CN111137961A - 废水循环利用***和利用方法以及在水泥生产线固废卸料区域废水循环中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废水循环利用，具体公开了一种废水循环利用***和利用方法以及应用，该废水循环利用***包括废水收集单元和沉淀池；所述沉淀池包括沉泥区和清水区，废水收集单元能够将废水排放源区域的污水收集并汇集至沉泥区，沉淀池中的污泥能够汇集至沉泥区的底部，且沉泥区的泥浆能够输送至煅烧炉；清水区能够将清水区内的水输送至喷水设备，清水区还能够通过补水管道与外部水源可控连通。该***不仅能够将废水排放源区域废水收集起来进行循环利用，还能将废水中的污泥进行无害排放，实现绿色、环保并节约水资源的目的。而该***应用于水泥生产线中时，不仅实现废水循环，而且在零污染排放的基础上，实现了污泥中的资源回收。

Description

废水循环利用***和利用方法以及在水泥生产线固废卸料区 域废水循环中的应用

技术领域

本发明涉及废水循环利用，具体地，涉及一种废水循环利用***和利用方法以及在水泥生产线固废卸料区域废水循环中的应用。

背景技术

在工业生产中，往往有大量的含有污泥的废水。以水泥生产线为例，在水泥熟料生产线中，含有污泥的废水来源有主厂房车辆清洗水和污泥储存库地面冲洗水，两类废水均在主厂房内的卸车大厅(即废水排放源区域)产生，此部分生产废水中含有大量的污泥，污泥主要为水泥熟料、粉尘等，若直接外排到环境中，并未加以充分利用，不但造成水资源浪费，还会产生水环境污染。

为了节约水资源，需要尽量减少固废项目的耗水量，固废项目最大的用水点就是主厂房卸料大厅的车辆和地面冲洗水，故此部分生产废水的循环利用尤为重要。国内拥有数量庞大的水泥熟料生产线，如果能够采用适当的方式，将该部分生产废水进行收集处理并循环利用，将会极大的改善环境，减少水资源的消耗与浪费，具有较好的社会和经济效益。

但是，如上所述，废水中含有大量的污泥，这些污泥并不适于直接排放，即便能做到水资源的循环利用，还需要进一步解决污泥的排放问题，避免造成二次污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种废水循环利用***和利用方法以及在水泥生产线固废卸料区域废水循环中的应用，该废水循环利用***不仅能够将废水排放源区域废水收集起来进行循环利用，还能将废水中的污泥进行无害排放，实现绿色、环保并节约水资源的目的。而该***应用于水泥生产线中时，不仅废水得到应用，而且污泥在零污染排放的基础上，得到了回收，更进一步节约资源。

为了实现上述目的，本发明提供了一种废水循环利用***，包括废水收集单元和与废水收集单元相连通的沉淀池；所述沉淀池包括沉泥区和与沉泥区相连通的清水区，废水收集单元能够将废水排放源区域的污水收集并汇集至沉淀池内的沉泥区，沉淀池中的污泥能够汇集至沉泥区的底部，且沉泥区的泥浆能够输送至煅烧炉；清水区能够将清水区内的水输送至喷水设备，清水区还能够通过补水管道与外部水源可控连通。

优选地，沉淀池通过穿孔墙将沉淀池分为沉泥区和清水区，且沉泥区底沿远离清水区的方向向下坡向设置。

优选地，废水收集单元包括设置于废水排放源区域的多条排水沟和与排水沟连通的集水坑，废水排放源区域的废水能够坡向流入排水沟并汇集至集水坑，集水坑的底部通过坡向下设置的管道或沟槽与沉淀池连通。

优选地，清水区内设置有水泵，所述水泵设置于清水区的底部且通过管道与喷水设备相连通。

优选地，喷水设备为水枪或出水管。

优选地，还包括设置于废水排放源区域的控制柜，控制柜上的控制开关能够将水枪和水泵的电源开关连锁。

优选地，清水区内还设置有液压水位控制阀，液压水位控制阀能够监测清水区的是否达到目标水位以将补水管道与外部水源开启或关闭。

优选地，沉泥区的底部设置有污泥泵，污泥泵能够将沉泥区的泥浆输送至煅烧炉；或者，还包括污泥仓，污泥泵能够先将沉泥区的泥浆输送至污泥仓，再通过设置于污泥仓内的污泥泵输送至煅烧炉。

优选地，清水区还设置有水位报警装置，水位报警装置能够监测水位情况，并在高于水位高限或低于水位低限的情况下报警，且能够在低于水位低时停止泥浆输送；在水位高于水位高限时停止补水。

本发明还提供一种利用前文所述的废水循环利用***的废水循环利用方法，其特征在于，包括：将废水排放源区域的污水通过废水收集单元收集并汇集至沉淀池内；将沉淀池中污泥汇集至沉淀池中的沉泥区，再将沉泥区的泥浆输送至煅烧炉；将沉淀池中清水区内的水输送至喷水设备；在沉淀池中清水区内的水不足的情况下，将补水管道与外部水源连通对清水区内的水进行补给。

本发明还提供一种前文所述的废水循环利用***和废水循环利用方法在水泥生产线固废卸料区域废水循环中的应用。

本发明将上述的废水汇入废水收集单元，再汇集至沉淀池内的沉泥区，而沉淀池将废水在重力或外界干预下分为相对澄清的清水区和含有大量污泥的沉泥区，清水区的水通过管道输送至喷水设备，这样，喷水设备可以再次对废水排放源区域的固废运输车辆或污泥储存库进行冲洗，从而实现了对废水中的水资源的重复利用；清水区还能够通过补水管道与外部水源可控连通，这样，在沉淀池中水不多的情况下，可以开通补水管道，将外部水源的水引入沉淀池的清水区，从而不会中断喷水设备设置的清洗工作；而另一方面，沉泥区通过管道与煅烧炉连通，可将沉泥区下方含有大量污泥的泥浆输送至煅烧炉。这样，该废水循环利用***不仅能够将废水排放源区域废水收集起来进行循环利用，还能将废水中的污泥进行无害排放，实现绿色、环保并节约水资源的目的。

以300t/d水泥窑综合利用固废项目为例，污泥储存库车辆及地面冲洗废水量约35m³/h，将废水收集处理后循环利用率可达80％以上，水泥厂已建给水处理泵房可以满足固废项目新增生产用水量；同时具有以下效益：

(1)实现废水零排放，避免废水不经处理直接外排对环境的污染，具有较好的环保效益。

(2)相比增加废水处理装置达标后外排，此方法所需的一次性投资更低，同时以窑尾分解炉作为污泥煅烧炉，将泥浆送入窑尾分解炉高温部位焚烧，具有较好的经济效益，还能对污泥中的熟料等进行回收。

(3)有效的节约了水资源，具有较好的社会效益。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是废水循环利用工艺流程图；

图2是本发明一种具体的实施方式中冲洗废水循环利用***的结构示意图；

图3是本发明一种具体的实施方式中的水泵、污泥泵的安装示意图；

图4是本发明一种具体的实施方式中的穿孔墙的结构示意图。

附图标记说明

1排水沟 2集水坑

3沉淀池 4水泵

5管道 6水枪

7污泥泵 8沉泥区

9清水区 10穿孔墙

11污泥仓 12窑尾分解炉

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，“上、下、顶、底、远、近、侧”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。

本发明提供一种废水循环利用***，包括废水收集单元和与废水收集单元相连通的沉淀池；所述沉淀池包括沉泥区和与沉泥区相连通的清水区，废水收集单元能够将废水排放源区域的污水收集并汇集至沉淀池内的沉泥区，沉淀池中的污泥能够汇集至沉泥区的底部，且沉泥区的泥浆能够输送至煅烧炉；清水区能够将清水区内的水输送至喷水设备，清水区还能够通过补水管道与外部水源可控连通。

在上述技术方案中，本发明所述的废水排放源区域可以是多种，只要能够产生含有一定污泥或固形物的废水均适用本发明。

本发明将汇入废水收集单元，再汇集至沉淀池内的沉泥区，而沉淀池将废水在重力或外界干预下分为相对澄清的清水区和含有大量污泥的沉泥区，清水区的水通过管道输送至喷水设备，这样，喷水设备可以再次对废水排放源区域的固废运输车辆或污泥储存库进行冲洗，从而实现了对废水中的水资源的重复利用；清水区还能够通过补水管道与外部水源可控连通，这样，在沉淀池中水不多的情况下，可以开通补水管道，将外部水源的水引入沉淀池的清水区，从而不会中断喷水设备设置的清洗工作；而另一方面，沉泥区通过管道与煅烧炉连通，这样，可将沉泥区下方含有大量污泥的泥浆输送至煅烧炉。

而以水泥行业为例，本发明适用于水泥行业的固废卸料区域的废水循环利用。固废卸料区域废水来源主要但不限于以下两种：(1)在固废运输车辆进入卸料区域如卸料大厅，卸料结束后，需对地面及运输车辆进行冲洗，会产生一定量的废水；(2)污泥储存库周边往往有一些污泥，需要定期冲洗，从而产生一定量的废水。前述的煅烧炉，在水泥生产线中，为窑尾的分解炉，这样，能够将将固废项目主厂房卸料大厅冲洗水循环利用以节约水资源，并依托水泥厂水泥熟料生产线进行污泥处置实现零外排，还能对污泥中的熟料等回收利用。

在上述的技术方案中，沉淀池分为清水区和沉泥区的方式有多种，例如通过设置隔网、过滤等方式。在本发明一种优选的实施方式中，沉淀池通过穿孔墙将沉淀池分为沉泥区和清水区，且沉泥区底沿远离清水区的方向向下坡向设置且穿孔墙上孔的底部距池底的距离高于沉泥区中泥浆层的。这样，沉淀池中的污泥在重力作用下逐渐汇集至沉泥区的下坡向，而污泥不能通过穿孔墙空洞中汇集至清水区，保证了清水区的水质。不需要用电设备等就能将废水中的相对的清水和污泥进行分隔，一方面节约能源，另一方面减少投入成本。

优选地，沉泥区底沿远离清水区的方向向下坡向的坡度不小于3％。

而对于清水区至管道与喷水设备的水的输送方式，可以有多种，例如低压抽取等。在本发明一种优选的实施方式中，清水区内设置有水泵，所述水泵设置于清水区且通过管道与喷水设备相连通。而对于管道的设置可以有多种，PVC管或不锈钢管，均可实现本发明。

水泵可以设置在清水区的多个区域，只要处于目标水位以下，均可实现本发明。为了减少外部水源的补给，从而节约水资源，优选地，水泵设置在清水区的靠下的位置。

为了减少外部水源的补给，从而节约水资源，进一步优选地，清水区的底部部分向下凹陷形成的清水坑，水泵设置在清水坑内，这样可以进一步降低最低水位，减少外部补给水，节约用水。

喷水设备可以有多种选择，例如常规的水龙头等。在本发明一种优选的实施方式中，喷水设备为水枪或出水管。这样，可外部的清洗目标进行清洗。

对于废水收集单元可以采用多种方式，例如通过管道与设置于地面区域的排水口相连等。在本发明一种优选的实施方式中，如图废水收集单元包括设置于废水排放源区域的多条排水沟和与排水沟连通的集水坑，废水排放源区域的废水能够坡向流入排水沟并汇集至集水坑，集水坑的底部通过坡向下设置的管道或沟槽与沉淀池连通。进一步优选，废水源区域的底面坡向排水沟设置。这样，本发明采用重力汇流的方式，将废水收集起来，如此设置，与常规的管道连接相比，可以延长废水收集单元的使用寿命，而且投入成本低。

在本发明一种优选的实施方式中，还包括设置于废水源区域的控制柜，控制柜上的控制开关能够将水枪和水泵的电源开关连锁。这样，将控制柜与冲洗水枪自带的控制开关、污水泵分别联锁，当需要冲洗时打开控制开关，通过控制柜内的PLC打开水泵运行，水枪出水冲洗。更加的方便、快捷。

在本发明一种优选的实施方式中，清水区内还设置有液压水位控制阀，液压水位控制阀能够监测清水区的是否达到目标水位以将补水管道与外部水源开启或关闭。当沉淀池水位到达高水位时，液压水位控制阀自动关闭，沉淀池停止补水，并可根据实际需要启动水泵进行对外进行冲洗。这样，可以使得沉淀池中的水位一直处于目标水位范围，保证了作业的连续性。

在本发明一种优选的实施方式中，沉泥区的底部设置有污泥泵，污泥泵能够将沉泥区的泥浆输送至煅烧炉，这样，污泥区的泥浆可以直接进入煅烧炉，既不影响煅烧炉的常规作业，又能实现污泥的零排放。

在本发明另一种优选的实施方式中，还包括污泥仓，沉泥区的底部设置有污泥泵，污泥泵能够先将沉泥区的泥浆输送至污泥仓，再通过设置于污泥仓内的污泥泵输送至煅烧炉。这样，可以间断处理，节约能源。

本发明还提供一种前文所述的废水循环利用***的废水循环利用方法，其特征在于，包括：将废水排放源区域的污水通过废水收集单元收集并汇集至沉淀池内；将沉淀池中污泥汇集至沉淀池中的沉泥区，再将沉泥区的泥浆输送至煅烧炉；将沉淀池中清水区内的水输送至喷水设备；在沉淀池中清水区内的水不足的情况下，将补水管道与外部水源连通对清水区内的水进行补给。

本发明将废水汇入废水收集单元，再汇集至沉淀池内，而沉淀池将废水在重力或外界干预下分为相对澄清的清水区和含有大量污泥的沉泥区，清水区的水通过管道输送至喷水设备，这样，喷水设备可以再次对废水排放源区域的固废运输车辆或污泥储存库进行冲洗，从而实现了对废水中的水资源的重复利用；清水区还能够通过补水管道与外部水源可控连通，这样，在沉淀池中水不多的情况下，可以开通补水管道，将外部水源的水引入沉淀池的清水区，从而不会中断喷水设备设置的清洗工作；而另一方面，沉泥区通过管道与煅烧炉连通，这样，可将沉泥区下方含有大量污泥的泥浆输送至煅烧炉。前述的煅烧炉，在水泥生产线中，为窑尾的分解炉，这样，能够将将固废项目主厂房卸料大厅冲洗水循环利用以节约水资源，并依托水泥厂水泥熟料生产线进行污泥处置实现零外排。

本发明还提供一种前文所述的废水循环利用***和废水循环利用方法在水泥生产线固废卸料区域废水循环中的应用。即本发明中的废水排放源区域为水泥生产线固废卸料区域，而煅烧炉为窑尾分解炉。

在本发明一种具体的实施方式中，如图2所示，固废主厂房卸料大厅地面和车辆冲洗废水经排水沟1、集水坑2收集后重力流入室外的沉淀池3，沉淀池3尺寸可以根据需要调整，以6m(长)×3m(宽)×3.5m(高)为例，有效容积约50m³，设穿孔墙10将沉淀池3分为沉泥区8和清水区9(如图3所示，其中穿孔墙10的结构示意图见图4)，且池底设置3％的坡度坡向沉泥区8，沉淀池3末端清水区9设置两台水泵4(一用一备)，水泵设置在向下凹陷的请水坑中，通过不锈钢管5接至卸料大厅设置的水枪6，卸料大厅适当位置设置一台控制柜，将控制柜与冲洗水枪自带的控制开关和水泵开关 4分别联锁，当需要冲洗时打开控制开关，通过控制柜内的PLC打开水泵4 运行，水枪出水冲洗。

沉泥区8的最低处向下凹陷形成泥浆坑，泥浆坑内设置一台污泥泵7，通过管道5将沉泥区8沉积的泥浆不定期(时间长短根据车辆的多少和沉淀池中沉积污物的多少确定)排至污泥仓11，最终同含水率超过80％的泥浆一起由泵送入水泥窑烧成窑尾分解炉12高温部位焚烧。

当污泥泵7与控制柜电连，需要时，在控制柜面板上也可直接控制污泥泵7的开启或关闭。

沉淀池3补水管接自水泥厂已有生产给水管网，通过液压水位控制阀自动控制，当沉淀池3水位到达高水位时，液压水位控制阀自动关闭，沉淀池 3停止补水，并可根据实际需要启动水泵4进行冲洗。沉淀池3设置连续显示水位装置，高低水位报警，低水位停水泵4，最低水位停污泥泵7，水泵故障报警。

如图1所示，该方法主要采用“排水沟1+集水坑2+沉淀池3”用于冲洗废水收集处理，采用“水泵4+管道5+水枪6”用于车辆及卸料大厅地面冲洗实现废水循环利用，采用“污泥泵7+管道5”用于泥浆回收至污泥仓 11，最终同含水率超过80％的污泥一起由泵送入水泥窑烧成窑尾分解炉12 高温部位焚烧，实现污泥的零污染排放，并将污泥中的熟料等回收利用。

以300t/d水泥窑综合利用固废项目为例，污泥储存库车辆及地面冲洗废水量约35m³/h，将废水收集处理后循环利用率可达80％以上，水泥厂已建给水处理泵房可以满足固废项目新增生产用水量；同时具有以下效益：

(1)实现废水零排放，避免废水不经处理直接外排对环境的污染，具有较好的环保效益。

(2)相比增加废水处理装置达标后外排，此方法所需的一次性投资更低，同时将泥浆送入窑尾分解炉12高温部位焚烧，具有较好的经济效益。

(3)有效的节约了水资源，具有较好的社会效益。

这样，本发明一方面依托于水泥生产线建设在水泥厂内，生产用水全部来自建水泥厂的给水处理泵站和室外生产给水管网，为不影响水泥生产线的运行。冲洗废水经卸料大厅排水沟收集后排至室外沉淀池，澄清后上清液作为冲洗用水由水泵加压进行循环利用，沉淀池清水补水管通过液压水位控制阀根据水位高低进行补水，循环率在80％以上。

另一方面，本发明将含水率超过80％的污泥采用污泥泵送入水泥窑烧成窑尾分解炉高温部位焚烧。因沉淀池沉积的泥浆含水率大于80％，故不定期由污泥泵排至污泥仓，后由泵动力输送至窑尾分解炉高温部位焚烧，实现废水零排放并将污泥中的熟料等回收利用。

国内拥有数量庞大的水泥熟料生产线，加上其它行业存在的与此类似的煅烧窑体，如果能够采用适当的方式，将该部分生产废水进行收集处理并循环利用，将会极大的改善环境，减少水资源的消耗与浪费，具有较好的社会和经济效益。

本发明适用但不限于水泥行业的废水循环使用。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种废水循环利用***，其特征在于，包括废水收集单元和与废水收集单元相连通的沉淀池；所述沉淀池包括沉泥区和与沉泥区相连通的清水区，废水收集单元能够将废水排放源区域的污水收集并汇集至沉淀池内的沉泥区，沉淀池中的污泥能够汇集至沉泥区的底部，且沉泥区的泥浆能够输送至煅烧炉；

清水区能够将清水区内的水输送至喷水设备，清水区还能够通过补水管道与外部水源可控连通。

2.根据权利要求1所述的废水循环利用***，其特征在于，沉淀池通过穿孔墙将沉淀池分为沉泥区和清水区，且沉泥区底沿远离清水区的方向向下坡向设置。

3.根据权利要求1所述的废水循环利用***，其特征在于，废水收集单元包括设置于废水排放源区域的多条排水沟和与排水沟连通的集水坑，废水排放源区域的废水能够坡向流入排水沟并汇集至集水坑，集水坑的底部通过坡向下设置的管道或沟槽与沉淀池连通。

4.根据权利要求1所述的废水循环利用***，其特征在于，清水区内设置有水泵，所述水泵设置于清水区且通过管道与喷水设备相连通；

喷水设备优选为水枪或出水管。

5.根据权利要求4所述的废水循环利用***，其特征在于，还包括设置于废水排放源区域的控制柜，控制柜上的控制开关能够将水枪和水泵的电源开关连锁。

6.根据权利要求1所述的废水循环利用***，其特征在于，清水区内还设置有液压水位控制阀，液压水位控制阀能够监测清水区的是否达到目标水位以将补水管道与外部水源开启或关闭。

7.根据权利要求1所述的废水循环利用***，其特征在于，沉泥区的底部设置有污泥泵，污泥泵能够将沉泥区的泥浆输送至煅烧炉；

或者，还包括污泥仓，污泥泵能够先将沉泥区的泥浆输送至污泥仓，再通过设置于污泥仓内的污泥泵输送至煅烧炉。

8.根据权利要求1-7任一项所述的废水循环利用***，其特征在于，清水区还设置有水位报警装置，水位报警装置能够监测水位情况，并在高于水位高限或低于水位低限的情况下报警，且能够在低于水位低时停止泥浆输送；在水位高于水位高限时停止补水。

9.一种利用权利要求1-8任一项所述的废水循环利用***的废水循环利用方法，其特征在于，包括：将废水排放源区域的污水通过废水收集单元收集并汇集至沉淀池内；

将沉淀池中污泥汇集至沉淀池中的沉泥区，再将沉泥区的泥浆输送至煅烧炉；

将沉淀池中清水区内的水输送至喷水设备；

在沉淀池中清水区内的水不足的情况下，将补水管道与外部水源连通对清水区内的水进行补给。

10.一种权利要求1-8任一项所述的废水循环利用***和权利要求9所述的废水循环利用方法在水泥生产线固废卸料区域废水循环中的应用。

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