CN211111424U

CN211111424U - 一种污水处理装置

Info

Publication number: CN211111424U
Application number: CN201921567009.5U
Authority: CN
Inventors: 刘东斌; 言海燕; 陈亚利; 徐德良; 曹文娟; 王喜
Original assignee: China Railway Hi Tech Industry Corp Ltd; China Railway Environmental and Technology Engineering Co Ltd
Current assignee: China Railway Hi Tech Industry Corp Ltd; China Railway Environmental and Technology Engineering Co Ltd
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2020-07-28
Anticipated expiration: 2029-09-20

Abstract

本实用新型涉及一种污水处理装置，尤其涉及一种隧道施工工程低温低浊废水处理装置，属于污水处理设备领域。一种污水处理装置，包括通过管道依次连通的管道混合器、预氧化混凝池、絮凝池和沉淀池，所述预氧化混凝池前端设置臭氧发生器、气液混合泵，所述臭氧发生器、气液混合泵与预氧化混凝池依次连通。所述絮凝池设有絮凝剂投加口、絮凝剂投加管、絮凝剂螺旋投加装置。本实用新型的技术方案通过高压臭氧微纳米气泡，不仅可以将胶体表面降解的有机物涂层有效剥离，还加速了水中微粒的布朗运动；通过絮凝剂螺旋投加装置均匀布点投加，解决高分子絮凝剂黏度大，难以与污水混合均匀充分反应、絮凝的问题。

Description

一种污水处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种污水处理装置，尤其涉及一种隧道施工工程低温低浊废水处理装置，属于污水处理设备领域。

背景技术

当前，由于我国社会经济不断发展，特别是出于促进边疆地区经济发展的需要，我国西北、东北、和西南等高海拔地区的交通建设工程日益增多，这些地区冬季气温较低、温差较大，对隧道施工过程中产生污水的处理工艺设计带来了不小压力。此外，隧道施工污水浊度影响因素多，如不同施工时段使用不同设备，隧洞内渗水大小、岩体状况、洞内排水设施设置情况及天气等。

影响低温低浊水处理的因素主要有以下几项：

（1）水温

温度低使水解反应速度缓慢、减弱微粒的布朗运动、热运动能量减弱，不利于微粒间碰撞凝聚、不利于絮体的沉淀。

（2）水中微粒浓度

低温低浊水含有的颗粒数量少，并且水体的粘度大，颗粒发生碰撞的机会少，絮体脱稳、凝聚、沉淀困难。

（3）水中有机污染物

国内外的研究结果表明，有机物显著地增加了胶体的表面电荷，影响胶体颗粒间的结合，低温低浊水中的微粒尺寸都较小使这种作用更明显。

目前隧道施工污水一般采用絮凝沉淀的方法进行处理，而对于隧道施工产生的低温低浊水，很难达到良好的絮凝沉淀效果。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种污水处理装置，以解决现有污水处理设施处理低温低浊隧道施工污水效果不佳的问题，使得处理后出水能满足《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准和《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）二类水标准。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种污水处理装置，包括通过管道依次连通的管道混合器、预氧化混凝池、絮凝池和沉淀池，所述预氧化混凝池前端设置臭氧发生器、气液混合泵，所述臭氧发生器、气液混合泵与预氧化混凝池依次连通；所述沉淀池的出水口通过清水管分别与出水管、循环水输送管相连接，其中循环水输送管通过循环水输送泵与气液混合泵的循环进水口连通。

优选的，所述絮凝池设有絮凝剂投加口、絮凝剂投加管、絮凝剂螺旋投加装置。

优选的，所述絮凝剂投加管与絮凝剂螺旋投加装置通过絮凝投加装置接口相连接。

优选的，所述絮凝剂螺旋投加装置为螺旋状管道。

优选的，所述絮凝剂螺旋投加装置螺旋状管道上部设有均匀分布的混凝剂投加孔。

优选的，所述絮凝池还设有搅拌电机、进泥口，所述进泥口位于絮凝池底部。

优选的，所述沉淀池底部设有排泥口，所述排泥口通过排泥管分别与剩余污泥排放管、污泥回流管相连接，其中所述污泥回流管通过污泥回流泵与所述絮凝池底部进泥口连通。

优选的，所述臭氧发生器的出气口通过臭氧输气管与气液混合泵的臭氧进气口相连；所述气液混合泵的出水口与预氧化混凝池的第二进水口通过臭氧溶气水输送管相连接。

优选的，所述预氧化混凝池与絮凝池之间设置有带第一过水孔的隔墙；所述絮凝池和沉淀池之间设置有带第二过水孔的隔墙。

待处理废水经过管道混合器与投加的混凝剂充分混合后通过第一进水口进入预氧化混凝池，含臭氧微纳米气泡的臭氧溶气水通过第二进水口从预氧化混凝池底部进入预氧化混凝池。在预氧化混凝池中水流紊动和微纳米气泡不规则运动的作用下，污水与臭氧、混凝剂充分接触，发生氧化、混凝反应，降解污水中的有机物，改善污水的在低温、低浊条件的絮凝性能。

所述含臭氧微纳米气泡的臭氧溶气水由臭氧和循环水在气液混合泵中反应制取。经处理后的出水部分流经清水管、循环水输送管，通过循环水输送泵泵送至气液混合泵的循环进水口，循环回流比为10-20%；循环水在气液混合泵中与进入气液混合泵的臭氧充分混合，气液混合比为1:9(吸气量为8-10%)，得到含臭氧微纳米气泡的臭氧溶气水。

臭氧具有强氧化性，可以将吸附在无机胶体颗粒表面的有机物降解、破坏胶体表面有机涂层，从而减少混凝作用的空间阻碍或发生电中和作用，起到分解有机物、改善混凝的效果。

所述臭氧通过臭氧发生器制取，所述臭氧发生器为电解法臭氧发生器或电晕法臭氧发生器，原料为水、空气或氧气，不会产生二次污染。

所述气液混合泵的溶解效率90-100%，不需要大型加压溶气罐或昂贵的反应塔即可制取臭氧高度溶解的混合液，简化装置、节省场地；臭氧以微纳米气泡的形式存在于原水中，在水中停留时间厂、与水体接触面积大，可充分与原水中污染物接触，提高反应效率。

由于气液混合泵具有加压作用，进水管进入进水口后水流流速较大，水流的紊动可以使混凝剂在污水中快速混合均匀，无需设置搅拌装置。

水中的微气泡通过水力剪切作用进一步破坏水体中有机物包裹体，使无机内核和有机外壳剥离，胶体脱稳，金属盐混凝剂充分与水体中的微颗粒混合，促进水中胶体与混凝剂相互碰撞，生成更大的絮体，容易沉降分离。

污水进入絮凝池，由絮凝剂投加口投加絮凝剂，投加的絮凝剂经过絮凝剂投加管进入絮凝剂螺旋投加装置，通过絮凝剂螺旋投加装置上均匀布设的絮凝剂投加孔进入絮凝池，在搅拌电机的搅拌作用下，进入絮凝池的污水、絮凝剂及由进泥口循环回流的污泥充分接触反应，形成密实的絮团。

所述絮凝剂为有机高分子絮凝剂，通过在颗粒之间起链接架桥作用，使细颗粒形成更大的絮团。有机高分子絮凝剂黏度大，难以在水相中分散均匀，采用螺旋投加装置可使有机高分子絮凝剂均匀投加，有助于絮凝剂与水相充分接触，提高絮凝效率。

螺旋投加装置位于搅拌电机下方且距絮凝池底部1/4-1/3池高处，絮凝剂投加孔设在螺旋投加装置下部，以避免絮凝池部分絮体沉降造成絮凝剂投加孔的堵塞。

由于低温低浊水中杂质颗粒较少，回流的污泥可以提高水种杂质浓度，增大颗粒间碰撞速率和效率，强化絮凝效果；另外，污泥回流可以减少污泥的排放，并充分利用回流污泥中的混凝剂、絮凝剂，降低了药耗。

污水经过过水孔进入沉淀池，在沉淀池内絮体沉降，实现泥水分离，得到处理后的出水和沉淀污泥。处理后的出水经出水口、清水管分别通过出水管排出和通过循环水输送管回流至气液混合泵；沉淀污泥经排泥口通过污泥回流管和剩余污泥排放管分别进行污泥回流和剩余污泥的排放。

本实用新型的技术方案具有如下优点：

（1）本实用新型的技术方案通过预氧化剥落无机胶体颗粒表面的有机物外壳，降低低温低浊污水中有机物对胶体颗粒间结合的显著影响，促进胶体脱稳；气液混合泵产生的高压臭氧微纳米气泡，不仅可以通过水力剪切作用将胶体表面降解的有机物涂层有效剥离，还加速了水中微粒的布朗运动，促进了微粒间碰撞凝聚；将沉淀污泥回流至絮凝池对混凝进行强化，提高低温低浊水中的杂质浓度，增大颗粒间碰撞速率和效率；从而克服低温、低浊带来的混凝效果不佳的问题，保证相同浊度的前提下降低混凝剂的投加量，或在相同混凝剂投加量下提高浊度去除率。

（2）本实用新型的技术方案的预氧化通过气液混合泵对低温低浊原水进行预臭氧氧化处理实现，在提高低温低浊水的混凝效果的同时，臭氧由于具有强氧化性，对隧道施工污水中可能存在石油类等难降解有机物也具有很好的降解效果。

（3）本实用新型采用臭氧作为与氧化剂，不需另外添加化学氧化剂，避免了另行使用化学药剂引入的二次污染。

（4）本实用新型中絮凝通过絮凝剂螺旋投加装置均匀布点投加，解决高分子絮凝剂黏度大，难以与污水混合均匀充分反应、絮凝的问题。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1所示为本实用新型的工艺流程示意图。

图2所示为本实用新型中絮凝剂螺旋投加装置示意图。

附图标记说明：

1-进水管，2-管道混合器，3-混凝剂投加口，4-第一进水口，5-臭氧发生器，6-出气口，7-臭氧输气管，8-臭氧进气口，9-循环进水口，10-臭氧溶气水出水口，11-臭氧溶气水输送管，12-第二进水口，13-预氧化混凝池，14-第一过水孔，15-絮凝池，16-絮凝剂投加口，17-搅拌电机，18-第二过水孔，19-沉淀池，20-出水口，21-清水管，22-出水管，23-循环水输送管，24-循环水输送泵，25-排泥口，26-排泥管，27-剩余污泥排放管，28-污泥回流管，29-污泥回流泵，30-进泥口，31-气液混合泵，33-絮凝剂输送管，34-絮凝剂螺旋投加装置，35-絮凝投加装置接口，36-絮凝剂投加孔。

具体实施方式

本实用新型主要针对低温低浊期隧道施工污水的处理，所述低温低浊指温度0-5℃，浊度低于40NTU。

所采用的技术方案是，一种低温低浊隧道施工污水处理系统包括预氧化混凝池13、臭氧发生器5、絮凝池15、沉淀池19。

所述预氧化混凝池13设有第一进水口4、第二进水口12、原水通过进水管1与所述预氧化混凝池的第一进水口4连通，所述进水管1上设置有管道混合器2；所述第二进水口12通过臭氧溶气水输送管11与气液混合泵31的臭氧溶气水出水口10相连接。

所述臭氧发生器5，其出气口6通过臭氧输气管7与所述气液混合泵31的臭氧进气口8相连。

所述预氧化混凝池13、絮凝池15、沉淀池19依次连通，相邻池体之间分别设置有带第一过水孔14、第二过水孔18的隔墙。

所述絮凝池15设有絮凝剂投加口16、絮凝剂投加管33、絮凝剂螺旋投加装置34，搅拌电机17，底部设有进泥口30；絮凝剂投加管33与絮凝剂螺旋投加装置34通过絮凝投加装置接口35相连接；所述絮凝剂螺旋投加装置34螺旋状管道上部设有均匀分布的混凝剂投加孔36。

所述沉淀池19设有出水口20，所述出水口20通过清水管21分别与出水管22、循环水输送管23相连接，其中循环水输送管23通过循环水输送泵24与气液混合泵31的循环进水口9连通；所述沉淀池19底部设有排泥口25，所述排泥口25通过排泥管26分别与剩余污泥排放管27、污泥回流管28相连接，其中所述污泥回流管28通过污泥回流泵29与所述絮凝池底部进泥口30连通。

本实用新型的实施的具体过程如下所述：

步骤1：原水经过管道混合器与投加的混凝剂充分混合后通过第一进水口进入预氧化混凝池，混凝剂投加量为10-100mg/L；含臭氧微纳米气泡的臭氧溶气水通过第二进水口从预氧化混凝池底部进入预氧化混凝池，经气液混合泵出水加压后的臭氧溶气水流速较快、且含大量密度较小的微纳米气泡，携带氧化剂臭氧和污水中污染物从底部向液面上升，并通过水流紊动使带有混凝剂的原水与含臭氧的臭氧溶气水在预氧化混凝池中快速混合均匀；在预氧化混凝池中水流紊动和微纳米气泡不规则运动的作用下，污水与臭氧、混凝剂充分接触，发生氧化、混凝反应，降解污水中的有机物，改善污水的在低温、低浊条件的絮凝性能。污水在预氧化混凝池中的停留时间为1-3min。

所述含臭氧微纳米气泡的臭氧溶气水由臭氧和循环水在气液混合泵中反应制取。经处理后的出水部分流经清水管、循环水输送管，通过循环水输送泵泵送至气液混合泵的循环进水口，循环回流比为10-20%；循环水在气液混合泵中与进入气液混合泵的臭氧充分混合得到含臭氧微纳米气泡的臭氧溶气水，臭氧的投加量为0.5-3mg/L，具体根据原水水质情况（浊度、有机物、絮凝条件）确定。

步骤2：由絮凝剂投加口投加絮凝剂，投加的絮凝剂经过絮凝剂投加管进入絮凝剂螺旋投加装置，通过絮凝剂螺旋投加装置下部均匀布设的絮凝剂投加孔进入絮凝池，在搅拌电机的搅拌作用下，进入絮凝池的污水、絮凝剂及由进泥口循环回流的污泥充分接触反应，形成密实的絮团，所述絮凝剂投加量0.2-2mg/L，停留时间3-5min。

步骤3：污水进入沉淀池进行泥水分离，停留时间5-10min；处理后的清水经出水口依次通过清水管、出水管排出；沉淀污泥经排泥口通过污泥回流管和剩余污泥排放管分别进行污泥回流和剩余污泥的排放。所述污泥回流污泥回流比为5-15%。

本发明对上述提及的设备未详细说明的内容均为现有技术。

以下为对低温低浊隧道施工污水进行处理的过程及效果。

将温度为2℃、浊度为30-40NTU、SS为70-130mg/L、COD为120-180mg/L、石油类为12.6-28.9mg/L的隧道施工污水通过管道混合器投加40-80mg/L混凝剂PAC，停留3min后进入絮凝池；通过絮凝剂投加口投加0.5-1mg/L絮凝剂PAM，设置搅拌电机搅拌转速80-140rpm，停留时间5min后进入沉淀池；沉淀池停留时间12min，沉淀池上清液清水以循环回流比15-20%通过清水管、循环水输送管、循环水输送泵送至气液混合泵，与进入气液混合泵的臭氧充分混合，臭氧的投加量为0.8-1.2mg/L，得到的臭氧溶气水经第二进水口由预氧化混凝池底部回流。

经0.5-1h，系统运行稳定，处理后出水浊度为5-8NTU、SS为5-12mg/L、COD为3-10mg/L、石油类低于0.05mg/L，出水满足《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准和《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）二类水标准。

Claims

1.一种污水处理装置，包括通过管道依次连通的管道混合器（2）、预氧化混凝池（13）、絮凝池（15）和沉淀池（19），其特征在于，所述预氧化混凝池（13）前端设置臭氧发生器（5）、气液混合泵（31），所述臭氧发生器（5）、气液混合泵（31）与预氧化混凝池（13）依次连通；所述沉淀池（19）的出水口（20）通过清水管（21）分别与出水管（22）、循环水输送管（23）相连接，其中循环水输送管（23）通过循环水输送泵（24）与气液混合泵（31）的循环进水口（9）连通。

2.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述絮凝池（15）设有絮凝剂投加口（16）、絮凝剂投加管（33）、絮凝剂螺旋投加装置（34）。

3.根据权利要求2所述的污水处理装置，其特征在于，所述絮凝剂投加管（33）与絮凝剂螺旋投加装置（34）通过絮凝投加装置接口（35）相连接。

4.根据权利要求2或3所述的污水处理装置，其特征在于，所述絮凝剂螺旋投加装置（34）为螺旋状管道。

5.根据权利要求2或3所述的污水处理装置，其特征在于，所述絮凝剂螺旋投加装置（34）螺旋状管道上部设有均匀分布的混凝剂投加孔（36）。

6.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述絮凝池（15）还设有搅拌电机（17）、进泥口（30），所述进泥口（30）位于絮凝池（15）底部。

7.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述沉淀池（19）底部设有排泥口（25），所述排泥口（25）通过排泥管（26）分别与剩余污泥排放管（27）、污泥回流管（28）相连接，其中所述污泥回流管（28）通过污泥回流泵（29）与所述絮凝池底部进泥口（30）连通。

8.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述臭氧发生器（5）的出气口（6）通过臭氧输气管（7）与气液混合泵（31）的臭氧进气口（8）相连；所述气液混合泵（31）的臭氧溶气水出水口（10）与预氧化混凝池（13）的第二进水口（12）通过臭氧溶气水输送管（11）相连接。

9.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述预氧化混凝池（13）与絮凝池（15）之间设置有带第一过水孔（14）的隔墙；所述絮凝池（15）和沉淀池（19）之间设置有带第二过水孔（18）的隔墙。