CN115417538A - 承压式一体化冶金污水高效净化处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种承压式一体化冶金污水高效净化处理装置。包括:封闭式承压壳体,在所述壳体内包括由下至上顺序连通3个功能区:混凝区、斜管沉淀区与过滤区;在混凝区及沉淀区的下端分别连接有排污管;在所述壳体的上部和下部分别设有延伸至所述壳体外部的出水管和进水管;所述混凝区位于壳体的下部,包括三个同轴套设在壳体内的环形区:胶体凝聚区、吸附架桥絮凝区、网捕卷扫絮凝区,每个环形区内排布有星型涡流反应器;胶体凝聚区上部竖直设置有文丘里管,文丘里管由渐缩段、喉道和渐扩段三段组成;渐缩段的入口端与胶体凝聚区上出水口对应设置;渐扩段的出水口顶部设置有倒锥形分水帽。本发明设备不易堵塞、维护简单方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种承压式一体化冶金污水高效净化处理装置,属于节能环保型污水处理设备,适用于钢铁企业多种污水的净化处理,特别适用于钢铁企业连铸、热轧系统浊环水的净化处理,也可用于其它行业污水的净化处理。
背景技术
在钢铁行业中,传统的连铸、热轧生产线的浊环水系统,普遍采用如下处理流程,来自生产线的冲渣污水靠重力流进入旋流池,出水经一级加压泵站送至化学除污器,出水再经二级加压泵站送至冷却塔降温,为了保证出水水质,需再经三级提升泵站提升至过滤器,过滤后的水再经四级加压泵站送至连铸、热轧生产线用以清洗产品表面和产品降温,产生的冲渣污水不断如此循环,传统的浊环水系统流程的各级水处理设施占地面积大、土建工程量大、土建施工难度也相对较大,大大增加了一次性基础设施投资,而且多级加压泵站的投入使用也大大提高了运行成本,随着技术的不断发展,技术人员研发了压力式化学除油器(详见中国专利申请号:201010605762.6,201110163180.1,201921808723.9),利用出水余压可直接进入冷却塔,节省了二级加压泵房的建设费用,但仍需要设置过滤提升泵房,浊环水处理工艺占地依然很大,为了进一步节约占地、进一步节能降耗,多功能一体化、高度集成式净水设备应运而生,而纵观现有的集成式净水设备,普遍存在以下问题:
1、申请号201110163180.1发明名称:多功能压力式化学除油污水净化设备是将絮凝、沉淀、过滤等功能集中到一起,虽利用余压进行反冲洗,但实际应用过程中过滤层无法高效清洗,过滤层堵塞严重。
2、申请号201921808723.9发明名称:承压式一体化除污除油装置采用空心球形絮凝反应器来增加装置内的涡流,空心球形絮凝反应器容易淤积大量污泥,从而增加了设备排泥难度,加剧了设备污堵的概率。
发明内容
为克服上述缺陷,本发明的目的在于提供一种承压式一体化冶金污水高效净化处理装置,该污水净化处理装置能够克服上述缺陷,集混凝、沉淀、过滤于一体,节省了二级及三级提升泵房,节约了占地面积及运行成本,而且设备不易堵塞、维护简单方便,全程封闭。
为达到上述目的,本发明承压式一体化冶金污水高效净化处理装置,包括:封闭式承压壳体,在所述壳体内包括由下至上顺序连通3个功能区:混凝区、斜管沉淀区与过滤区;在混凝区及沉淀区的下端分别连接有排污管;在所述壳体的上部和下部分别设有延伸至所述壳体外部的出水管和进水管;其中,
所述混凝区位于壳体的下部,包括三个同轴套设在壳体内的环形区:胶体凝聚区、吸附架桥絮凝区、网捕卷扫絮凝区,每个环形区内排布有星型涡流反应器;
所述胶体凝聚区位于内环;胶体凝聚区底部与进水管相连通;
胶体凝聚区上部竖直设置有文丘里管,文丘里管由渐缩段、喉道和渐扩段三段组成;渐缩段的入口端与胶体凝聚区上出水口对应设置,且在文丘里管的渐缩段入口端设置有助凝剂投加管;渐扩段的出水口顶部设置有倒锥形分水帽;
扩散管喷出污水经过倒锥形分水帽进入到位于中间环的吸附架桥絮凝区上部进水口;以使加入高分子助凝剂的污水能够形成“胶体-高分子-胶体”的絮凝体;
吸附架桥絮凝区底部出水口与最外环网捕卷扫絮凝区的底部进水口相连通;网捕卷扫絮凝区上部出水口处设置有泥渣拦截网。
进一步的,所述斜管沉淀区位于混凝区上部,由斜管填料层以及设置在斜管填料层下方中部的污泥斗组成;污泥斗底部设置有污泥排出管;
过滤区设置在斜管沉淀区上方,过滤区包括:水平设置在壳体内的集水管;集水管的一端向外延伸伸出壳体外为出水管,另一端密闭设置;在集水管上轴向间隔设置有多层盘状支架,集水管管壁上对应每层支架设置在出水口;在每层支架外覆设有滤布。
进一步的,所述的除污装置还包括所述的集水管旋转设置在壳体侧壁上;所述的集水管的一端与驱动装置传动连接;在所述的壳体内对应每个支架两侧的滤布设置有刮泥板。
进一步的,在壳体外对应每个支架设置有超声波清洗组件。
进一步的,在所述的污所述的污泥斗周侧与壳体侧壁之间设置有止逆装置。
进一步的,进水管上安装有管道混合器,管道混合器上安装有混凝剂投加管。
进一步的,所述的胶体凝聚区底部与进水管呈切线设置。可以使进入胶体凝聚区的污水形成旋涡状上升,有利于与助凝剂充分混合。
与现有技术相比,本发明具有以下特点和优点:
1、本发明将混凝、沉淀、过滤等功能集中到一起,通过增加超声波清洗功能,与化学清洗功能,可实现对过滤区滤布的彻底清洗,与现有同类设备相比,具有出水稳定,不易堵塞的优点。
2、本发明利用星型涡流反应器来增加装置内的涡流,星型涡流反应器不易聚集污泥,设备排泥通畅,不会发生堵塞问题。
3、本发明所述装置将混凝沉淀区与过滤区设计为可拆分结构,降低了后期维护、检修的难度,增加了装置使用寿命。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释,并不限定本发明的范围。其中,
图1为本发明承压式一体化冶金污水高效净化处理装置的结构示意图;
图2为底部平面布置图;
图3位顶部平面布置图;
图4为滤布滤盘的剖视示意图。
图中标号:1、装置壳体;2、管式混合器;3、星型涡流反应器;4、渐缩管;5、喉管; 6、渐扩管;7、泥渣拦截网;8、混凝区排泥管;9、斜管沉淀区排泥管;10、混凝剂投加管; 11、助凝剂投加管;12、止逆板;13、斜管;16、出水槽;17、滤布滤盘转动电机(变频);18、出水管(反洗进水管);19、多级滤布滤盘;20、法兰盘;21、超声波清洗组件;22、密封圈;23、滤布滤盘集水管;24设备支座;25:污泥回流通道;26、支撑支架;27、连接支架;28、隔板;29、自动排气阀;30:污泥刮刀(塑料材质);
a:胶体凝聚区;b:助凝剂混合区;c:吸附架桥絮凝区;
d:网捕卷扫絮凝区;e:沉淀区;f:过滤区。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的一实施例,如图所示包括:封闭式承压壳体1,在所述壳体内包括3个功能区,分别为混凝区、斜管沉淀区e与过滤区f,所述混凝区、斜管沉淀区e与过滤区f由下至上顺序连通,过滤区f与混凝区、斜管沉淀区e,混凝区与底部污泥斗由法兰连接,在混凝区及沉淀区e的下端分别连接有排污管,所述排污管将各区域产生的污泥排出;在所述壳体的上部和下部分别设有延伸至所述壳体外部的出水管和进水管,进水管上安装有管道混合器2已实现混凝剂与污水的快速混合。
所述混凝区包括胶体凝聚区a、助凝剂混合区b、吸附架桥絮凝区c、网捕卷扫絮凝区d,各功能区呈环形布置,其内排布有星型涡流反应器;
其中,所述胶体凝聚区a、所述助凝剂混合区b由下至上顺序连通,且位于内环;胶体凝聚区a主要实现污水中胶体颗粒脱稳,助凝剂混合区b主要利用文丘里管使得添加助凝剂的污水不断返混,进而实现助凝剂与污水充分混合,也能增加反应器内“活性污泥”的浓度;
所述吸附架桥絮凝区c位于中间环,该絮凝区由于高分子助凝剂的加入,能够形成“胶体-高分子-胶体”的絮凝体,高分子助凝剂在这里起到架桥作用;
所述网捕卷扫絮凝区d位于最外环,此区域絮体颗粒较大,沉淀性能较好,在泥渣拦截网的拦截下,大的絮凝体被拦截到此区域,渐渐地能够形成污泥悬浮层,污泥悬浮层起到澄清作用,能够吸附污水中的细小凝聚体,也避免了大的絮凝体进入斜管沉淀区堵塞斜管,随着澄清反应的不断进行,失去活性的污泥会沉淀到混凝区底部的污泥斗,而吸附架桥区具有活性的新的絮体会被补充到悬浮污泥层内;
所述斜管沉淀区e位于混凝区上部,由斜管填料层与污泥斗组成,没有被活性污泥层拦截下来的细小凝聚体会在斜管沉淀区发生沉淀,沉淀到污泥斗内的污泥会随污泥管排出;
所述过滤区f为过滤区设置在斜管沉淀区上方位于壳体1上部,过滤区包括:水平设置的集水管;集水管设置斜管填料层上部;在集水管上轴向间隔设置有多层盘状支架,集水管管壁上对应每层支架设置在通水孔;在每层支架外覆设有滤布;集水管向壳体外延伸形成出水管。该多层过滤结构类似于市面上的滤布滤池,滤布包裹固定在支架上,从而对集水管进入的污水中的污染物起到拦截作用,滤布的孔径属于微米级,所以该过滤属于微滤。
胶体凝聚区a、吸附架桥絮凝区c与网捕卷扫絮凝区d内排布有星型涡流反应器,星型涡流反应器被串成长串固定在装置内,其排布密度由内到外变小,最佳布置密度应由水力计算确定,絮体的大小从内到外是逐渐变大的,所以速度梯度应逐渐由内到外逐渐变小;
助凝剂混合区为文丘里混合管,由渐缩段4、喉管5、渐扩段6组成,渐缩段4外侧为污泥回流通道,所投加助凝剂一般为PAM,加药管位于渐缩段与胶体凝聚区交界处,喉管处流速突然变大,致使周边产生负压,投加过助凝剂的污水从污泥回流通道不断回流,使得助凝剂与污水不断混合,也增加了吸附架桥絮凝区的“活性污泥”浓度;喉管的管径及污泥回流强度可根据CFD模拟确定;文丘里混合管上方设置有分水帽(为污泥斗的底部),用于将渐扩段6喷出的水分散到周侧下方的吸附架桥絮凝区c。
网捕卷扫絮凝区d顶部布置有泥渣拦截网7,拦截网孔径应根据絮凝体平均粒径确定,絮凝体平均粒径应由试验测定;斜管沉淀区e进水口为环形缝,环形缝面积大小应由过水量确定,进水流速初始方向为水平方向,且进水流速在一定的合理范围内(一般不大于0.1m/s),确保水流不会影响污泥沉淀,环形缝口设置止逆板,目的是防止沉淀下来的污泥落回混凝区,也能防止过滤区与斜管沉淀区反冲洗时或化学清洗时,反冲洗水或化学清洗药剂回流至下部混凝区;
作为本发明进一步的改进,集水管两端可旋转设置在壳体侧壁上;在壳体1顶部设置变频电机(含减速器)17放置,电机转动轴与通过链条与集水管传动连接;在每个滤布滤盘外对应设置刮泥板30。设备反冲洗时开启电机使滤布滤盘旋转起来,随着滤布滤盘19的旋转,滤布滤盘外对应的刮泥板30会将滤布外的污泥的大颗粒物质会被刮掉;同时通过出水口向内供反清洗用水以及同时超声波发生器21,在超声波的作用下滤布内的残存杂质会被洗掉,反冲洗水通过斜管沉淀区内污泥斗内的排泥管排出,当该装置长时间运行时若发现通过清水反冲洗无法恢复净化能力时,可通过在反冲洗水中投加化学清洗药剂对设备进行彻底的清洗。超声波发生器21通常由超声波发生装置和振子组成,将振子安装在壳体外(该处壳体厚度不大于5mm);起动超声波发生装置以驱动振子产生超声波。
在本说明书的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种承压式一体化冶金污水高效净化处理装置,其特征在于,包括:封闭式承压壳体,在所述壳体内包括由下至上顺序连通3个功能区:混凝区、斜管沉淀区与过滤区;在混凝区及沉淀区的下端分别连接有排污管;在所述壳体的上部和下部分别设有延伸至所述壳体外部的出水管和进水管;其中,
所述混凝区位于壳体的下部,包括三个同轴套设在壳体内的环形区:胶体凝聚区、吸附架桥絮凝区、网捕卷扫絮凝区,每个环形区内排布有星型涡流反应器;
所述胶体凝聚区位于内环;胶体凝聚区底部与进水管相连通;
胶体凝聚区上部竖直设置有文丘里管,文丘里管由渐缩段、喉道和渐扩段三段组成;渐缩段的入口端与胶体凝聚区上出水口对应设置,且在文丘里管的渐缩段入口端设置有助凝剂投加管;渐扩段的出水口顶部设置有倒锥形分水帽;
扩散管喷出污水经过倒锥形分水帽进入到位于中间环的吸附架桥絮凝区上部进水口;以使加入高分子助凝剂的污水能够形成“胶体-高分子-胶体”的絮凝体;
吸附架桥絮凝区底部出水口与最外环网捕卷扫絮凝区的底部进水口相连通;网捕卷扫絮凝区上部出水口处设置有泥渣拦截网。
2.如权利要求1所述的承压式一体化冶金污水高效净化处理装置,其特征在于,所述斜管沉淀区位于混凝区上部,由斜管填料层以及设置在斜管填料层下方中部的污泥斗组成;污泥斗底部设置有污泥排出管;
过滤区设置在斜管沉淀区上方,过滤区包括:水平设置在壳体内的集水管;集水管的一端向外延伸伸出壳体外为出水管,另一端密闭设置;在集水管上轴向间隔设置有多层盘状支架,集水管管壁上对应每层支架设置在出水口;在每层支架外覆设有滤布。
3.如权利要求1所述的承压式一体化冶金污水高效净化处理装置,其特征在于,所述的除污装置还包括所述的集水管旋转设置在壳体侧壁上;所述的集水管的一端与驱动装置传动连接;在所述的壳体内对应每个支架两侧的滤布设置有刮泥板。
4.如权利要求1所述的承压式一体化冶金污水高效净化处理装置,其特征在于,在壳体外对应每个支架设置有超声波清洗组件。
5.如权利要求2所述的承压式一体化冶金污水高效净化处理装置,其特征在于,在所述的污泥斗周侧与壳体侧壁之间设置有止逆装置。
6.如权利要求1所述的承压式一体化冶金污水高效净化处理装置,其特征在于,进水管上安装有管道混合器,管道混合器上安装有混凝剂投加管。
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