CN116282440A - 污水处理的药剂添加装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于污水处理领域，具体是一种污水处理的药剂添加装置及方法。为弱化絮凝剂的絮体被打散程度和减少絮凝剂使用量，本发明所述的污水处理的药剂添加装置包括：反应池、药剂加投器和气体混合器。反应池与原水管道连通，原水管道自反应池从上向下倾斜设置。药剂加投器与原水管道连通；药剂加投器被配置为向原水管道内投送絮凝剂和/或助凝剂。气体混合器设置于靠近反应池的原水管道内，气体混合器被配置为：向原水、絮凝剂和/或助凝剂的混合液体的下方注入气体。本发明所述的污水处理的药剂添加方法包括向添加絮凝剂的原水内注入气体进行搅拌。本发明可以辅助絮凝剂在原水中的混合均匀，提高絮凝剂的絮凝效果并减少絮凝剂使用量。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体是一种污水处理的药剂添加装置及方法。
背景技术
煤矿作业过程中可能存在洗煤污水、渗透至矿井内地下水以及防尘、灌浆等作业产生的污水，煤矿污水往往伴随大量煤渣、泥土等。
煤矿污水的处理过程可以是：将原水经管道和提升泵输送至调节池内，原水内大量煤渣和泥土沉降至调节池底部，经过沉淀处理的原水通过泵站输送至管道混合器或混凝沉淀池，为进一步对原水内悬浮杂质进行处理，一般向经过沉淀处理的原水添加絮凝剂。
对煤矿污水处理工艺中，一种常用的絮凝剂是聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺具有结构稳定和无毒的特性，对人体伤害较小，但是聚丙烯酰胺的合成单体丙烯酰胺具有神经毒性。长时间、大剂量使用，可能存在絮凝剂渗透至地下水，进而危害人体健康的问题。
另一方面，絮凝剂在使用过程中，需要与污水进行充分混合，以便高效地吸收污水内的杂质。但是，絮凝剂与污水混合的方式一般是采用搅拌器或管道混合器进行，其中，管道混合器存在混合不均匀和管道易堵塞的问题，搅拌器存在将絮体打散的问题，为保证絮凝过程中，对污水处理到位，上述问题一般通过加大絮凝剂的使用剂量进行弥补，因此造成成本上升和环境二次污染的问题。
发明内容
为克服上述相关技术中的缺陷，一方面，本发明的一些实施例提出一种污水处理的药剂添加装置。所述的污水处理的药剂添加装置包括：反应池、药剂加投器和气体混合器。其中，所述反应池与原水管道连通，所述原水管道自反应池从上向下倾斜设置。药剂加投器与所述原水管道连通；所述药剂加投器被配置为向所述原水管道内投送絮凝剂和/或助凝剂。气体混合器设置于靠近所述反应池的原水管道内，所述气体混合器被配置为：向原水、所述絮凝剂和/或助凝剂的混合液体的下方注入气体。
其中，所述气体混合器包括：气体排放单元、气体排放口和进气管道。气体排放单元为长条结构，所述气体排放单元固定于所述原水管道内，且与所述原水管道下侧内壁固定连接，所述气体排放单元内部设置有储气空腔。多个所述气体排放口分布于所述气体排放单元上且面向所述原水管道内部，所述气体排放口与所述储气空腔连通。所述进气管道贯穿所述原水管道与所述储气空腔连通。
优选地，所述原水管道上设置有投药点，所述药剂加投器通过所述投药点与所述原水管道连通。所述气体混合器设置于所述投药点和所述反应池之间的原水管道内。
优选地，所述气体排放口通过气体排放管道与所述储气空腔连通。所述气体混合器还包括：储药空腔、排药管道和进药管道。其中，储药空腔设置于所述气体排放单元内。多个所述排药管道的一端与所述储药空腔连通，每个所述排药管道与多个气体排放管道连通。进药管道贯穿所述原水管道，所述进药管道的一端与所述药剂加投器连通，所述进药管道的另一端与所述储药空腔连通。
优选地，所述气体混合器至所述反应池之间的原水管道的内径逐步增大。
优选地，所述气体排放单元的截面是与所述原水管道内壁相适应的弧形，所述气体排放单元与所述原水管道的下半部分的内侧壁贴合。
优选地，所述气体排放单元贴合所述原水管道的侧壁与所述气体排放单元靠近所述原水管道内部的侧壁之间的距离，小于所述原水管道内径的1/10。
优选地，多个所述气体排放口均匀分布于所述气体排放单元靠近所述原水管道内部的侧壁上，所述气体排放口的直径为0.8mm~2.5mm。
另一方面，本发明的一些实施例还提供一种污水处理的药剂添加方法，适用于上述任一项实施例所述的污水处理的药剂添加装置，所述污水处理的药剂添加装置包括原水管道，所述原水管道内输送原水。
所述污水处理的药剂添加方法包括：向所述原水底部输入气体，所述气体被配置为搅拌原水。向输入气体之前位置处或者输入气体位置处的原水中添加絮凝剂和/或助凝剂。
优选地，所述污水处理的药剂添加装置还包括管道混合器或者反应池。所述污水处理的药剂添加方法还包括：所述絮凝剂和/或助凝剂在所述管道混合器或者反应池的原水内进行絮凝反应。
本发明的有益效果在于：
第一、本发明的气体混合器通过向原水内注入气体，可以对原水形成搅拌效果，便于絮凝剂发生絮凝反应后与原水内杂质充分接触，例如絮凝剂在原水内均匀产生絮凝反应，絮凝剂生成絮体均匀分布于原水内；同时不会因搅拌叶片将絮体的大分子链打散，可以充分保证絮凝剂的絮凝效果。
第二、本发明的气体混合器设置位置，可以确保含絮凝剂的原水被气体充分搅拌，使絮凝剂发生絮凝过程的同时与原水混合均匀。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明的结构图；
图2为本发明所述的原水管道在水平方向上的截面图；
图3为本发明的一种原水管道在竖直方向上的截面图；
图4为本发明的一种气体混合器在竖直方向上的截面图；
图5为本发明的一种气体混合器的剖视图；
图6为本发明的另一种气体混合器在竖直方向上的一种截面图；
图7为本发明的另一种气体混合器在竖直方向上的另一种截面图；
图8为本发明的另一种气体混合器在竖直方向上的又一种截面图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。
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。
以下通过实施例具体阐述：
在一些实施例中，如图1所示，一种煤矿污水处理系统包括：提升泵1、调节池2、泵站3、药剂加投器4、混凝沉淀池5和过滤器等。其中，提升泵1自矿井内将污水抽至调节池2内，污水在调节池2内经过水质调节后，污水中大颗粒煤渣和泥土沉淀至调节池2底部，经过沉降的污水通过泵站3抽至混凝沉淀池5内。
本申请中，调节池2中经过沉降的污水也称之为原水，泵站3与混凝沉淀池5之间的管路可以为原水管道6。原水中包含大量的悬浮颗粒，为将悬浮颗粒自原水中快速处理干净，当前技术下，可以向混凝沉淀池5或者原水管道6内添加絮凝剂，絮凝剂例如可以是聚丙烯酰胺。
混凝沉淀池5包括反应池51和多个沉淀池，多个沉淀池依次连通，且第一个沉淀池与反应池51连通。反应池51内设置有搅拌器，原水和絮凝剂经过搅拌后充分混合均匀，再经过沉淀池后，可以去除原水内的杂质，最后经过过滤器等设备使污水达到排放标准后进行再利用或者排放。
为减小絮凝剂的使用剂量以及提高絮凝反应速率，本发明的一些实施例提供一种污水处理的药剂添加装置。如图1至图3所示，所述的污水处理的药剂添加装置包括：反应池51、药剂加投器4和气体混合器7。其中，反应池51属于上述实施例中混凝沉淀池5，所述反应池51与原水管道6连通，所述原水管道6自反应池51从上向下倾斜设置。药剂加投器4与所述原水管道6连通；所述药剂加投器4被配置为向所述原水管道6内投送絮凝剂和/或助凝剂。本实施例中所述的药剂加投器4的结构、药剂加投器4与原水管道6的连接位置和连接方式与上述实施例中的药剂加投器一致，属于本领域技术人员熟知的常规技术手段，在此不做赘述。气体混合器7设置于靠近所述反应池51的原水管道6内，所述气体混合器7被配置为：向原水、所述絮凝剂和/或助凝剂的混合液体的下方注入气体。
其中，如图4和图5所示，所述气体混合器7包括：气体排放单元71、气体排放口72和进气管道73。气体排放单元71为长条结构，所述气体排放单元71固定于所述原水管道6内，且与所述原水管道6下侧内壁固定连接，所述气体排放单元71内部设置有储气空腔74。多个所述气体排放口72分布于所述气体排放单元71上且面向所述原水管道6内部，所述气体排放口72与所述储气空腔74连通。所述进气管道73贯穿所述原水管道6与所述储气空腔74连通。
在一些实施例中，所述气体排放单元71的截面是与所述原水管道6内壁相适应的弧形，所述气体排放单元71与所述原水管道6的下半部分的内侧壁贴合。
在一些示例中，原水管道6的倾斜角度可以是10°至30°，原水管道6的内径可以是300mm。气体混合器7的气体排放单元71可以是与原水管道6内径相适应的弧形板结构，例如，气体排放单元71可以是截面为半圆形的弧形板结构，气体排放单元71的长度可以大于原水管道6内径的5倍，例如，气体排放单元71的长度可以为6000mm或8000mm，其中，气体排放单元71的长度是指气体排放单元71沿原水管道6延伸方向上的距离。
气体排放单元71内设置有储气空腔74，可以理解的是，储气空腔74可以是与气体排放单元71结构相适应的空间，气体排放单元71上布置有多个气体排放口72，每个气体排放口72通过气体排放管道与储气空腔74连通，且多个气体排放口72应面向原水管道6内部，便于气体通过气体排放口72注入原水、絮凝剂和/或助凝剂的混合液体内。
在一些实施例中，所述原水管道6上设置有投药点，所述药剂加投器4通过所述投药点与所述原水管道6连通。所述气体混合器7设置于所述投药点和所述反应池51之间的原水管道6内。
在一些示例中，如图2所示，原水管道6的管壁上可以设置加药通孔61，加药通孔61的位置即为原水管道6上的投药点。投药点位于气体混合器7前端，即药剂加投器通过投药点位置向原水管道6内添加絮凝剂或助凝剂后，絮凝剂或助凝剂在原水管道6内随着原水流动至气体混合器7位置处。气体混合器7向原水、絮凝剂和/或助凝剂的混合液体内注入气体，将混合液体进行搅拌，使原水、絮凝剂和/或助凝剂初步混合，可以降低反应池内搅拌器的转动速度以及搅拌时间，如此可以减少絮凝剂被搅拌叶片打碎的情况，继而在絮凝剂保证原水净化质量的同时，可以减少絮凝剂的投入量，实现对环境的保护和人体健康的保护。
在另一些实施例中，如图6至图8所示，所述气体排放口72通过气体排放管道与所述储气空腔74连通。所述气体混合器7还包括：储药空腔75、排药管道76和进药管道77。其中，储药空腔75设置于所述气体排放单元71内。多个所述排药管道76的一端与所述储药空腔75连通，每个所述排药管道76与多个气体排放管道连通。进药管道77贯穿所述原水管道6，所述进药管道77的一端与所述药剂加投器4连通，所述进药管道77的另一端与所述储药空腔75连通。
在一些示例中，储气空腔74在气体排放单元71靠近原水管道6内部的侧壁上的正投影区域设置有气体排放口72。储药空腔75设置于储气空腔74一侧的气体排放单元71，气体排放单元71上还设置有多条排药管道76，排药管道76可以沿原水管道6延伸方向布置，每个排药管道76与相邻的多个气体排放管道。当药剂加投器4运行时，絮凝剂和/或助凝剂通过排药管道76，再经过气体排放管道后自气体排放口72排放至混合液体中，同时进气管道73进气，气体同时自气体排放口72排出。本示例中，絮凝剂或助凝剂经过多个气体排放口72排出，可利于絮凝剂或助凝剂与混合液体均匀混合，同时气体带动絮凝剂或助凝剂在混合液体内搅拌，可以提高搅拌速率，进而降低反应池51内搅拌器的转动速度，减少絮凝剂或助凝剂的使用量，利于环境保护。
在一些实施例中，所述气体混合器7至所述反应池51之间的原水管道6的内径逐步增大。示例性地，安装有气体混合器7至反应池51的原水管道6部分为变径管，所述变径管的斜边长度可以为8000mm~20000mm，变径管的小口径可以与原水管道6的进水口段内径一致，变径管的大口径可以是小口径的1.1~1.5倍，例如变径管的大口径可以是小口径的1.1倍、1.2倍或1.5倍。
变径管可以容纳气体混合器7向原水管道6内排放的气体，且原水管道6内径增大，可以减小管壁对混合液体的压力，进一步增强气体搅拌混合液体的效果。
在一些实施例中，所述气体排放单元71贴合所述原水管道6的侧壁与所述气体排放单元71靠近所述原水管道6内部的侧壁之间的距离，小于所述原水管道6内径的1/10。
在一些实施例中，多个所述气体排放口72均匀分布于所述气体排放单元71靠近所述原水管道6内部的侧壁上，所述气体排放口72的直径为0.8mm~2.5mm，例如，气体排放口72的直径可以是0.8mm、2.0mm或2.5mm。
另一方面，本发明的一些实施例还包括一种污水处理的药剂添加方法，适用于上述任一项实施例所述的污水处理的药剂添加装置，所述污水处理的药剂添加装置包括原水管道，所述原水管道内输送原水。
所述污水处理的药剂添加方法包括：
S1、向所述原水底部输入气体，所述气体被配置为搅拌原水。
S2、向输入气体之前位置处或者输入气体位置处的原水中添加絮凝剂和/或助凝剂。
在一些示例中，絮凝剂在使用之前需要与纯净水或自来水进行溶解，生成絮凝剂溶液，将絮凝剂溶液添加至药剂加投器中，根据原水中杂质浓度和原水流速向原水内添加絮凝剂或助凝剂。
为便于絮凝剂或助凝剂与原水充分混合，药剂加投器的加药方向与原水流动方向之间的夹角可以是115°~135°。其中，药剂加投器可以向原水管道的下部添加药剂，便于絮凝剂或助凝剂被自原水底部输入气体与原水充分搅拌。
在一些实施例中，在上述步骤S2之后，所述污水处理的药剂添加方法还包括步骤S3：
S3、所述絮凝剂和/或助凝剂在所述管道混合器或者反应池的原水内进行絮凝反应。
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，可轻易想到的变化或替换，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权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.污水处理的药剂添加装置，其特征在于，包括：
反应池，所述反应池与原水管道连通，所述原水管道自反应池从上向下倾斜设置；
药剂加投器，与所述原水管道连通；所述药剂加投器被配置为向所述原水管道内投送絮凝剂和/或助凝剂；
气体混合器，设置于靠近所述反应池的原水管道内，所述气体混合器被配置为：向原水、所述絮凝剂和/或助凝剂的混合液体的下方注入气体；
其中，所述气体混合器包括：
气体排放单元，长条结构，所述气体排放单元固定于所述原水管道内，且与所述原水管道下侧内壁固定连接，所述气体排放单元内部设置有储气空腔；
气体排放口，多个所述气体排放口分布于所述气体排放单元上且面向所述原水管道内部，所述气体排放口与所述储气空腔连通；
进气管道，所述进气管道贯穿所述原水管道与所述储气空腔连通。
2.根据权利要求1所述的污水处理的药剂添加装置，其特征在于，所述原水管道上设置有投药点，所述药剂加投器通过所述投药点与所述原水管道连通；
所述气体混合器设置于所述投药点和所述反应池之间的原水管道内。
3.根据权利要求1所述的污水处理的药剂添加装置，其特征在于，所述气体排放口通过气体排放管道与所述储气空腔连通；
所述气体混合器还包括：
储药空腔，设置于所述气体排放单元内；
排药管道，多个所述排药管道的一端与所述储药空腔连通，每个所述排药管道与多个气体排放管道连通；
进药管道，贯穿所述原水管道，所述进药管道的一端与所述药剂加投器连通，所述进药管道的另一端与所述储药空腔连通。
4.根据权利要求2或3所述的污水处理的药剂添加装置，其特征在于，所述气体混合器至所述反应池之间的原水管道的内径逐步增大。
5.根据权利要求4所述的污水处理的药剂添加装置，其特征在于，所述气体排放单元的截面是与所述原水管道内壁相适应的弧形，所述气体排放单元与所述原水管道的下半部分的内侧壁贴合。
6.根据权利要求5所述的污水处理的药剂添加装置，其特征在于，所述气体排放单元贴合所述原水管道的侧壁与所述气体排放单元靠近所述原水管道内部的侧壁之间的距离，小于所述原水管道内径的1/10。
7.根据权利要求6所述的污水处理的药剂添加装置，其特征在于，多个所述气体排放口均匀分布于所述气体排放单元靠近所述原水管道内部的侧壁上，所述气体排放口的直径为0.8mm~2.5mm。
8.一种污水处理的药剂添加方法，适用于权利要求1至7任一项所述的污水处理的药剂添加装置，所述污水处理的药剂添加装置包括原水管道，所述原水管道内输送原水，其特征在于，所述污水处理的药剂添加方法包括：
向所述原水底部输入气体，所述气体被配置为搅拌原水；
向输入气体之前位置处或者输入气体位置处的原水中添加絮凝剂和/或助凝剂。
9.根据权利要求8所述的污水处理的药剂添加方法，其特征在于，所述污水处理的药剂添加装置还包括管道混合器或者反应池；
所述污水处理的药剂添加方法还包括：
所述絮凝剂和/或助凝剂在所述管道混合器或者反应池的原水内进行絮凝反应。
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