CN114314901A - 一种铁路隧道用的自动加药智能化污水处理站 - Google Patents

Abstract

一种铁路隧道用的自动加药智能化污水处理站，涉及铁路隧道工程污水处理技术领域，包括调节池、混凝池、絮凝池、沉淀池、污泥池、板框式污泥压滤装置、中间水池、过滤器和清水池，所述调节池、混凝池、絮凝池、沉淀池依次连接，所述沉淀池分别与污泥池、中间水池连接，所述污泥池和污泥压滤装置连接，所述过滤器和清水池、调节池连接，所述调节池、混凝池和絮凝池上设置有自动加药***，本***通过对不同阶段和不同时间段内的污水进行实时检测，根据污水中污染物含量进行自动配药、喷药，自动使用当前污水最适合的药液种类和药液用量，更加智能化，大幅度提高污水处理效率和效果，降低污水处理成本。

Description

一种铁路隧道用的自动加药智能化污水处理站

技术领域

本发明涉及铁路隧道工程污水处理技术领域，具体是涉及了一种铁路隧道用的自动加药智能化污水处理站。

背景技术

隧道工程开挖地区平地通常不大，可利用面积相当有限，大型沉淀池设置非常困难，增大了征地难度，人地矛盾激化。沉淀池规模过小，与废水排放量不匹配，无法满足大涌水量情况，排水量大，沉淀池小，废水仍然直接排放到大自然中，污染了水源，对当地水稻种植户、鱼、蛙养殖户及饮用水居民造成极坏的影响。

一般的传统工艺污水处理效率不高，导致废水沉淀时间不足，排放不达标。处理能力低，对于流速较快、排水量较大的情况无法应对，而且对药剂投放量的认识存在不足，药剂投放量不足会导致废水处理不完全，污染物含量过高达不到排放标准要求；而投放过量，会降低处理效果并造成二次污染。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供了一种铁路隧道用的自动加药智能化污水处理站，通过对不同阶段和不同时间段内的污水进行实时检测，根据污水中污染物含量进行自动配药、喷药，自动使用当前污水最适合的药液种类和药液用量，更加智能化，大幅度提高污水处理效率和效果，降低污水处理成本。

本发明采用的技术方案是，提供了一种铁路隧道用的自动加药智能化污水处理站，包括调节池、混凝池、絮凝池、沉淀池、污泥池、板框式污泥压滤装置、中间水池、过滤器和清水池，所述调节池、混凝池、絮凝池、沉淀池依次连接，所述沉淀池分别与污泥池、中间水池连接，所述污泥池和污泥压滤装置连接，所述过滤器和清水池、调节池连接，所述调节池、混凝池和絮凝池上设置有自动加药***。

所述自动加药***包括控制单元、采集单元、检测单元、计量单元、储药单元和喷药单元，所述控制单元分别与采集单元、检测单元、计量单元、储药单元和喷药单元电连接，所述采集单元用于采集调节池、混凝池和絮凝池内的水样并输送给检测单元，所述检测单元用于检测水样中污染物含量并将检测数据发送至控制单元，所述控制单元将接收到的检测数据与预设的污染物含量对应药液种类、药液用量的数据进行比对后得出需要使用的药液种类和药液用量，并控制储药单元打开阀门向计量单元输送出对应种类的药液，当计量单元检测到达到预设的药液用量后，储药单元关闭阀门停止输送，并且计量单元将接收到的药液输送至喷药单元，由喷药单元进行药液喷洒。

所述采集单元设置有三组且分别对应调节池外的污水水源、调节池和混凝池，所述喷药单元设置有三组并分别对应调节池、混凝池和絮凝池，所述计量单元数量与储药单元数量对应且每个计量单元分别与单个储药单元连接，所述计量单元输出端通过主管串联，主管上通过三个支管分别连接三个喷药单元，主管上设置有多个阀门并分别设置在计量单元之间的主管上，阀门为电子阀并与控制单元电连接，所述喷药单元的喷头为射流喷头。

所述调节池包括圆形或矩形结构，调节池内通过隔墙分隔为依次连通的调节水量区、加药区和均质区，所述调节池进水端与调节水量区连通，自动加药***的加药端与加药区对应，调节水量区内设置有调节搅拌机，均质区内设置有均质搅拌机和均质提升泵，所述均质提升泵输入端伸入均质区内、输出端伸入混凝池内。

所述混凝池、絮凝池和沉淀池为一体结构，并通过隔墙进行依次分隔，所述混凝池和絮凝池内设置有混合搅拌机，所述沉淀池底部设置有水力旋流器并通过水力旋流器分别与污泥池和混凝池连通。

所述沉淀池内设置有波纹斜板，沉淀池进水端设置在侧壁底部，沉淀池底部为V型结构。

所述沉淀池出水端口处设置有过滤槽，过滤槽内填充有滤料，过滤槽底部通过管道与过滤器连通。

还包括微砂池和设置在微砂池内的微砂搅拌机，所述微砂池设置在混凝池和絮凝池之间且相互连通。

本发明的有益效果是：

1、通过试验研究废水处理量、废水成分与药液种类、药液用量的关系，制定药剂投放的最合适方案，并通过自动加药***进行实时检测，根据水量、废水成分进行投放最合适的药液和药量，实现精准投放。

2、废水处理站占地面积小，约为普通沉淀池占地面积的5％～10％，运输方便，优化了池型和高品质的搅拌机保证药剂和水的充分混合，增加微砂池，提高沉淀速度，沉淀所需时间短：约为6～10min(普通沉淀池沉淀时间约为1.5～2h)，抗冲击负荷能力强，出水水质稳定：在进水水质、水量、温度等波动较大时，出水水质稳定，尤其适用于北方低温低浊水处理，与原有沉淀池相结合，采用多种废水处理方法，降低了施工成本，节约建设安装污水处理站施工时间。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

附图中，1、调节池，2、混凝池，3、絮凝池，4、沉淀池，5、污泥池，6、板框式污泥压滤装置，7、中间水池，8、过滤器，9、清水池，10、控制单元，11、采集单元，12、检测单元，13、计量单元，14、储药单元，15、喷药单元，16、主管，17、支管，18、分隔阀门，19、调节水量区，20、加药区，21、均质区，22、均质提升泵，23、水力旋流器，24、波纹斜板，25、过滤槽，26、微砂池。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供了一种铁路隧道用的自动加药智能化污水处理站，包括调节池1、混凝池2、絮凝池3、沉淀池4、污泥池5、板框式污泥压滤装置6、中间水池7、过滤器8和清水池9，所述调节池1、混凝池2、絮凝池3、沉淀池4依次连接，所述沉淀池4分别与污泥池5、中间水池7连接，所述污泥池5和污泥压滤装置连接，所述过滤器8和清水池9、调节池1连接，所述调节池1、混凝池2和絮凝池3上设置有自动加药***。

铁路隧道在施工时所产生的废水涌水进入调节池1，调节池1减缓水流冲击，并通过自动加药***加入药液，加入药液为碱或酸，用于调节废水PH值，形成初步沉淀，之后进入混凝池2，混凝池2通过自动加药***加入混凝剂，混合后进入絮凝池3，絮凝池3通过自动加药***加入絮凝剂，混合后进入沉淀池4进行沉淀，沉淀后的污泥进入污泥池5，并通过板框式污泥压滤装置6对污泥进行固液分离，沉淀后的清水进入中间水池7进行暂存并减缓水流冲击，中间水池7内的清水经过过滤器8进一步进行净化处理，经过过滤器8净化后的清水部分进入清水池，部分通过管道回流至调节池1，稀释调节池1内的废水，降低废水浓度，并进行反硝化脱氮，同时在水量不足时补充水量。

如图1所示，所述自动加药***包括控制单元10、采集单元11、检测单元12、计量单元13、储药单元14和喷药单元15，所述控制单元10分别与采集单元11、检测单元12、计量单元13、储药单元14和喷药单元15电连接，所述采集单元11用于采集调节池1、混凝池2和絮凝池3内的水样并输送给检测单元12，所述检测单元12用于检测水样中污染物含量并将检测数据发送至控制单元10，所述控制单元10将接收到的检测数据与预设的污染物含量对应药液种类、药液用量的数据进行比对后得出需要使用的药液种类和药液用量，并控制储药单元14打开阀门向计量单元13输送出对应种类的药液，当计量单元13检测到达到预设的药液用量后，储药单元14关闭阀门18停止输送，并且计量单元13将接收到的药液输送至喷药单元15，由喷药单元15进行药液喷洒。

在使用时，控制单元10控制采集单元11、检测单元12、计量单元13、储药单元14和喷药单元15进行动作，并且预设有废水量、废水污染物成分及含量对应的最佳药液种类和药液用量的数据，此数据通过大量试验所得，通过采集单元11对废水进行取样，并将水样输送至检测单元12，检测单元12对水样中的所需的成分和含量进行检测，检测后的数据输送至控制单元10，控制单元10将检测数据和预设数据进行比对，得出使用最佳的药液种类和药液用量，然后控制单元10控制储药单元14打开阀门向计量单元13输送出相应的药液，通过计量单元13进行暂存并进行计量，达到使用用量后关闭储药单元14，计量单元13收到足量的药液后将药液输送至喷药单元15，喷药单元15将药液进行喷洒，实现自动加药，本***可以实时监测、监测不同阶段内废水的污染物成分和含量，然后根据实际需求自动加入使用效果最佳的药液及用量，实现精准加药，大幅度提高废水处理效果和效率，降低药液的使用成本。

如图1所示，所述采集单元11设置有三组且分别对应调节池1外的污水水源、调节池1和混凝池2，所述喷药单元15设置有三组并分别对应调节池1、混凝池2和絮凝池3，所述计量单元13数量与储药单元14数量对应且每个计量单元13分别与单个储药单元14连接，所述计量单元13输出端通过主管16串联，主管16上通过三个支管17分别连接三个喷药单元15，主管16上设置有多个分隔阀门18并分别设置在计量单元13之间的主管16上，分隔阀门18为电子阀并与控制单元10电连接，所述喷药单元15的喷头为射流喷头。

污水水源上的采集单元11对应调节池1上的喷药单元15，调节池1上的采集单元11对应混凝池2上的喷药单元15，混凝池2上的采集单元11对应絮凝池3上的喷药单元15，当前所需加药的工序(工位)是根据上一工序(工位)内的废水指标进行判定，原因是由于采集、检测、配药和喷药整个过程需要一定的时间来完成，而上一工序(工位)内的废水流入当前工序(工位)内的时间足以完成，通过预设时间或预设水量，当上一工序(工位)内的废水流入当前工序(工位)达到预设范围时，再进行喷药，则可以进一步实现精准加药，本***可以根据使用需求，可以增加采集单元11、检测单元12、计量单元13和喷药单元15的数量，而储药单元15根据使用药液种类的数量进行设定，在输送药液时，只通过一条主管16和主管16上的多个分隔阀门18即可实现，通过控制单元10控制多个分隔阀门18的开闭，即可控制药液可以准确输送至相对应的喷洒单元15内，结构简单、紧凑，占地面积小。

如图1所示，所述调节池1包括圆形或矩形结构，调节池1内通过隔墙分隔为依次连通的调节水量区19、加药区20和均质区21，所述调节池1进水端与调节水量区19连通，自动加药***的加药端与加药区20对应，调节水量区19内设置有调节搅拌机，均质区21内设置有均质搅拌机和均质提升泵22，所述均质提升泵22输入端伸入均质区21内、输出端伸入混凝池2内。

调节水量区19通过调节搅拌机改变水流的水流方向，将直流变为低速旋流，降低水流对本***的冲击，大幅度减缓水流的流动速度，废水通过溢流的方式进入加药区20，自动加药***通过对水源的实时检测，根据废水的酸碱度加入最佳使用药液种类和用量，在加药区20内加入药液为碱或酸，用以调节废水的PH值，同时避免高碱或高酸对后续药液的效果造成影响，加药后的废水通过下层流，即隔墙底部进入均质区21，避免废水与药液比例失调，均质区21通过均质搅拌机将药液和废水充分搅拌混合，混合后通过均质提升泵22进入混凝池2。

如图1所示，所述混凝池2、絮凝池3和沉淀池4为一体结构，并通过隔墙进行依次分隔，所述混凝池2和絮凝池3内设置有混合搅拌机，所述沉淀池4底部设置有水力旋流器23并通过水力旋流器23分别与污泥池5和混凝池2连通。

混凝池2、絮凝池3和沉淀池4构成高密度沉淀池，废水进入混凝池2内后，自动加药***根据采集均质区21内的污染物成分和含量，加入最佳使用量的混凝剂，并通过混合搅拌机将废水和混凝剂充分搅拌混合后进入絮凝池3内，自动加药***根据采集混凝池2内的污染物成分和含量，在絮凝池3内加入最佳使用量的絮凝剂和/或助凝剂，并通过混合搅拌机充分搅拌混合后进入沉淀池4，在沉淀池4内进行沉淀，沉淀池4底部通过水力旋流器23进行微砂和污泥分离，分离后的微砂通过管道回流至絮凝池3内，降低絮凝池3内的废水浓度并进行反硝化，污泥输送至污泥池5，然后通过板框式污泥压滤装置6进行固液分离。

如图1所示，所述沉淀池4内设置有波纹斜板24，沉淀池4进水端设置在侧壁底部，沉淀池4底部为V型结构。

沉淀池4为斜板沉淀池，采用波纹斜板24，沉淀池4进入端为隔墙底部，废水中通过混凝剂、絮凝剂和助凝剂的作用产生大量的絮状物，在进入沉淀池4后，随着水流向上涌动，絮状物在向上运动的过程中受到波纹斜板24的阻挡后停止向上涌动并向下回落沉淀，沉淀时间短、速度快，沉淀池4的V型底部将沉淀的絮状物进行聚集，方便排出。

如图1所示，所述沉淀池4出水端口处设置有过滤槽25，过滤槽25内填充有滤料，过滤槽25底部通过管道与过滤器8连通。

沉淀后的废水在沉淀池4内通过溢流的方式流入过滤槽25，借助自重，经过滤料向过滤槽25下端渗入，实现过滤，废水经过过滤槽25过滤后进入中间水池7进行稳定，最后中间水池7内的废水进入过滤器8进一步过滤，过滤完成后进入清水池，即完成废水的净化。

如图1所示，还包括微砂池26和设置在微砂池26内的微砂搅拌机，所述微砂池26设置在混凝池2和絮凝池3之间且相互连通。

增设微砂池26，微砂池26内加入微砂，提高絮凝效果和效率，水力旋流器23将微砂和污泥分离，微砂随着回流进行循环使用，污泥输送至污泥池暂存，然后通过板框式污泥压滤装置6进行固液分离。

Claims (8)

1.一种铁路隧道用的自动加药智能化污水处理站，其特征在于：包括调节池(1)、混凝池(2)、絮凝池(3)、沉淀池(4)、污泥池(5)、板框式污泥压滤装置(6)、中间水池(7)、过滤器(8)和清水池(9)，所述调节池(1)、混凝池(2)、絮凝池(3)、沉淀池(4)依次连接，所述沉淀池(4)分别与污泥池(5)、中间水池(7)连接，所述污泥池(5)和污泥压滤装置连接，所述过滤器(8)和清水池(9)、调节池(1)连接，所述调节池(1)、混凝池(2)和絮凝池(3)上设置有自动加药***。

2.根据权利要求1所述的一种铁路隧道用的自动加药智能化污水处理站，其特征在于：所述自动加药***包括控制单元(10)、采集单元(11)、检测单元(12)、计量单元(13)、储药单元(14)和喷药单元(15)，所述控制单元(10)分别与采集单元(11)、检测单元(12)、计量单元(13)、储药单元(14)和喷药单元(15)电连接，所述采集单元(11)用于采集调节池(1)、混凝池(2)和絮凝池(3)内的水样并输送给检测单元(12)，所述检测单元(12)用于检测水样中污染物含量并将检测数据发送至控制单元(10)，所述控制单元(10)将接收到的检测数据与预设的污染物含量对应药液种类、药液用量的数据进行比对后得出需要使用的药液种类和药液用量，并控制储药单元(14)打开阀门(18)向计量单元(13)输送出对应种类的药液，当计量单元(13)检测到达到预设的药液用量后，储药单元(14)关闭阀门(18)停止输送，并且计量单元(13)将接收到的药液输送至喷药单元(15)，由喷药单元(15)进行药液喷洒。

3.根据权利要求2所述的一种铁路隧道用的自动加药智能化污水处理站，其特征在于：所述采集单元(11)设置有三组且分别对应调节池(1)外的污水水源、调节池(1)和混凝池(2)，所述喷药单元(15)设置有三组并分别对应调节池(1)、混凝池(2)和絮凝池(3)，所述计量单元(13)数量与储药单元(14)数量对应且每个计量单元(13)分别与单个储药单元(14)连接，所述计量单元(13)输出端通过主管(16)串联，主管(16)上通过三个支管(17)分别连接三个喷药单元(15)，主管(16)上设置有多个阀门(18)并分别设置在计量单元(13)之间的主管(16)上，阀门(18)为电子阀并与控制单元(10)电连接，所述喷药单元(15)的喷头为射流喷头。

4.根据权利要求1所述的一种铁路隧道用的自动加药智能化污水处理站，其特征在于：所述调节池(1)包括圆形或矩形结构，调节池(1)内通过隔墙分隔为依次连通的调节水量区(19)、加药区(20)和均质区(21)，所述调节池(1)进水端与调节水量区(19)连通，自动加药***的加药端与加药区(20)对应，调节水量区(19)内设置有调节搅拌机，均质区(21)内设置有均质搅拌机和均质提升泵(22)，所述均质提升泵(22)输入端伸入均质区(21)内、输出端伸入混凝池(2)内。

5.根据权利要求4所述的一种铁路隧道用的自动加药智能化污水处理站，其特征在于：所述混凝池(2)、絮凝池(3)和沉淀池(4)为一体结构，并通过隔墙进行依次分隔，所述混凝池(2)内设置有混合搅拌机，所述沉淀池(4)底部设置有水力旋流器(23)并通过水力旋流器(23)分别与污泥池(5)和混凝池(2)连通。

6.根据权利要求5所述的一种铁路隧道用的自动加药智能化污水处理站，其特征在于：所述沉淀池(4)内设置有波纹斜板(24)，沉淀池(4)进水端设置在侧壁底部，沉淀池(4)底部为V型结构。

7.根据权利要求6所述的一种铁路隧道用的自动加药智能化污水处理站，其特征在于：所述沉淀池(4)出水端口处设置有过滤槽(25)，过滤槽(25)内填充有滤料，过滤槽(25)底部通过管道与过滤器(8)连通。

8.根据权利要求1所述的一种铁路隧道用的自动加药智能化污水处理站，其特征在于：还包括微砂池(26)和设置在微砂池(26)内的微砂搅拌机，所述微砂池(26)设置在混凝池(2)和絮凝池(3)之间且相互连通。

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