量废水的处理，无法进行大规模废水处理；同时，该方法仅仅是一级沉淀串联，其本质是填料沉淀池的变形，属于填料沉淀池，当进水SS较高时或用于好氧生化沉淀时，填料区容易堵塞甚至由于污泥的附着造成垮塌，严重影响处理效果及稳定运行，因此一般填料沉淀池常用于进水SS较低而不适用于SS较高或生化沉淀池。当处理SS较高的废水或好氧生化污水要求出水SS较低时，一般都要设置两级沉淀，即第一级采用常规沉淀池，第二级在一级沉淀池的后端再设置填料沉淀池以满足设计出水要求。两个沉淀池需要独立设置，之间需要设置一级出水装置及管道连接的二级沉淀池，当处理浓度较高废水时，由于废水中含有较高的总盐及胶黏物，两个池体间靠自流，流速较低，之间的连接管道由于水中的总盐及胶黏物很容易造成堵塞，很难清理，影响系统稳定运行。设置两个沉淀池，占地面积很大，运行管理较为复杂。
发明内容
针对现有技术的不足，尤其是为满足对出水悬浮物的要求，设置两级沉淀池，其占地面积大、造价成本高、管路设置较长、易结垢堵塞和管理复杂的不足，以及现有沉淀池无法进行大规模废水处理的不足。本发明提供了一种新型高效一体化沉淀池处理废水的方法，该方法将第二级填料沉淀池植入一级沉淀池内，减少了占地面积，简化了系统设置，不再需要管道进行连接，提高了废水处理的效率，降低了出水的悬浮物，处理后水中悬浮物浓度可低至5～25mg/L，满足生产设计要求。
本发明的技术方案如下：
一种利用高效一体化沉淀池处理废水的方法，包括使用高效一体化沉淀池，所述高效一体化沉淀池包括用过水区连接的两个串联设置的一级沉淀池主体，沿进水方向第二个一级沉淀池主体内设置有内置的二级泥水分离沉淀池主体；所述的一级沉淀池主体的上部设置有进水管，下部设置有一级集泥区；所述的内置的二级泥水分离沉淀池主体下部设置有二级集泥区，内置的二级泥水分离沉淀池主体下部侧壁设置有布水口，内置的二级泥水分离沉淀池主体上部沿出水方向依次设置有支撑架、出水槽、出水口和排水槽，所述的支撑架上设置有填料；所述的一级污集泥区和二级集泥区分别连接一级污泥泵和二级污泥泵；
处理废水的方法，包括步骤如下：
将待处理废水通过进水管进入一级沉淀池主体，污泥经自然沉降集中到一级污集泥区，通过一级污泥泵排放至污泥浓缩池或者回流至好氧生化系统前端，上清液通过布水口进入内置的二级泥水分离沉淀池主体，由填料完成泥水分离后，污泥经自然沉降集中到二级污集泥区，通过二级污泥泵排放至污泥浓缩池或者部分回流至好氧生化系统前端，清水汇集到出水槽经出水口和排水槽排出。
根据本发明优选的，一级沉淀池主体内，位于进水管处设置有布水挡墙。
根据本发明优选的，所述高效一体化沉淀池的表面负荷设计值为0.8～3.5m3/(m2·h)，出水悬浮物为5～25mg/L。
根据本发明优选的，所述的填料为斜管填料或斜板填料；进一步优选的，所述的填料倾角为45～78°，填料的垂直高度为200～1800mm；所述填料的材料选自聚丙烯、聚氯乙烯或玻璃钢。
根据本发明优选的，所述的出水槽设置在内置的二级泥水分离沉淀池主体的内侧壁或外侧壁上。
根据本发明优选的，所述的一级集泥区和二级集泥区设置有排泥管，用于将污泥排出。
根据本发明优选的，所述的排水槽由单根排水槽管道或两根以上的排水槽管道组成。
本发明的原理：
本发明采用了新型高效一体化沉淀池处理废水，在现有技术的基础上经重新设计，采用了沉淀池联建的方式，并且将整个沉淀池分成了两个主体部分，在一级沉淀池主体内部设置二级沉淀池主体，一级沉淀池主体部分包括进水区、排泥区，内置的二级泥水分离沉淀池主体部分包括内置的排泥区、二级泥水分离区和整流区，在分离区设置许多密集的斜管或斜板，经过斜板或斜管填料分离出的污泥由于重力作用经过整流区下落到二级集泥区后通过污泥泵排出池外，而分离出的清水由斜板或斜管填料的上部经出水槽收集后由排水槽排出池外。
同时，经过一级沉淀池主体沉降后的废水经过布水口进入到内置的二级泥水分离沉淀池主体，这一过程相当于普通的沉淀池出水进入了下一级的处理系统。二级沉淀池采用高浓及填料复合沉淀理论，进入二级沉淀池的污水经填料分离后，污泥下落于填料下部的锥形集泥区，从一级沉淀池分离后的污水经二级沉淀池下部的布水口直接进入集泥区，污水中的污泥与集泥区较高浓度的污泥进行碰撞、黏连、吸附，进而将污水中的污泥截留于集泥区，此种分离技术为高浓沉淀理论，并经过生产验证。污泥分离后的水向上运动，再经过填料区进一步分离后，经排水系统排出。分离的污泥在重力作用下沿倾斜板(管)向下滑落到锥形集泥区，然后集中排出。该池沉降效率可提高50～60％，处理能力可提高3～5倍。
采用该高效一体化沉淀池处理方法，沉淀池的表面负荷设计值可以提高至0.8m3/(m2·h)以上。较常规采用二级沉淀池，占地可以减少1/3-1/2；并且内置的二级泥水分离很好地解决了出水悬浮物浓度高、管道易结垢堵塞等问题，因此，该方法适用于各种规模的废水处理。而之前的CN113041663A公开了一种利用复合高效沉淀池处理废水的方法，因为其仅设置了单级泥水分离，不适合对较高悬浮物浓度的废水进行处理；好氧生化中的污泥由于粘度较大，直接采用填料沉淀池，污泥容易附着于填料表面，造成填料堵塞无法正常运行。因此，对较高悬浮物浓度及好氧生化废水泥水分离时，CN113041663A公开了一种利用复合高效沉淀池对以上几种废水的分离效果不理想，因此其仅适用于悬浮物浓度不很高、易于自然沉降分离的废水处理。
本发明未详尽说明的，均按本领域现有技术。
本发明的有益效果：
1、本发明在一级沉淀池主体内部设置二级沉淀池主体，不仅节约了土地资源和管路及管理成本，同时可以提高沉淀效率，降低出水SS。使废水中污染物在系统内高效去除，使水中悬浮杂质在斜板或斜管填料中进行沉淀，水沿斜板或斜管填料上升流动，分离出的污泥在重力作用下沿着斜板或斜管填料向下滑至集泥区，减少了池底积泥及排泥管道的淤积，可以提高沉淀效率50～60％，并且将系统出水的水中悬浮物降低至5～25mg/L。
2、本发明中多级沉淀池联建，解决了常规沉淀池出水SS高的问题，减少了后续深度处理工艺环节，节省了污水处理系统的占地面积，大大节约了宝贵的土地资源。
3、本发明中后端的沉淀池主体带两级集泥区，可以将落入集泥区的污泥经排泥装置实现连续均匀排出，不会造成污泥堆积，保证系统连续稳定运行。
4、本发明将现有沉淀池的表面负荷设计值0.4～0.6m3/(m2·h)提高至0.8～3.5m3/(m2·h)，解决了现有沉淀池只适应于小型水处理的问题，使其能够大规模的进行废水处理，同时具有操作简单，适应能力强，运行稳定等优点。
附图说明
图1为本发明高效一体化沉淀池的结构示意图。
其中：1、一级沉淀池主体，2、内置的二级泥水分离沉淀池主体，3、进水管，4、过水区，5、一级集泥区，6、一级污泥泵，7、二级集泥区，8、布水口，9、支撑架，10、填料，11、出水槽，12、出水口，13、排水槽，14、二级污泥泵，15、布水挡墙。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例1
一种利用高效一体化沉淀池处理废水的方法，包括使用高效一体化沉淀池，如图1所示，所述高效一体化沉淀池包括用过水区4连接的两个串联设置的一级沉淀池主体1，沿进水方向第二个一级沉淀池主体1内设置有内置的二级泥水分离沉淀池主体2；所述的一级沉淀池主体1的上部设置有进水管3，下部设置有一级集泥区5，位于进水管3处设置有布水挡墙15；所述的内置的二级泥水分离沉淀池主体2下部设置有二级集泥区7，内置的二级泥水分离沉淀池主体2下部侧壁设置有布水口8，内置的二级泥水分离沉淀池主体2上部沿出水方向依次设置有支撑架9、出水槽11、出水口12和排水槽13，所述的支撑架9上设置有填料10；所述的一级污集泥区5和二级集泥区7设置有排泥管并分别连接一级污泥泵6和二级污泥泵14；
所述的填料10为斜板填料，所述填料10的倾角为60°，填料10的垂直高度为800mm，填料10的材料为聚氯乙烯。
所述的出水槽11设置在内置的二级泥水分离沉淀池主体2的内侧壁或外侧壁上；
处理废水的方法，包括步骤如下：
将待处理废水通过进水管3进入一级沉淀池主体1，污泥经自然沉降集中到一级污集泥区5，通过一级污泥泵6排放至污泥浓缩池或者回流至好氧生化系统前端，上清液通过布水口8进入内置的二级泥水分离沉淀池主体2，由填料10完成泥水分离后，污泥经自然沉降集中到二级污集泥区7，通过二级污泥泵14排放至污泥浓缩池或者回流至好氧生化系统前端，清水汇集到出水槽11经出水口12和排水槽13排出，出水悬浮物可以达到5～25mg/L。
实施例2
如实施例1所述，不同的是：
所述的填料10为斜管，材料为聚丙烯，倾角设置为75°，填料10的垂直高度为1500mm。
实施例3
如实施例1所述，不同的是：
所述的填料10为斜管，材料为玻璃钢，倾角设置为60°，填料10的垂直高度为200mm。
对比例1
一种普通平流式沉淀池处理系统，废水进入沉淀池，污泥仅通过一次自然沉降使泥水进行分离，出水悬浮物浓度较高，一般在100～200mg/L，连续长期运行容易造成泥斗排泥不匀，有的泥斗会严重积泥，造成污泥上浮，使出水悬浮物变化较大，无法满足排放标准要求。
对比例2
一种普通辐流式沉淀池处理系统，废水进入沉淀池，泥水由进水管经中心布水进入到沉淀池，在沉淀池停留一定时间后，经沉淀池周边出水堰溢流进入出水槽中经出水口排出，污泥经刮泥机收集后由底部集泥斗排出，由于溢水没有经过填料强化分离，出水悬浮物较高，无法满足排放标准要求，因此，一般情况下在沉淀池后端增加设置砂滤系统或其他装置，以满足排放标准要求。
对比例3
专利文件CN113041663A公开的一种利用复合高效沉淀池处理废水的方法，不设置内置的二级泥水分离沉淀池主体。
试验例1
对实施例1和对比例1～3中处理废水的方法分别进行效果试验。
待处理的污水为系统未进行处理的高悬浮物浓度废水，废水中悬浮物浓度为3000mg/L，分别按照实施例1及对比例1～3的方法进行试验，试验数据详见表1。
表1
项目 实施例1 对比例1 对比例2 对比例3
处理前进水悬浮物mg/L 3000 3000 3000 3000
处理后出水悬浮物mg/L 260 800 750 280
处理稳定性 基本稳定 很不稳定 很不稳定 不稳定
故障率 不堵塞 不堵塞 不堵塞 易堵塞
处理要求 满足 不满足 不满足 满足
试验例2
对实施例1和对比例1～3中处理废水的方法分别进行效果试验。
待处理的污水为好氧生化处理后的废水，废水中悬浮物浓度为4000mg/L，分别按照实施例1及对比例1～3的方法进行试验，试验数据详见表2。
表2
Figure BDA0003196675990000061
Figure BDA0003196675990000071
通过表1、2数据可知，采用本发明高效一体化沉淀池处理方法，可以满足对悬浮物浓度较高的废水及好氧生化废水处理的要求，解决了普通沉淀池出水悬浮物高及填料沉淀池易堵塞垮塌的问题。沉淀池的表面负荷设计值可以提高至0.8m3/(m2·h)以上。较常规采用二级沉淀池，占地可以减少1/3-1/2；并且内置的二级泥水分离很好地解决了出水悬浮物浓度高、管道易结垢堵塞等问题，因此，该方法适用于各种规模的废水处理。CN113041663A公开的利用复合高效沉淀池处理废水的方法，尽管在出水悬浮物指标上接近本发明的水平，但是由于其直接采用填料沉淀池，运行不稳定，污泥容易附着于填料，造成填料堵塞甚至垮塌无法正常稳定运行。

Claims (10)

1.一种利用高效一体化沉淀池处理废水的方法，包括使用高效一体化沉淀池，所述高效一体化沉淀池包括用过水区连接的两个串联设置的一级沉淀池主体，沿进水方向第二个一级沉淀池主体内设置有内置的二级泥水分离沉淀池主体；所述的一级沉淀池主体的上部设置有进水管，下部设置有一级集泥区；所述的内置的二级泥水分离沉淀池主体下部设置有二级集泥区，内置的二级泥水分离沉淀池主体下部侧壁设置有布水口，内置的二级泥水分离沉淀池主体上部沿出水方向依次设置有支撑架、出水槽、出水口和排水槽，所述的支撑架上设置有填料；所述的一级污集泥区和二级集泥区分别连接一级污泥泵和二级污泥泵；
处理废水的方法，包括步骤如下：
将待处理废水通过进水管进入一级沉淀池主体，污泥经自然沉降集中到一级污集泥区，通过一级污泥泵排放至污泥浓缩池或者回流至好氧生化系统前端，上清液通过布水口进入内置的二级泥水分离沉淀池主体，由填料完成泥水分离后，污泥经自然沉降集中到二级污集泥区，通过二级污泥泵排放至污泥浓缩池或者部分回流至好氧生化系统前端，清水汇集到出水槽经出水口和排水槽排出。
2.根据权利要求1所述的利用高效一体化沉淀池处理废水的方法，其特征在于，一级沉淀池主体内，位于进水管处设置有布水挡墙。
3.根据权利要求1所述的利用高效一体化沉淀池处理废水的方法，其特征在于，所述高效一体化沉淀池的表面负荷设计值为0.8～3.5m3/(m2·h)。
4.根据权利要求1所述的利用高效一体化沉淀池处理废水的方法，其特征在于，所述高效一体化沉淀池的出水悬浮物为5～25mg/L。
5.根据权利要求1所述的利用高效一体化沉淀池处理废水的方法，其特征在于，所述的填料为斜管填料或斜板填料。
6.根据权利要求5所述的利用高效一体化沉淀池处理废水的方法，其特征在于，所述的填料倾角为45～78°。
7.根据权利要求5所述的利用高效一体化沉淀池处理废水的方法，其特征在于，填料的垂直高度为200～1800mm；
优选的，所述填料的材料选自聚丙烯、聚氯乙烯或玻璃钢。
8.根据权利要求1所述的利用高效一体化沉淀池处理废水的方法，其特征在于，所述的出水槽设置在内置的二级泥水分离沉淀池主体的内侧壁或外侧壁上。
9.根据权利要求1所述的利用高效一体化沉淀池处理废水的方法，其特征在于，所述的一级污集泥区和二级集泥区设置有排泥管，用于将污泥排出。
10.根据权利要求1所述的利用高效一体化沉淀池处理废水的方法，其特征在于，所述的排水槽由单根排水槽管道或两根以上的排水槽管道组成。
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