CN115536215A - 一种化工装置区雨水高效回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种化工装置区雨水高效回收系统。该系统包括雨水采集装置、事故池、污水处理装置和高效处理装置所述高效处理装置包括水泵，此水泵与水解池连接，水解池上连接有离心泵，所述离心泵和混凝池连接，所述混凝池上方连接有加药装置，混凝池下方连接有沉淀池，该沉淀池与过滤器连接，所述过滤器与超滤装置连接，超滤装置与回用水池连接，过滤器经控制阀门与水解池连接，所述超滤装置上具有多个超滤膜，多个超滤膜并联连接。该雨水高效回收系统中的过滤器和超滤装置还具有反冲洗功能，充分利用充分利用回收后的雨水进行冲洗，不浪费现有水资源，提高了回收雨水的利用率。

Description

一种化工装置区雨水高效回收系统

技术领域

本发明涉及雨水回收利用技术，尤其涉及一种化工装置区雨水高效回收系统。

背景技术

雨水的收集，是利用雨水收集管线将建筑的各个部位的雨水集中贮存即可。但由于各个区域雨水的强度、历时、雨量等诸多因素的不同，决定了雨水的水质变化。化工装置区的雨水不同于其他地方的雨水，其成分中的COD、氨氮、浊度都要明显高，同时化工装置区的雨水不同于城市等雨水可以直接外排，必须要检测合格才能外排，经过多次化验分析。

现有技术中，如专利号CN202010245165.0公开了社区雨水回收的具体细节，专利号CN201721787370.X和CN201810706042.5公开的家庭用水以及雨水回收的具体细节。然而化工区内的雨水指标：浊度＞200NTU，NH3-N＞2，COD＞2ppm严重超出《地表水环境质量标准》中Ⅳ类工业用水标准，所以造成化工装置区内的雨水不能直接外排。

现有的化工区雨水处理方案为：先将雨水排到大事故池，再送到污水终端进行处理，这种方案无形之中增加处理成本。鉴于此，提出这种的技术方案：将雨水进入大事故池前进行收集，然后经过混凝、曝气、反应、沉淀、过滤，将不达标雨水处理后送入系统循环水重复使用，一是节约污水处理费用，二是可以作为循环水重复使用。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种化工装置区雨水高效回收系统，该雨水高效回收系统还具有反冲洗功能，提高了回收雨水的利用率。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种化工装置区雨水高效回收系统，包括雨水采集装置、事故池、污水处理装置和高效处理装置，其特征在于，

所述高效处理装置包括水泵，此水泵与水解池连接，水解池上连接有离心泵，所述离心泵和混凝池连接，所述混凝池上方连接有加药装置，混凝池下方连接有沉淀池，该沉淀池与过滤器连接，所述过滤器与超滤装置连接，超滤装置与回用水池连接，其中，

所述过滤器上具有进水阀和出水阀，所述进水阀和出水阀联锁，所述过滤器上还连接有控制阀门，过滤器经控制阀门与水解池连接，所述过滤器上还安装有压力表，该压力表用于监测过滤器内压力，所述超滤装置上具有多个超滤膜，多个超滤膜并联连接。

在本发明的这种雨水高效回收系统中，所述沉淀池上还连接有污泥输送泵，该污泥输送泵与污水处理装置连接。

在本发明的这种雨水高效回收系统中，所述过滤器内部正常压力为0.1Mpa～0.2Mpa，当过滤器压力升高0.4Mpa或过滤器运行时间超过设定时间A后，所述过滤器进行反冲洗。

在本发明的这种雨水高效回收系统中，所述回用水池上连接有反冲洗离心泵，该反冲洗离心泵上具有反冲洗离心泵进口阀和反冲洗离心泵出口阀，所述反冲洗离心泵出口阀与过滤器连接，所述反冲洗离心泵进口阀与回用水池连接。

在本发明的这种雨水高效回收系统中，所述回用水池还与回用水池外送泵连接，且回用水池经回用水池外送泵与系统循环水连接。

在本发明的这种雨水高效回收系统中，所述超滤装置上具有顶排阀门、底排阀门和第二进水阀门，所述顶排阀门与水解池连接，所述底排阀门与回用水池连接，所述第二进水阀门与过滤器连接，所述超滤装置上还具有第一进水阀门和进气阀门，所述超滤装置上还具有洗水泵。

在本发明的这种雨水高效回收系统中，所述过滤器主要由壳顶、壳体和支腿组成，所述壳顶与壳体固定连接，壳体底部连接有支腿，所述壳体上连接有上阀口，上阀口用于与压力表连接，所述壳体一侧连接有第一阀口，所述第一阀口与进水阀连接，所述壳体的另一侧连接有第二阀口和第三阀口，第二阀口与控制阀门连接，第三阀口与出水阀连接。

在本发明的这种雨水高效回收系统中，所述壳体内部安装有过滤组，所述过滤组包括多根过滤管和支板，所述支板用于固定过滤管。

在本发明的这种雨水高效回收系统中，所述超滤装置包括多个超滤膜组，所述超滤膜组具有膜架，多个超滤膜固定连接在膜架上，水管位于所述超滤膜上方，且超滤膜与水管对应，横档架固定连接在所述膜架上，横档架用于固定多根水管，多根水管均与产水管连接，产水管第一进水阀门73连接。

在本发明的这种雨水高效回收系统中，所述超滤装置反冲洗的主要步骤为：

第一步，超滤装置排水：将超滤装置上的顶排阀和底排阀门打开，把超滤膜内的水位降至其中部位置，排水时间控制在15s，然后关闭底排阀门；

第二步，气洗：打开进气阀门，由超滤膜进水端进行擦洗，污垢从顶排阀门排出，设定气洗时间10s；

第三步，气水反洗：在进行第二步的同时打开第二进水阀门，启动洗水泵对超滤膜进行反向冲洗，污垢由顶排阀门排出。设定气水共反洗时间30s；

第四步，水力反洗：关闭进气阀门，打开底排阀门，关闭顶排阀门，超滤膜继续进行反向冲洗，污垢从膜组件底排阀门排出，设定反冲洗时间15s；

第五步，正冲：停止洗水泵后，关闭第一进水阀门，将顶排阀门打开、关闭底排阀门、打开第二进水阀门，由超滤膜的进水口进入正冲，污垢从顶排阀门排出。正冲时间10s；

第六步，运行：打开第二进水阀门，关闭顶排阀门，即完成超滤装置的反冲洗。

在本发明的这种雨水高效回收系统中，所述过滤器反冲洗的主要步骤为：

第一步，当过滤器内压力升高0.4Mpa或过滤器运行时间超过设定时间B后，打开出水阀；

第二步，启动反冲洗离心泵，将回用水池内的雨水作为反冲洗介质对过滤器内部进行清洗，设定冲洗时间为15s；

第三步，关闭出水阀，打开控制阀门，将冲洗后的雨水中含有的悬浮物和杂质排入水解池；

第四步，停止反冲洗离心泵，关闭控制阀门。

在本发明的这种雨水高效回收系统中，所述过滤器的反冲洗的主要步骤为：

第一步，当过滤器内压力升高0.4Mpa或过滤器运行时间超过设定时间15min后，关闭出水阀；

第二步，启动反冲洗离心泵，将回用水池内的雨水作为反冲洗介质对过滤器内部进行清洗；

第三步，关闭出水阀，打开控制阀门，将冲洗后的雨水中含有的悬浮物和杂质排入水解池；

第四步，停止反冲洗离心泵，关闭控制阀门。

实施本发明的这种化工装置区雨水高效回收系统，具有以下有益效果：该雨水高效回收系统通过水解池和混凝池，降低水中的COD、NH3-N含量，并且通过过滤器和超滤装置二次对处理过的雨水进行过滤，使得雨水中的浊度达标。该雨水高效回收系统中的过滤器和超滤装置还具有反冲洗功能，充分利用充分利用回收后的雨水进行冲洗，不浪费现有水资源，提高了回收雨水的利用率。

附图说明

图1为本发明雨水高效回收系统的工艺框图；

图2为本发明雨水高效回收系统的流程结构图；

图3为本发明未处理雨水的流程结构图；

图4为本发明过滤器的结构示意图；

图5为本发明超滤装置的结构示意图；

图6为本发明雨水高效回收系统的详细流程结构图；

图7为本发明过滤器的结构示意图；

图8为本发明过滤组的结构示意图；

图9为本发明超滤膜组的结构示意图；

附图标记表示为：水泵1、水解池2、离心泵3、混凝池4、加药装置41、沉淀池5、污泥输送泵51、过滤器6、壳顶60、上阀口601、壳体602、第一阀口603、支腿604、过滤组605、过滤管6051、支板6052、第一角度6053、第二角度6054、第二阀口606、第三阀口607、下阀口608、进水阀61、出水阀62、压力表63、控制阀门64、超滤装置7、超滤膜组70、膜架701、超滤膜702、水管703、横档架704、产水管705、顶排阀门71、底排阀门72、第一进水阀门73、进气阀门74、第二进水阀门75、回用水池8、反冲洗离心泵81、反冲洗离心泵进口阀80、反冲洗离心泵出口阀82、回用水池外送泵9、系统循环水10。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1至图6所示，本发明的这种化工装置区雨水高效回收系统，包括雨水采集装置（装置一）、事故池（装置二）、污水处理装置（装置三）和高效处理装置。其中，事故池有效容积计算式为Vs=Fs·Hs/1000，式中Vs为事故池容积（m³），Fs为雨水污染面积（m²），Hs为降雨深度（mm）。

如图2所示，高效处理装置包括水泵1。此水泵1与水解池2连接，水解池2上连接有离心泵3，离心泵3和混凝池4连接，混凝池4上方连接有加药装置41，加药装置41为PAC加药装置。混凝池4下方连接有沉淀池5，该沉淀池5与过滤器6连接，过滤器6与超滤装置7连接，超滤装置7与回用水池8连接。沉淀池5上还连接有污泥输送泵51，该污泥输送泵51与污水处理装置（装置三）连接。如图4所示，过滤器6上具有进水阀61和出水阀62，进水阀61和出水阀62联锁运行。过滤器6上还连接有控制阀门64，过滤器6经控制阀门64与水解池2连接，过滤器6上还安装有压力表63，该压力表63用于监测过滤器6内压力，过滤器6内部正常压力为0.1Mpa～0.2Mpa。

如图5所示，超滤装置7上具有多个超滤膜，多个超滤膜并联连接，超滤装置7上还具有顶排阀门71、底排阀门72和第二进水阀门75。顶排阀门71与水解池2连接，底排阀门72与回用水池8连接，第二进水阀门75与过滤器6连接。超滤装置7上还安装有第一进水阀门73和进气阀门74，超滤装置7上还具有洗水泵。如图5和图9所示，超滤装置7包括多个超滤膜组70。超滤膜组70具有膜架701，多个超滤膜702固定连接在膜架701上，水管703位于超滤膜702上方，且超滤膜702与水管703对应。横档架704固定连接在膜架701上，横档架704用于固定多根水管703，多根水管703均与产水管705连接，产水管705第一进水阀门73连接。

如图2至图4所示，回用水池8上连接有反冲洗离心泵81，该反冲洗离心泵81上具有反冲洗离心泵进口阀80和反冲洗离心泵出口阀82。反冲洗离心泵出口阀82与过滤器6连接，反冲洗离心泵进口阀80与回用水池8连接。回用水池8还与回用水池外送泵9连接，且回用水池8经回用水池外送泵9与系统循环水10连接。

在本实施例中，雨水采集装置将含有COD、氨氮、浊度的雨水经水泵1送到水解池2中，在水解池2中完成对COD、NH3-N等污染物的生化处理，通过缺氧和好氧不同的处理阶段，在微生物的作用下，去除COD、NH3-N等污染物，最终达到废水净化的目的。从水解池2出来的雨水在离心泵3的作用下进入混凝池4，混凝池4内部连接有搅拌装置，搅拌装置对混凝池4内的雨水进行搅动，同时由于在水解池2内的生化处理作用下，此时雨水PH值会降低，呈现酸性，为确保雨水酸碱度，需要加药装置41，按照需要往混凝池中增加混凝剂和助凝剂，其目的在于，一是平衡雨水的PH值，二是混凝剂和助凝剂的作用下让不合格雨水絮状凝聚。其中，添加药剂可选用聚合氯化铝，聚合氯化铝具有吸附、凝聚、沉淀等性能，固体聚合氯化铝稀释成液体时，按聚合氯化铝固体∶清水=1∶10质量比混合溶解即可，同时，当雨水浊度过高亦可选用聚丙烯酰胺。

在本实施例中，混凝池4中的雨水不断地絮状凝结之后流入到沉淀池5中，在沉淀池5中将较大絮状凝结的杂质沉淀到底部，此时，雨水中的COD、NH3-N经过处理含量已经达标，但并为对雨水中的浊度进行处理，经过沉淀池5沉淀后的雨水进入到过滤器6中，过滤器6内部结构具有锰砂和活性炭，锰砂和活性炭可吸附，雨水中的悬浮物和杂质等，将雨水进行过滤。

如图7至图8所示，过滤器6主要由壳顶60、壳体602和支腿604组成。壳顶60与壳体602固定连接，壳体602底部固定连接有多个支腿604，壳体60上连接有上阀口601，上阀口601用于与压力表63连接。壳体60的一侧连接有第一阀口603，第一阀口603与进水阀61连接。壳体60的另一侧连接有第二阀口606和第三阀口607，第二阀口606与控制阀门64连接，第三阀口607与出水阀62连接，壳体下方连接有下阀口608，下阀口608与反冲洗离心泵出口阀82连接。其中，壳体60内部安装有过滤组605，过滤组605包括多根过滤管6051和支板6052，支板6052用于固定过滤管6051。如图8所示，多根过滤管呈三角排列，两支板6052之间的夹角为60°，即第一角度6053和第二角度6054的角度为60°，过滤管6051内部含有锰砂和活性炭。

在本实施例中，不合格雨水在进入到沉淀池5中，在沉淀池5中要经过3小时的静置，确保在所加絮凝剂等添加剂作用下沉淀。此时，污泥输送泵51在液位连锁下实现远程自启，将在沉淀池5中的污泥输送到污水处理装置（装置三），但是相比较之前的现在处理量只有原来的20%，本发明雨水高效回收系统回收率高达80%，节约污水处理费用。

在本实施例中，为了保证雨水中的浊度进一步达到使用要求（浊度＜5NTU），过滤器6中的雨水需要进一步降浊度处理，进入超滤装置7中，超滤装置7中有多个超滤膜并排连接，经过超滤膜的雨水最终成为合格雨水流入回用水池8中，回用水池外送泵9将回用水池中的合格雨水输送到系统循环水使用。

在本实施例中，过滤器6内部正常压力为0.1Mpa～0.2Mpa。过滤器6正向过滤雨水的杂质悬浮物，过滤器6内部压力也会随之升高。当过滤器6阻力升高0.4Mpa或过滤器6运行时间超过设定时间15min后，也就是锰砂和活性炭吸附的杂质较多时，过滤器6需要进行反冲洗。

过滤器6的反冲洗的主要步骤为：首先，当过滤器6内压力升高0.4Mpa或过滤器运行时间超过设定时间15min后，打开出水阀62；随后，启动反冲洗离心泵81，将回用水池8内的雨水作为反冲洗介质对过滤器6内部进行清洗；然后，关闭出水阀62，打开控制阀门64，将冲洗后的雨水中含有的悬浮物和杂质排入水解池2；最后，停止反冲洗离心泵81，关闭控制阀门64，其中，由于冲洗后的雨水中有大量的悬浮物和杂质，所以直接将其排到水解池2中，按照不合格雨水处理步骤重新处理。

在本实施例中，超滤装置7反冲洗的主要步骤为：第一步，超滤装置排水：将超滤装置7上的顶排阀门71和底排阀门72打开，把超滤膜内的水位降至其中部位置，排水时间控制在15s，然后关闭底排阀门72；第二步，气洗：打开进气阀门74，由超滤膜进水端进行擦洗，污垢从顶排阀门71排出，设定气洗时间10s；第三步，气水反洗：在进行气洗的同时打开第二进水阀门75，启动洗水泵对超滤膜进行反向冲洗，污垢由顶排阀门71排出。设定气水共反洗时间30s；第四步，水力反洗：关闭进气阀门74，打开底排阀门72，关闭顶排阀门71，超滤膜继续进行反向冲洗，污垢从膜组件底排阀门72排出，设定反冲洗时间15s；第五步，正冲：停止洗水泵后，关闭第一进水阀门73，将顶排阀门71打开、关闭底排阀门72、打开第二进水阀门75，由超滤膜的进水口进入正冲，污垢从顶排阀门71排出。正冲时间10s；第六步，运行：打开第二进水阀门75，关闭顶排阀门71，即完成超滤装置的反冲洗。

在本实施例中，本发明的这种化工装置区雨水高效回收系统，具有以下有益效果：该雨水高效回收系统通过水解池和混凝池，降低水中的COD、NH3-N含量，并且通过过滤器和超滤装置二次对处理过的雨水进行过滤，使得雨水中的浊度达标。该雨水高效回收系统中的过滤器和超滤装置还具有反冲洗功能，充分利用充分利用回收后的雨水进行冲洗，不浪费现有水资源，提高了回收雨水的利用率。其中，雨水在进入到沉淀池静置后，此时，污泥输送泵启动，将在沉淀池底部的污泥输送到污水处理装置中，相比较之前的雨水处理量降低了80%，仅需处理化工区雨水中的污泥沉淀即可，节约污水处理费用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种化工装置区雨水高效回收系统，包括雨水采集装置、事故池、污水处理装置和高效处理装置，其特征在于，

所述高效处理装置包括水泵，此水泵与水解池连接，水解池上连接有离心泵，所述离心泵和混凝池连接，所述混凝池上方连接有加药装置，混凝池下方连接有沉淀池，该沉淀池与过滤器连接，所述过滤器与超滤装置连接，超滤装置与回用水池连接，其中，

所述过滤器上具有进水阀和出水阀，所述进水阀和出水阀联锁，所述过滤器上还连接有控制阀门，过滤器经控制阀门与水解池连接，所述超滤装置上具有多个超滤膜，多个超滤膜并联连接。

2.根据权利要求1所述的雨水高效回收系统，其特征在于，所述沉淀池上还连接有污泥输送泵，该污泥输送泵与污水处理装置连接。

3.根据权利要求1或2所述的雨水高效回收系统，其特征在于，所述过滤器内部正常压力为0.1Mpa～0.2Mpa，当过滤器压力升高0.4Mpa或过滤器运行时间超过设定时间A后，所述过滤器进行反冲洗。

4.根据权利要求3所述的雨水高效回收系统，其特征在于，所述回用水池上连接有反冲洗离心泵，该反冲洗离心泵上具有反冲洗离心泵进口阀和反冲洗离心泵出口阀，所述反冲洗离心泵出口阀与过滤器连接，所述反冲洗离心泵进口阀与回用水池连接。

5.根据权利要求4所述的雨水高效回收系统，其特征在于，所述回用水池还与回用水池外送泵连接，且回用水池经回用水池外送泵与系统循环水连接。

6.根据权利要求1所述的雨水高效回收系统，其特征在于，所述超滤装置上具有顶排阀门、底排阀门和第二进水阀门，所述顶排阀门与水解池连接，所述底排阀门与回用水池连接，所述第二进水阀门与过滤器连接，所述超滤装置上还具有第一进水阀门和进气阀门。

7.根据权利要求6所述的雨水高效回收系统，其特征在于，所述超滤装置反冲洗的主要步骤为：

第一步，超滤装置排水：将超滤装置上的顶排阀和底排阀门打开，把超滤膜内的水位降至其中部位置，然后关闭底排阀门；

第二步，气洗：打开进气阀门，由超滤膜进水端进行擦洗，污垢从顶排阀门排出，设定气洗时间a₁；

第三步，气水反洗：在进行第二步的同时打开第二进水阀门，超滤膜进行反向冲洗，污垢由顶排阀门排出。设定气水共反洗时间a₂；

第四步，水力反洗：关闭进气阀门，打开底排阀门，关闭顶排阀门，超滤膜继续进行反向冲洗，污垢从膜组件底排阀门排出，设定反冲洗时间a₃；

第五步，正冲：关闭第一进水阀门，打开顶排阀门、关闭底排阀门、打开第二进水阀门，由超滤膜的进水口进入正冲，污垢从顶排阀门排出。设定正冲时间a₄；

第六步，运行：打开第二进水阀门，关闭顶排阀门。

8.根据权利要求4所述的雨水高效回收系统，其特征在于，所述过滤器的反冲洗的主要步骤为：

第一步，当过滤器内压力升高0.4Mpa或过滤器运行时间超过设定时间B后，打开出水阀；

第二步，启动反冲洗离心泵，将回用水池内的雨水作为反冲洗介质对过滤器内部进行清洗；

第三步，关闭出水阀，打开控制阀门，将冲洗后的雨水中含有的悬浮物和杂质排入水解池；

第四步，停止反冲洗离心泵，关闭控制阀门。

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