CN108946890A - 一种集净化与浓缩为一体的污水处理*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集净化与浓缩为一体的污水处理***，是由污水加药、混合和搅拌***、阿基米德螺旋管道(9)、污水净化沉降塔(13)组合构成；污水加药、混合和搅拌***含有污水池(1)、絮凝剂添加装置(11)、变频电机(2)、螺杆泵(3)、混合室(6)、搅拌器，絮凝剂添加装置(11)的排出管道、螺杆泵(3)出水管道在混合室(6)交汇；搅拌器设置在混合室(6)的出水管道上；阿基米德螺旋管道(9)自下而上、再自上而下围绕污水净化沉降塔(13)的***设置。在污水净化沉降塔(13)内自下而上分成4个区：浓缩区、絮凝沉降区、细粒过滤沉降区、澄清清水区。本发明污水净化、浓缩效率高、浓缩底流浓度高，且出水稳定、达标的优点。

Description

一种集净化与浓缩为一体的污水处理***

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种污水净化处理系 统，可广泛用于工业废水、城市污水的净化、处理，对于矿山污水， 城市污水的浓缩净化更为适用。

背景技术

目前，冶金、化工、煤炭、非金属选矿、环保等行业用于污泥、 尾矿脱水处理主要设备有高效浓缩机、深锥浓缩机、中心传动浓缩机、 周边传动浓缩机、尾矿污泥浓缩机、高压浓缩机。

浓缩机是一种基于重力沉降作用的固液分离设备，浓缩机主要由 圆形浓缩池和耙式刮泥机两大部分组成，浓缩池里悬浮于矿浆中的固 体颗粒在重力作用下沉降，上部则为澄清水，产生固液分离的效果。 矿山选矿厂尾矿污水及选煤厂选煤污水的回收利用大多采用浓缩池 净化浓缩、浓密机净化浓缩，占地面积大，浓缩效率低，浓缩浓度低， 浓缩物的浓度不能满足地下开采的回填要求及露天开采的干排干堆 要求。在城市生活污水处理中，气味散发浓烈，对空气污染严重。

中国专利申请201710315223.0提供了一种无动力高效浓缩机， 由给料管、稳流筒、上固液分隔锥、下固液分隔锥、锥形回收器、导 向锥、溢流槽、溢流口、脱水管、槽体、排料口和事故口等零部件组 成，特征在于利用大高径比的槽体，在较小沉降面积内，沿高度设置 上固液分隔锥、下固液分隔锥、锥形回收器、导向锥和槽体下部锥面 多个锥形倾斜表面，造成多次斜面沉降过程，而液体经专设的通道上 升，减少固、液移动的相互干扰，达到快速高效的浓缩过程。但该高 效浓缩机不适合粒度细、黏性大的微细粒尾矿、污泥浓缩脱水、净化 的需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有污水处理设备及浓缩设备占地面积大、 浓缩效率低、浓缩浓度低、出水水质不稳定等问题，而提供一种污水 净化、浓缩效率高、浓缩底流浓度高，且出水稳定、达标的集净化与 浓缩为一体的污水处理***，特别适合粒度微细、黏性大的微细粒尾 矿、污泥浓缩脱水、净化的需求。

为实现本发明的上述目的，本发明一种集净化与浓缩为一体的污 水处理***采用以下技术方案：

本发明一种集净化与浓缩为一体的污水处理***是由污水加药、 混合和搅拌***、阿基米德螺旋管道、污水净化沉降塔组合构成；所 述的污水加药、混合和搅拌***含有污水池、絮凝剂添加装置、变频 电机、螺杆泵、混合室、搅拌器，变频电机与螺杆泵连接，污水池通 过管道与螺杆泵连接，絮凝剂添加装置的排出管道、螺杆泵出水管道 在混合室交汇；搅拌器设置在混合室的出水管道上，所述的搅拌器是 由两个旋向相反的管道静态搅拌器串联组合构成；所述的阿基米德螺 旋管道自下而上、再自上而下围绕污水净化沉降塔的***设置，阿基 米德螺旋管道的自下而上部分称之为上升螺旋管道，阿基米德螺旋管 道的自上而下部分称之为下降螺旋管道；搅拌器的出水管通过管接头 与阿基米德螺旋管道的上升螺旋管道进水口连接；下降螺旋管道最下 一圈的弧形管为塔底弧形管，在塔底弧形管上装有喷头，喷头与污水 净化沉降塔的底侧内部连通；所述的污水净化沉降塔的上部为圆筒 体、下部为圆锥体，在圆筒体内装有上流式层流倾斜板，圆筒体上部 ***为溢流槽，清水流出管与溢流槽连通；圆锥体的锥体底部与排污 管连接；在污水净化沉降塔内自下而上分成4个区：A-浓缩区、B- 絮凝沉降区、C-细粒过滤沉降区、D-澄清清水区。

所述的两个旋向相反的管道静态搅拌器，一个为右旋管道静态搅 拌器，另一个为左旋管道静态搅拌器；在右旋管道静态搅拌器的管壳 内装有右旋叶片，在左旋管道静态搅拌器的管壳内装有左旋叶片。右 旋叶片、左旋叶片的数量和安装间距可以根据试验研究确定，但右旋 叶片、左旋叶片各自的数量一般不低于5个。所述的螺杆泵采用单螺 杆泵为宜。

为了防止污泥或尾矿在圆锥体底部堵塞，在圆锥体的锥体底侧还 设有防堵塞清水管，防堵塞清水管与圆锥体内连通，在防堵塞清水管 上设有流量调节阀。正常情况下，流量调节阀关闭，在底流浓度过高， 有可能造成堵塞时，打开流量调节阀，冲入清水。

本发明还设有冲洗清水池，冲洗清水池通过管道与螺杆泵连通， 在管路堵塞时，可以利用螺杆泵将清水打入管道冲洗；在本发明*** 放空后，从冲洗清水池泵入清水，用以冲洗管道和污水净化沉降塔内 附着的污泥或尾矿。

所述的絮凝剂添加装置采用全自动聚合物溶液制备投加***为 宜，可以从市场上购买。

本发明在污水池、冲洗清水池的出水管路上分别设有球阀；在絮 凝剂添加装置的排出管道上设有逆止阀，在阿基米德螺旋管道之下降 螺旋管道上也设有逆止阀；在排污管上还分别设有流量调节阀、浓度 计、流量计、蝶阀。浓缩后的污水通过流量调节阀、浓度计、流量计、 蝶阀等环节进入下一个工序。

在塔底弧形管上装有喷头的数量一般为3－6个，以4个为佳。

所述的浓缩区、絮凝沉降区位于圆锥体内，所述的细粒过滤沉降 区、澄清清水区位于圆筒体内。

以选矿厂尾矿浓缩、污水净化为例。本发明一种集净化与浓缩为 一体的污水处理***在运行过程中，选矿厂的污水流到污水池中，经 过球阀进入单螺杆泵，由变频电机传动，将污水送入到混合室中；同 时，全自动聚合物溶液制备投加***也自动将配置好的聚合物溶液给 入到混合室中，使污水与聚合物溶液(如絮凝剂等)混合，使污水中 的污染物絮凝成絮团。为了加速固液分离，需要进行搅拌，使絮凝剂 和污水充分混合，在输送管道中设计了二道串联且旋向相反的管道静 态搅拌器，然后再将污水送达污水净化沉降塔下部。为了使污水与絮 凝剂更好地混合且延长絮凝时间，采用阿基米德螺旋管道为混合液输 送管，阿基米德螺旋管道是沿着污水净化沉降塔的外壁以锥形螺旋线 方向向上攀沿一定高度后，再以相同形式折回至污水净化沉降塔的底 部。混合液在上升和下降的锥形螺旋管道中流动时因受到离心力的作 用，管道中的混合液会形成紊流，这样就进一步加大了污水同絮凝剂 的混合力度，实现更加充分的混合。混合絮凝后的混合液流经逆止阀 进入塔底的弧形管道内，弧形管道上有四个喷头可以降低流速，且使 混合液流速平稳地射入塔内。

絮凝后的混合液直接送到了污水净化沉降塔的底部，减少了絮团 的沉降时间，提高了固液分离的效率，增加了絮凝后的污物密度。混 合液在污水净化沉降塔中开始了沉降分离，当水进入到澄清清水区的 最上层即清水层时，水已经达到净化标准变成清水，可以回收利用。

浓缩后的污泥或尾矿通过排污管，并经过流量调节阀、浓度计、 流量计、蝶阀等环节进入下一个工序。

本发明一种集净化与浓缩为一体的污水处理***采用以上技术 方案后具有以下积极效果：

(1)在输送污水过程当中完成加药、混合和搅拌并形成絮团， 在***中设有传动部件和动力输入，不需要专人看管。

(2)在净化沉淀环节中采用塔式净化的污水净化沉降塔，该装 置污水净化沉降塔设有四个区域，A区为浓缩区，B区为絮团沉降区， C区是上升细粒过滤沉降区，D区为清水层区。经过管道搅拌混合并 在管道中形成絮团的污水是直接送到污水净化沉降塔之圆锥体内的 最下部的A区即浓缩区，这样就省掉了大絮团的沉降过程，显著地提 高了沉降净化效率。一些小的絮团在水流相对平稳的B区内，在上升 的过程当中碰到了上流式层流倾斜板，小的絮团开始下沉。通过上流 式层流倾斜板的污水到达污水净化沉降塔之圆筒体内的C区后，由于 污水净化沉降塔的断面积增大了，塔内水流更加平稳，一些更细小的 颗粒在水的过滤效应下也开始下沉，下沉到上流式层流倾斜板后开始 加速沉降。当污水进入到D区后基本上变成了澄清水。

(3)本发明还设有防堵塞清水管、流量调节阀等排污浓度调节、 清堵设施；且设计了冲洗清水池、球阀、螺杆泵等自清洗设施，可以 有效防止管路堵塞，在管路堵塞时可以将利用螺杆泵清水打入管道冲 洗，也可防止污水回流堵塞管道。

(4)污水净化效率高，回收净化后的污水可返回到选矿厂等工 业场所再利用，底部的排出的尾矿可做井下填充材料或露天干堆材 料。

(5)整个***节能、环保，且运转安全可靠。

附图说明

图1是本发明一种集净化与浓缩为一体的污水处理***设备联系 示意图；

图2是本发明采用的一种利用磁重复合力场净化废水的设备俯视 结构示意图；

图3是本发明采用的右旋管道静态搅拌器结构示意图；

图4是本发明采用的阿基米德螺旋管道立体结构示意图；

图5是图4的俯视图和和塔底弧形管结构示意图；

图6是本发明采用的塔底弧形管结构示意图；

图7是本发明采用的污水净化沉降塔结构示意图；

图8是图7的俯视图；

图9是本发明采用的上流式层流倾斜板结构示意图。

附图标记为：1-污水池，2-变频电机，3-螺杆泵，4-球阀；5- 管道；6-混合室，7-右旋管道静态搅拌器；7′-右旋叶片；8-左旋 管道静态搅拌器；8′-左旋叶片；9-阿基米德螺旋管道；9.1-管接头； 9.2-上升螺旋管道；9.3-下降螺旋管道；9.5-塔底弧形管；9.6-喷 头；10-逆止阀；11-絮凝剂添加装置；12-冲洗清水池；13-污水净化 沉降塔；13.1-圆筒体；13.2-溢流槽，13.3-清水流出管；13.4-上流 式层流倾斜板；13.4.1-上层斜板；13.4.2-中层斜板；13.4.3-下层 斜板；13.4.4-支架；13.5-圆锥体；13.6-防堵塞清水管；13.7-流量调节阀；13.8-排污管；13.9-浓度计；13.10-流量计；13.11-蝶阀； 13.12-十字溢流堰；A-浓缩区；B-絮凝沉降区；C-细粒过滤沉降区； D-澄清清水区。

具体实施方式

为更好地描述本发明，下面结合附图对本发明一种利用磁重复合 力场净化废水的设备作进一步详细说明。

由图1所示的本发明一种集净化与浓缩为一体的污水处理*** 设备联系示意图并结合图2、图3看出，本发明一种集净化与浓缩为 一体的污水处理***，是由污水加药、混合和搅拌***、冲洗清水池 12、阿基米德螺旋管道9、污水净化沉降塔13组合构成。所述的污 水加药、混合和搅拌***含有污水池1、絮凝剂添加装置11、变频电 机2、螺杆泵3、混合室6、搅拌器，所述的絮凝剂添加装置11采用 全自动聚合物溶液制备投加***；变频电机2与螺杆泵3连接，污水 池1通过管道5与螺杆泵3连接，冲洗清水池12通过管道5与螺杆 泵3连通，在污水池1、冲洗清水池12的出水管路上分别设有球阀4， 在絮凝剂添加装置11的排出管道上设有逆止阀10；絮凝剂添加装置 11的排出管道、螺杆泵3出水管道在混合室6交汇；搅拌器设置在 混合室6的出水管道上，所述的搅拌器是由右旋管道静态搅拌器7、 左旋管道静态搅拌器8串联组合构成，右旋管道静态搅拌器7的管壳 内装有右旋叶片7′，左旋管道静态搅拌器8的管壳内装有左旋叶片 8′，设置搅拌器的目的是加大切削力度，加强搅拌力度，使絮凝剂 能够快速的与污水混合形成絮团。

螺杆泵3采用单螺杆泵，为容积式泵，其输出流量与螺杆转数成 正比，故可作为计量泵使用，它的自吸能力很小，因此通常以正压的 方式灌入泵中，它的输出压力即工况点由管道参数决定。螺杆泵3由 变频电机2带动运转，这种传动匹配是为了能同流量调节阀13.7、 浓度计13.9、流量计13.10等部件通过PLC组成浓度可调***。

由图7所示的发明采用的污水净化沉降塔结构示意图并结合图 4、图5、图6看出，所述的阿基米德螺旋管道9自下而上、再自上 而下围绕污水净化沉降塔13的***设置，阿基米德螺旋管道9的自 下而上部分称之为上升螺旋管道9.2，阿基米德螺旋管道9的自上而下部分称之为下降螺旋管道9.3，在下降螺旋管道9.3上设有逆止阀 10；左旋管道静态搅拌器8的出水管通过管接头9.1与阿基米德螺旋 管道9的上升螺旋管道9.2进水口连接；下降螺旋管道9.3最下一圈 的弧形管为塔底弧形管9.5，在塔底弧形管9.5上装有四个喷头9.6，喷头9.6与污水净化沉降塔13的底侧内部连通；所述的污水净化沉 降塔13的上部为圆筒体13.1、下部为圆锥体13.5，在圆筒体13.1 内装有上流式层流倾斜板13.4，圆筒体13.1上部***为溢流槽13.2， 清水流出管13.3与溢流槽13.2连通；圆锥体13.5的锥体底部与排 污管13.8连接，在排污管13.8上还分别设有流量调节阀13.7、浓 度计13.9、流量计13.10、蝶阀13.11；在圆锥体13.5的锥体底侧 还设有防堵塞清水管13.6，在防堵塞清水管13.6上设有流量调节阀 13.7，防堵塞清水管13.6与圆锥体13.5内连通；在污水净化沉降塔 13内自下而上分成4个区：A-浓缩区、B-絮凝沉降区、C-细粒过滤 沉降区、D-澄清清水区，所述的浓缩区、絮凝沉降区位于圆锥体13.5 内，所述的细粒过滤沉降区、澄清清水区位于圆筒体13.1内。

当污水输送到污水净化沉降塔13的底部并不是马上进入塔中， 而是沿着污水净化沉降塔13的塔壁以螺旋的方式沿着阿基米德螺旋 管道9上升和下降，这种过程能够延长絮凝时间且在管道中污水受到 较大的离心力的作用而形成紊流，这又能加大管道的搅拌力度，使污 水与絮凝剂更加得到充分的搅拌混合，快速形成絮团。在进入污水净 化沉降塔13之前，还要经过逆止阀10和塔底弧形管9.5等部件，然 后通过四个喷头9.6喷入污水净化沉降塔13的下部圆锥体13.5内。 塔底弧形管9.5上安装的逆止阀10是***停止工作后防止塔内的污 水回流到管道中。塔底弧形管9.5安装有四个喷头9.6，其目的是使 进入塔内的流体流速减缓，防止水流涌动。絮凝后的混合液是直接送 到污水净化沉降塔13的下部圆锥体13.5底部的A区，这样做会减少 絮团的沉降时间，提高了固液分散的效率，增加了絮凝后的污物浓度。 小的絮团在絮凝沉降区(B区)上升时碰到上流式层流倾斜板13.4 后就开始下沉。透过上流式层流倾斜板13.4的液体进入C区(细粒 过滤沉降区)，这个区域断面积较大，水流较为平稳，小的微粒也开 始下沉，当下沉到上上流式层流倾斜板13.4时会加速沉降。当水进 入到最上层的澄清清水区(D区)时污水达到净化标准，可回收再利 用。

由图8所示的图7的俯视图并结合图7看出，在圆筒体13.1内的D- 澄清清水区的清水层位置，设置了十字溢流堰13.12，十字溢流堰 13.12与溢流槽13.2同高且相同，十字溢流堰13.12的十字交叉点为圆 筒体13.1截面圆的中心位置。十字溢流堰13.12增加了溢流堰的有效 长度，降低了溢流速度，在清水溢流时，可有效防止水面波动。

由图9所示的本发明采用的上流式层流倾斜板结构示意图看出， 它是由耐腐蚀的板材相互搭接而成，类似瓦片搭接形式，上下左右都 进行搭接，各板之间都留有缝隙结构，共分为三层：上层斜板13.4.1、 中层斜板13.4.2、下层斜板13.4.3，每层斜板都由6-15块板材构成(本 实施例为8块)，通过支架13.4.4同污水净化沉降塔13的圆筒体13.1 固定。

Claims (10)

1.一种集净化与浓缩为一体的污水处理***，其特征在于：它是由污水加药、混合和搅拌***、阿基米德螺旋管道(9)、污水净化沉降塔(13)组合构成；所述的污水加药、混合和搅拌***含有污水池(1)、絮凝剂添加装置(11)、变频电机(2)、螺杆泵(3)、混合室(6)、搅拌器，变频电机(2)与螺杆泵(3)连接，污水池(1)通过管道(5)与螺杆泵(3)连接，絮凝剂添加装置(11)的排出管道、螺杆泵(3)出水管道在混合室(6)交汇；搅拌器设置在混合室(6)的出水管道上，所述的搅拌器是由两个旋向相反的管道静态搅拌器串联组合构成；所述的阿基米德螺旋管道(9)自下而上、再自上而下围绕污水净化沉降塔(13)的***设置，阿基米德螺旋管道(9)的自下而上部分称之为上升螺旋管道(9.2)，阿基米德螺旋管道(9)的自上而下部分称之为下降螺旋管道(9.3)；搅拌器的出水管通过管接头(9.1)与阿基米德螺旋管道(9)的上升螺旋管道(9.2)进水口连接；下降螺旋管道(9.3)最下一圈的弧形管为塔底弧形管(9.5)，在塔底弧形管(9.5)上装有喷头(9.6)，喷头(9.6)与污水净化沉降塔(13)的底侧内部连通；所述的污水净化沉降塔(13)的上部为圆筒体(13.1)、下部为圆锥体(13.5)，在圆筒体(13.1)内装有上流式层流倾斜板(13.4)，圆筒体(13.1)上部***为溢流槽(13.2)，清水流出管(13.3)与溢流槽(13.2)连通；圆锥体(13.5)的锥体底部与排污管(13.8)连接；在污水净化沉降塔(13)内自下而上分成4个区：A-浓缩区、B-絮凝沉降区、C-细粒过滤沉降区、D-澄清清水区。

2.如权利要求1所述的一种集净化与浓缩为一体的污水处理***，其特征在于：所述的两个旋向相反的管道静态搅拌器，一个为右旋管道静态搅拌器(7)，另一个为左旋管道静态搅拌器(8)；所述的右旋管道静态搅拌器(7)的管壳内装有右旋叶片(7′)，所述的左旋管道静态搅拌器(8)的管壳内装有左旋叶片(8′)。

3.如权利要求2所述的一种集净化与浓缩为一体的污水处理***，其特征在于：在圆锥体(13.5)的锥体底侧还设有防堵塞清水管(13.6)，防堵塞清水管(13.6)与圆锥体(13.5)内连通，在防堵塞清水管(13.6)上设有流量调节阀(13.7)。

4.如权利要求3所述的一种集净化与浓缩为一体的污水处理***，其特征在于：它还设有冲洗清水池(12)，冲洗清水池(12)通过管道(5)与螺杆泵(3)连通。

5.如权利要求1、2、3或4所述的一种集净化与浓缩为一体的污水处理***，其特征在于：所述的絮凝剂添加装置(11)采用全自动聚合物溶液制备投加***。

6.如权利要求4所述的一种集净化与浓缩为一体的污水处理***，其特征在于：在污水池(1)、冲洗清水池(12)的出水管路上分别设有球阀(4)；在絮凝剂添加装置(11)的排出管道上设有逆止阀(10)，在阿基米德螺旋管道(9)之下降螺旋管道(9.3)上也设有逆止阀(10)。

7.如权利要求4所述的一种集净化与浓缩为一体的污水处理***，其特征在于：在污水池(1)、冲洗清水池(12)的出水管路上分别设有球阀(4)；在絮凝剂添加装置(11)的排出管道上设有逆止阀(10)，在阿基米德螺旋管道(9)之下降螺旋管道(9.3)上也设有逆止阀(10)；所述的絮凝剂添加装置(11)采用全自动聚合物溶液制备投加***；在排污管(13.8)上还分别设有流量调节阀(13.7)、浓度计(13.9)、流量计(13.10)、蝶阀(13.11)。

8.如权利要求7所述的一种集净化与浓缩为一体的污水处理***，其特征在于：在塔底弧形管(9.5)上装有喷头(9.6)的数量为3－6个。

9.如权利要求8所述的一种集净化与浓缩为一体的污水处理***，其特征在于：所述的浓缩区、絮凝沉降区位于圆锥体(13.5)内，所述的细粒过滤沉降区、澄清清水区位于圆筒体(13.1)内。

10.如权利要求9所述的一种集净化与浓缩为一体的污水处理***，其特征在于：所述的上流式层流倾斜板(13.4)，共分为三层：上层斜板(13.4.1)、中层斜板(13.4.2)、下层斜板(13.4.3)，通过支架(13.4.4)同污水净化沉降塔(13)的圆筒体(13.1)固定；根据圆筒体(13.1)的内径大小，每层斜板由若干块板材构成，相邻板材之间留有缝隙。