CN212609938U - 一种tbm施工隧洞污水处理系统 - Google Patents

一种tbm施工隧洞污水处理系统 Download PDF

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丁永哲
朱海强
李海周
简晓辉
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Fifth Engineering Co Ltd of China Railway 11th Bureau Group Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种TBM施工隧洞污水处理系统,包括一级沉淀池、二级沉淀池和三级沉淀池,一级沉淀池进料端连接渗水管道一端,渗水管道另一端连接TBM掘进机的排水管道,一级沉淀池、二级沉淀池、三级沉淀池、溶气气浮机、中间水池、第一机械强制滤罐、第二机械强制滤罐、清水池依次连接;一级沉淀池和三级沉淀池分别连接板框压滤机,板框压滤机和溶气气浮机分别连接排泥输送机;二级沉淀池连接第一计量泵和第二计量泵;溶气气浮机连接第三计量泵和第四计量泵;清水池连接回用水池,回用水池连接TBM掘进机。本实用新型能够对施工隧洞中的污水、污泥简单低耗及时有效的处理,且能合理利用净化水,保证施工安全、污水排放达标。

Description

一种TBM施工隧洞污水处理系统
技术领域
本实用新型涉及污水处理技术领域,具体为一种TBM施工隧洞污水处理系统。
背景技术
TBM施工过程中,隧洞沿线富水断层带会向洞内渗涌水,并在流动过程中与灌浆或喷砼水泥、沿途掉落的岩渣岩粉、岩渣中夹带的润滑脂、液压和润滑系统漏液、TBM冷却弃水等混合,导致隧洞排出的污水达不到污水排放标准,而且大量的涌水会威胁隧洞施工安全,为保证隧洞施工安全,并适应工程污水排放标准,需要对隧洞排污系统进行专项研究。同时由于水资源的宝贵,在污水净化的基础上,合理利用净化水,对TBM施工经济效益和社会效益都有明显的改善。
公开号为CN108203209A的实用新型公开了一种隧道污水深度处理系统,该系统的沉砂池处设有隧道污水入口,沉砂池出口经由加药池与隔油沉淀池入口连通;所述隔油沉淀池的含油废水出口通过气浮过滤设备连通砂滤罐入口,所述隔油衬垫尺的不含有废水出口直接连通砂滤罐入口;所述砂滤罐出口与活性炭过滤罐入口连通;活性炭过滤罐出口与回用水池连通。整套系统设备的利用可以有效的对隧道排放废水中的多种污染物进行净化处理,避免施工过程中的污水排放对附近水源的污染。但是该处理方法并未对污泥进行专门处理,使得整体设备污水处理过程中能耗较大。
因此如何提供一种TBM施工隧洞污水处理系统,能够对施工隧洞中的污水、污泥及时有效处理,保证隧洞施工安全的同时使得工程污水排放达标、污水处理简单低耗,且在污水净化的基础上合理利用净化水,是本领域技术人员的努力方向。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足,本实用新型目的是提供一种TBM施工隧洞污水处理系统,以解决上述背景技术中提出的问题,本实用新型设计合理,能够对隧洞施工过程中的污水、污泥及时有效处理,处理过程简单低耗,且实现排污净化水体的合理利用,保证隧洞施工安全、工程污水排放达标。
为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种TBM施工隧洞污水处理系统,包括一级沉淀池、二级沉淀池和三级沉淀池,所述一级沉淀池进料端连接渗水管道的一端,所述渗水管道的另一端连接TBM掘进机的排水管道,所述一级沉淀池、二级沉淀池、三级沉淀池、溶气气浮机、中间水池、第一机械强制滤罐、第二机械强制滤罐、清水池依次连接;所述一级沉淀池和三级沉淀池分别连接板框压滤机,所述板框压滤机和所述溶气气浮机分别连接排泥输送机;所述二级沉淀池连接第一计量泵和第二计量泵;所述溶气气浮机连接第三计量泵和第四计量泵;所述清水池连接回用水池,所述回用水池连接TBM掘进机。
采用上述技术方案,首先将TBM掘进机的排水管道与渗水管道连接,使得TBM废水与渗水集中在渗水管道中成为污水,然后污水依次通过一级沉淀池、二级沉淀池和三级沉淀池进行物理沉降过滤,二级沉淀池通过计量泵添加药剂通过化学反应促进沉降;经过三级沉淀池过滤的污水进入溶气气浮机中,以有效去除污水中难以沉淀的轻浮絮体、絮凝的胶体物质、油类物质等;经过溶气气浮机过滤的污水进入中间水池沉降除沉;经过中间水池过滤的污水依次进入第一机械强制滤罐和第二机械强制滤罐,以有效去除水中的悬浮物、有机物、胶体、泥沙等;经过第一机械强制滤罐和第二机械强制滤罐过滤的污水进入清水池中,确保排污水质达标,其中清水池中一部分水进入回用水池中,供TBM掘进机再次利用,主要用于TBM掘进机的冷却,最终达到充分利用水资源、节约用水量、减少环境污染、降低成本的目的,另一部分水排放至洞外。此外,污水处理过程中,经一级沉淀池和三级沉淀池产生的污泥通过板框压滤机进行脱水处理,以去除污泥中的空隙水和毛细水,减少其体积。经板框压滤机处理后的污泥通过排泥输送机输送至洞外,从污泥中脱出来的水返回至初沉池中进行再次过滤。板框压滤机的设置由机械化代替人工作业,避免了大量的人工清淤作业施工,污泥脱水后输送降低了输送能耗便于输送。另外,经溶气气浮机产生的污泥也通过排泥输送机输送至洞外。
进一步地,所述一级沉淀池为初沉池,所述初沉池进水口设有格栅,所述初沉池池底设污泥斗。所述格栅栅条间距为20mm,采用Φ8钢筋焊接,将漂浮物、大颗粒物质去除。所述污泥斗容积设置为满足2d~3d的污泥量。
进一步地,所述二级沉淀池为反应池,所述反应池内设有机械搅拌器,所述反应池出口设有浊度仪。反应池内进行酸碱中和,使污水的PH值达到排放标准。机械搅拌器的设置使得反应混合均匀,充分。浊度仪的设置便于控制排出污水的浊度。
进一步地,所述三级沉淀池为斜管沉淀池,所述斜管沉淀池采用蜂窝六边形乙丙共聚塑料斜管。斜管沉淀具有处理效率高、停留时间短、占地面积小等特点。斜管中,污水水流从下向上流动,依靠斜管的高效沉淀性能,使得水中的大颗粒絮凝体沿斜管滑落至池底部被分离出来。
进一步地,所述溶气气浮机采用不锈钢材质的TJ型溶气释放器。为了防止释放器在污水中的腐蚀,将TJ型溶气释放器做成不锈钢材质。
进一步地,所述第一机械强制滤罐为石英砂过滤罐。石英砂滤料使得污水中的悬浮物及粘胶质颗粒被去除,从而使水的浊度降低。
进一步地,所述第二机械强制滤罐为活性炭过滤罐。活性碳滤料目的是吸附、去除水中的色素、有机物、余氯、胶体等。
进一步地,所述排泥输送机为皮带输送机。施工现场扩大洞室有皮带输送带、机车运行轨道等,充分合理利用原有设施,优化空间,既满足隧洞日常作业需求又保证设备良好运行、充分利用。
进一步地,所述第一计量泵添加药品为盐酸。所述盐酸浓度为10%。污水排放指标对酸碱度有要求,且为便于后续处理及达标排放,一般先做酸碱中和处理。
进一步地,所述第二计量泵、第三计量泵和第四计量泵添加药品为聚合氯化铝或聚丙烯酰胺。聚合氯化铝,能使污水或污泥中的胶体快速形成沉淀,便于分离的大颗粒沉淀物,聚丙烯酰胺具有絮凝凝聚作用。
本实用新型具有以下有益效果:
1、本实用新型设计合理,处理过程简单低耗,在多级沉淀池的基础上,增加板框压滤机对污泥脱水,降低运输能耗,缩小污泥体积便于运输;通过排泥输送机清除淤泥,合理利用现有设备,与加板框压滤机配合实现机械化代替人工作业,避免了大量的人工清淤作业施工;通过溶气气浮机合理利用洞内空间,实现洞内污水治理、实现机械清淤,减少人工清淤作业强度;通过机械强制滤罐,去除水中杂质与悬浮物,进一步净化水质,确保排污水质达标排放;此外还可根据洞内TBM掘进机冷却用水量,在洞内实现排污净化水体的合理调配,实现排污净化水体的合理利用。
2、本实用新型充分合理利用原有设施,优化空间,既满足隧洞日常作业需求,又能够对隧洞施工过程中的污水、污泥及时有效处理,保证隧洞施工安全、工程污水排放达标。
附图说明
图1为本实用新型一种TBM施工隧洞污水处理系统的结构示意图。
图中:1、TBM掘进机;2、渗水管道;3、一级沉淀池;4、排水管道;5、第一计量泵;6、第二计量泵;7、二级沉淀池;8、三级沉淀池;9、板框压滤机;10、排泥输送机;11、溶气气浮机;12、第三计量泵;13、第四计量泵;14、中间水池;15、第一机械强制滤罐;16、第二机械强制滤罐;17、清水池;18、回用水池。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的说明。
如附图1所示,本实施例中的一种TBM施工隧洞污水处理系统,包括一级沉淀池3、二级沉淀池7和三级沉淀池8,一级沉淀池3进料端连接渗水管道2的一端,渗水管道2的另一端连接TBM掘进机1的排水管道4,一级沉淀池3、二级沉淀池7、三级沉淀池8、溶气气浮机11、中间水池14、第一机械强制滤罐15、第二机械强制滤罐16、清水池17依次连接;一级沉淀池3和三级沉淀池8分别连接板框压滤机9,板框压滤机9和溶气气浮机11分别连接排泥输送机10;二级沉淀池7连接第一计量泵5和第二计量泵6;溶气气浮机11连接第三计量泵12和第四计量泵13;清水池17连接回用水池18,回用水池连接TBM掘进机1。其中,第一计量泵5添加浓度10%的盐酸,第二计量泵6添加聚合氯化铝和聚丙烯酰胺,第三计量泵12添加聚合氯化铝,第四计量泵13添加聚丙烯酰胺,第一机械强制滤罐15为石英砂过滤罐,第二机械强制滤罐16为活性炭过滤罐,石英砂、活性炭过滤罐大小为φ2.4m×3.28m。
首先将TBM掘进机1的排水管道4与渗水管道2连接,使得TBM废水与渗水集中在渗水管道2中成为污水,然后污水依次通过一级沉淀池3、二级沉淀池7和三级沉淀池8进行物理沉降过滤,具体地,一级沉淀池3为初沉池,采用平流初沉,对污水的水质、水量进行了调节,可以发挥污水处理设备正常功能,此外污水中比重大、颗粒大的泥沙也能在初沉池中沉淀。一级沉淀池3进水口安装简易格栅,栅条间距20mm,采用Φ8钢筋焊接,将漂浮物、大颗粒物质去除。一级沉淀池3采用浆砌石或混凝土结构,池底设污泥斗,污泥斗容积一般应能满足2d~3d的污泥量,泥沙通过砂浆泵输送到板框压滤机9进行脱水处理,然后通过排泥输送机10排到洞外。为保证较好的沉淀效果,污水在一级沉淀池3中的停留时间为1.5h~2h,进水区流速宜小于30mm/s~40mm/s,有效水深一般为2.5m~4.0m。
具体地,二级沉淀池7为反应池,反应池内设有机械搅拌器,反应池出口设有浊度仪。经一级沉淀池3处理的污水泵送至二级沉淀池7,先进行酸碱中和处理,使污水的PH值达到排放标准,具体通过在管道上采用第一计量泵5加入浓度10%盐酸到污水中,通过机械搅拌混合均匀,充分反应,采用试纸检测PH值是否达到排放要求,如不满足,调节第一计量泵5流量,直至满足要求为止。为保证良好的处理效果,且因混凝剂具有适用的PH值范围,混凝一般在酸碱中和之后进行。同样在管道上采用第二计量泵6加入聚合氯化铝和聚丙烯酰胺,机械搅拌,混合均匀。二级沉淀池7采用钢板焊制,池深一般为4m左右,其容积应能满足混凝时间15min~20min。混凝反应后的污水采用浊度仪控制其浊度一般不超过15度,如不满足,可调节第二计量泵6流量。
具体地,三级沉淀池8为斜管沉淀池,斜管沉淀池采用蜂窝六边形乙丙共聚塑料斜管。二级沉淀池7处理后的污水自流进入三级沉淀池8,经过斜管底部的配水区进入斜管。在斜管中,水流从下向上流动,依靠斜管的高效沉淀性能,使得水中的大颗粒絮凝体分离出来,然后沿斜管滑落至池底部,采用排泥泵排至板框压滤机9进行脱水处理,然后通过排泥输送机10排到洞外。三级沉淀池8采用钢板焊制,排泥槽高度0.8m,配水区高度1.3m,斜管区高度0.9m,清水区高度1.0m,水在斜管沉淀池中停留时间为30min~60min。斜管采用蜂窝六边形乙丙共聚塑料斜管,板厚0.55mm,斜管管径50mm,斜管有效长度L=1000mm,安装倾角60°。斜管沉淀具有处理效率高、停留时间短、占地面积小等特点。
具体地,溶气气浮机11为YW-35气浮机,采用TJ型溶气释放器。溶气气浮机11从三级沉淀池8处取水后,通过管道上的第三计量泵12添加聚合氯化铝,第四计量泵13添加聚丙烯酰胺。经加药反应后的污水进入溶气气浮机11的混合区,与TJ型释放器释放后的溶气水混合接触,使絮体粘附在细微气泡上,然后进入气浮区,絮凝体在气浮力的作用下浮向水面形成浮渣,下层的清水经集水器一部分回流作溶气水使用,剩余清水通过溢流口依次流到中间水池14、第一机械强制滤罐15、第二机械强制滤罐16、清水池17。气浮区水面上的浮渣聚集到一定厚度以后,由刮沫机刮入气浮机污泥池后排出至排泥输送机10,最后通过排泥输送机10排到洞外。溶气气浮机11处理能力大、效率高、占地少,工艺过程及设备构造简单,便于使用、维护,能消除污泥膨胀。TJ型溶气释放器内有一可升降的舌簧,正常工作时该舌簧利用泵的压力,通过水射器及抽真空管传递处于工作位置。当水中杂质堵塞释放器影响正常释气时,则可开启水射器的后闸门,使水射器工作。在抽真空管内产生负压,而将舌簧提起,加大了水流的通道将杂质排出,待冲洗一段时间后,关闭闸门,即能使舌簧复位,投入正常工作。此外,排泥输送机10为皮带输送机,施工现场扩大洞室有皮带输送带、机车运行轨道等,充分合理利用原有设施即可。
具体地,板框压滤机9型号为X(B)M A70/870,板框压滤机9在多级沉淀池的基础上,对污泥脱水处理以去除污泥中的空隙水和毛细水,减少其体积,降低运输能耗便于运输,板框压滤机9具有过滤推动力大、滤饼的含固率高、滤液清澈、固体回收率高、调理药品消耗量少等优点。
此外,上述部件例如计量泵、排泥泵、机械搅拌器、皮带输送机等作为单独的设备,都属于现有技术,故不多述。
综上,该TBM施工隧洞污水处理系统,设计合理,充分合理利用原有设施,优化空间,既满足隧洞日常作业需求,又能够对隧洞施工过程中的污水、污泥及时有效处理,实现排污净化水体的合理利用,保证隧洞施工安全、工程污水排放达标。
最后需要说明的是,以上实施例仅用以说明本实用新型实施例的技术方案而非对其进行限制,尽管参照较佳实施例对本实用新型实施例进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本实用新型实施例的技术方案进行修改或者等同替换,而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种TBM施工隧洞污水处理系统,包括一级沉淀池(3)、二级沉淀池(7)和三级沉淀池(8),其特征在于,所述一级沉淀池(3)进料端连接渗水管道(2)一端,所述渗水管道(2)的另一端连接TBM掘进机(1)的排水管道(4),所述一级沉淀池(3)、二级沉淀池(7)、三级沉淀池(8)、溶气气浮机(11)、中间水池(14)、第一机械强制滤罐(15)、第二机械强制滤罐(16)、清水池(17)依次连接;所述一级沉淀池(3)和三级沉淀池(8)分别连接板框压滤机(9),所述板框压滤机(9)和所述溶气气浮机(11)分别连接排泥输送机(10);所述二级沉淀池(7)连接第一计量泵(5)和第二计量泵(6);所述溶气气浮机(11)连接第三计量泵(12)和第四计量泵(13);所述清水池(17)连接回用水池(18),所述回用水池(18)连接TBM掘进机(1)。
2.根据权利要求1所述的一种TBM施工隧洞污水处理系统,其特征在于,所述一级沉淀池(3)为初沉池,所述初沉池进水口设有格栅,所述初沉池池底设污泥斗。
3.根据权利要求1所述的一种TBM施工隧洞污水处理系统,其特征在于,所述二级沉淀池(7)为反应池,所述反应池内设有机械搅拌器,所述反应池出口设有浊度仪。
4.根据权利要求1所述的一种TBM施工隧洞污水处理系统,其特征在于,所述三级沉淀池(8)为斜管沉淀池,所述斜管沉淀池采用蜂窝六边形乙丙共聚塑料斜管。
5.根据权利要求1所述的一种TBM施工隧洞污水处理系统,其特征在于,所述溶气气浮机(11)采用不锈钢材质的TJ型溶气释放器。
6.根据权利要求1所述的一种TBM施工隧洞污水处理系统,其特征在于,所述第一机械强制滤罐(15)为石英砂过滤罐。
7.根据权利要求1所述的一种TBM施工隧洞污水处理系统,其特征在于,所述第二机械强制滤罐(16)为活性炭过滤罐。
8.根据权利要求1所述的一种TBM施工隧洞污水处理系统,其特征在于,所述排泥输送机(10)为皮带输送机。
9.根据权利要求1所述的一种TBM施工隧洞污水处理系统,其特征在于,所述第一计量泵(5)添加药品为盐酸。
10.根据权利要求1所述的一种TBM施工隧洞污水处理系统,其特征在于,所述第二计量泵(6)、第三计量泵(12)和第四计量泵(13)添加药品为聚合氯化铝或聚丙烯酰胺。
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