一种隧道废水自动处理系统的制作方法

技术领域

本发明涉及隧道工程的污水处理技术领域，具体是一种隧道废水自动处理系统。

背景技术：

随着经济发展和日常交通的需要，隧道建设相应急剧增多。隧道工程大多位于山区丘陵地带，有些甚至处于饮用水源地或水源涵养区。在其施工过程中会产生大量的施工废水，倘若不对施工废水进行处理，任其排放，将会造成山区水环境污染。

隧道施工过程中的废水来源主要有以下几种：隧道穿越不良地质单元时，产生的涌水；施工设备，如钻机等产生的废水；隧道爆破后及扒渣时用于降尘的水；喷射混凝土和注浆产生的废水以及基岩裂隙水等。隧道施工排水中，大量岩石粉尘等悬浮杂质进入水中，在排出过程中，部分水中溶解性杂质被氧化，有的物质被析出，化学性质有所改变，隧道施工时的渗出水本质上属地下水，另外由于受到钻机、喷射混凝土和注浆及其它人为产生的污染，又具有地表水的特点；主要污染物为悬浮物，石油类及硝基苯类等构成的有机物。隧道施工排水如不加处理直接排放，既会污染周围环境，又会对受纳水体造成理化、生态、景观等危害。

目前的主要处理方式以沉淀为主，通过沉淀池、污泥干化场等设施进行自然沉降。现有技术中工艺参数设计不合理之处：如停留时间短、容积偏小、负荷过大造成出水不稳定或不合格；现有工艺设备过于简单且均为敞开式露天布置，很多地方需人工操作，从而导致出水不稳定，甚至不合格；且安全隐患较大；因施工现场场地狭小，大型成套设备难以进场、安放，且安全隐患较大。随着污水排放提标政策出台，现有技术不能满足提标后的排放要求。主要原因是：a、原水水质水量波动范围大；b、由于受场地限制，设备占地大，原设计污水总停留时间偏短，很难保证出水达标排放；c、污水排放提标后各类指标排放要求提高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种隧道废水自动处理系统，污废水经该系统处理后，能够满足目前的污水综合排放标准，且占地小、处理后的水质稳定、更加安全、自动化程度高。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种隧道废水自动处理系统，包括废水调节池，所述废水调节池上设置废水进口，有提升泵深入所述废水调节池；所述提升泵通过混合器连接至涡流絮凝反应单元；所述涡流絮凝反应单元的上部连接至浅层平流式沉淀单元；所述浅层平流式沉淀单元经过漂浮过滤单元连接至监督池；所述监督池侧面设置有排放口，底面连接至排泥排水收集池；所述涡流絮凝反应单元、浅层平流式沉淀单元以及漂浮过滤单元的底部均连接至排泥排水收集池。

进一步的，所述隧道废水自动处理系统还包括凝聚剂投加装置，所述凝聚剂投加装置用于向所述混合器投加凝聚剂。构成水中浊度的细小悬浮颗粒以无机和有机胶体为主，不易下沉的原因是颗粒在水中不停地作布朗运动时，由于杂质颗粒表面形成的同性电荷相互排斥，不能相互吸引、增大增重而下沉，导至水中杂质不易去除，不能满足排放（或使用）要求。利用向水中投加凝聚剂，中和水中杂质颗粒的表面电荷，使水中不易下沉的细小悬浮物、色度、有机物通过混凝反应聚并成颗粒较大的矾花，絮凝剂能对水中微细颗粒和矾花进行罗捕、架桥，促使悬浮颗粒增大、增重。然后利用沉降距离愈短，沉降时间愈少的浅层沉淀原理，通过后续有高效沉淀效果的水平管沉淀池使水中聚并成大颗粒矾花的杂质下沉，与水分离而使水质得到净化。沉淀出水中仍有少量细小颗粒杂质，经过滤后实现较彻底的清除。

进一步的，所述隧道废水自动处理系统还包括絮凝剂投加装置，所述絮凝剂投加装置用于向混合器投加絮凝剂。

进一步的，所述涡流絮凝反应单元包括圆锥筒、圆柱筒、出水堰、顶盖板，所述圆锥筒位于底部，所述圆柱筒、出水堰、顶盖板依次向上安装；所述出水堰设置出水口；所述圆锥筒上设置进水口和排污放空口。进一步的，所述浅层平流式沉淀单元包括布水段、沉淀段和出水段；所述布水段设置进水口，所述出水段设置出水口；在出水段内设置淹没空出水堰，在底部设置排泥兼排水管。为提高絮凝效果，采用圆锥形涡流式絮凝反应技术，水从底部进入后漩流向上扩散流动时，流速逐渐减少，形成有利于矾花絮体生长的涡流，使异向絮凝效果得到增强；另外，由于反应池上部已聚集了较大的絮体，下部未被凝聚吸附的细小颗粒在随水流上升时就很容易被吸附，强化了接触凝聚的效果，在两者共同作用下，水中悬浮物在短时内形成容易下沉的矾花。涡流絮凝具有水力停留时间短，反应容积小的特点，是其它形式反应器的1/3~1/2。

所述浅层平流式沉淀单元包括布水段、沉淀段和出水段；所述布水段设置进水口，所述出水段设置出水口；在出水段内设置淹没空出水堰，在底部设置排泥兼排水管。沉淀方式采用浅层平流式沉淀分离技术，该技术应用哈真浅层理论，将沉淀管水平放置，水平行流动，悬浮物垂直分离，具有最佳状态下的沉淀和分离功能。浅层平流式多层设置，从尔增加沉淀面积，减小了悬浮物的沉降距离，缩短了悬浮物沉淀时间；浅层平流管单元的垂直断面形状为菱形，管底侧向设有排泥狭缝，沉泥顺侧底下滑，再通过排泥狭缝滑入下面的平流管沉淀单元，悬浮物通过平流管及时与水分离，水走水道、泥走泥道，改善了悬浮物可逆沉淀的排泥条件，并避免了悬浮物堵塞管道和跑矾现象的发生。该装置提高了沉淀效率，减轻了滤池负荷，可在不停水条件下冲洗管壁顶面上沉积的泥渣。

进一步的，所述漂浮过滤单元包括底板、侧壁和顶板围成的过滤室；在所述过滤室内设置发泡塑料滤珠、滤板、出水平口堰；在所述侧壁上部设置出水口，所述出水口与出水平口堰相连通；在过滤室下部设置进水、进气管系以及反洗排水管系；底板上设置放空口。过滤采用轻质漂浮滤料上向流过滤技术，聚苯烯轻质漂浮滤料（EPS发泡塑料滤珠）是一种卓有成效的滤料，其物理化学性能稳定、符合国家规定的有关卫生指标、取材较易、价格低廉，具有重量轻、比表面积大、吸附能力强、不破碎、孔隙率高、滤速快、脱污能力强、滤料粒度均匀、使用寿命长等优点。聚苯烯滤层具有良好的深层截污能力，并能克服砂滤池常见的表面堵塞现象，有利于延长过滤周期，提高过滤效率；当含有微絮凝体的废水通过滤床时，兼具悬浮澄清与轻质滤料上向流过滤二者的优点，水中悬浮杂质与孔隙中先前截留的微絮凝体发生接触絮凝，轻质滤料滤池具有固液分离和絮凝双重功效，且水头损失远小于石英砂滤层，在相同水质条件下，漂浮滤料滤层的水头损失增长率约为0.2—0.5KPa／h，比相同滤速下的石英砂滤床低40％以上。

更进一步，所述进水、进气管系包括进水口；所述反洗排水管系包括反洗进气口和反洗排水口。

本发明的一种隧道废水自动处理系统，具有结构紧凑、模块化、占地少、投资省、安装快捷、使用方便、维护简单、可重复转场使用等特点。本发明的一种隧道废水自动处理系统自动化程度高，一旦调试结束提入运行后可无人工操作，各单元之间在设备现场就位后由管道阀门连接，仅本体设备与污水来源端及排放出口端进行法兰刚性连接即可。适用于隧道施工过程中、开矿过程中、涵洞施工过程中的排放废水处理等应用场合。

附图说明

图1为隧道废水自动处理系统整体结构图；

图2涡流絮凝反应单元结构主视图；

图3是浅层平流式沉淀单主视图；

图4是涡流絮凝反应单元I-I面剖视图；

图5为漂浮过滤单元主视图；

图6为漂浮过滤单元K向剖视图；

图7为漂浮过滤单元II-II面剖视图；

图8为隧道废水自动处理系统的工作原理图。

具体实施方式

结合附图，对本发明的一种隧道废水自动处理系统进行详细说明。

如图1所示，一种隧道废水自动处理系统，包括废水调节池1，废水调节池1上设置废水进口2，有提升泵3深入废水调节池1；提升泵3通过混合器4连接至涡流絮凝反应单元5；涡流絮凝反应单元5的上部连接至浅层平流式沉淀单元7；浅层平流式沉淀单元7经过漂浮过滤单元6连接至监督池8；监督池8侧面设置有排放口9，底面连接至排泥排水收集池10；涡流絮凝反应单元5、浅层平流式沉淀单7元以及漂浮过滤单元6的底部均连接至排泥排水收集池。

上隧道废水自动处理系统还包括凝聚剂投加装置和絮凝剂投加装置，凝聚剂投加装置用于向混合器投加凝聚剂，絮凝剂投加装置用于向混合器投加絮凝剂。

如图2所示，涡流絮凝反应单元5包括底板51、钢管支腿52、圆锥筒53、腿式支座盖板54、圆柱筒55、出水堰56、沿口包边角钢57、顶盖板58、顶盖人孔59、围栏510、安全人梯511、上垫板512、下垫板513、支腿拉杆514.圆锥筒53位于底部，圆柱筒53、出水堰56、顶盖板58依次向上安装；出水堰56设置出水口C；圆锥筒上设置进水口A和排污放空口B。

浅层平流式沉淀单元7包括围护人梯71、支承架72、常压人孔73、布水段74、沉淀段75、出水段76、淹没空出水堰77、沉淀板体78、沉淀板体支承79、排泥兼排水管710。布水段74设置进水口A，出水段76设置出水口B；在出水段76内设置淹没空出水堰77，在底部设置排泥兼排水管710。

漂浮过滤单元6包括底座61，底板62、侧壁和顶610板围成的过滤室，底部包边角钢63、下室壁板加强筋64、发泡塑料滤珠65、排水帽66、滤板67、滤板加强筋68、沿边包边角钢69、顶板井字加强筋611、常压顶人孔612、出水平口堰613、出水管614、上室壁板加强筋615、侧人孔616、进水、进气管系617、管塞618、反洗排水管系619、管端固定支座620、滤室分隔板621。在过滤室内设置发泡塑料滤珠65、滤板67、出水平口堰613；在侧壁上部设置出水口B，出水口B与出水平口堰613相连通；在过滤室下部设置进水、进气管系617以及反洗排水管系619；底板62上设置放空口E。进水、进气管系617包括第一、二进水口A1、A2；反洗排水管系619包括第一、二反洗进气口C1、C2和第一、二反洗排水口D1、D2。

如图8所示，本发明的隧道废水自动处理系统的工作过程如下：

隧道施工排水进入废水调节池，然后通过提升泵进入混合器（管式混合器），通过凝聚剂投加装置向混合器投加凝聚剂，絮凝剂投加装置向混合器投加絮凝剂；管式混合器处理后流向涡流絮凝反应单元，然后再经过浅层平流式沉淀单元、漂浮过滤单元流进监督池；经检测，处理后的水合格，则从监督池中排放，不合格则排回废水调节池。涡流絮凝反应单元、浅层平流式沉淀单元、漂浮过滤单元的废渣排入排泥排水收集池，对排泥排水收集池内沉底的泥渣清淘填埋。排泥排水收集池沉淀的上清液流回废水调节池。

本发明的隧道废水自动处理系统具有以下优点：

1、提高了污水处理效率，满足提标后的排放要求，使得环境污染得以治理；

2、所有单元的加工制作均在厂内完成，至现场就位后组装，即可投入调试运行。整个制作过程可控性高，质量精度得以保证，生产效率得以提高，从而减少了现场施工工序，降低了材料消耗，直接降低了设备成本；

3、由于其自动化程度高，故操作简便，仅需按下运行按钮即可；

4、本发明的隧道废水自动处理系统的高效性，大大缩小了施工现场占地面积，提高了处理效果。

基于对本发明优选实施方式的描述，应该清楚，由所附的权利要求书所限定的本发明并不仅仅局限于上面说明书中所阐述的特定细节，未脱离本发明宗旨或范围的对本发明的许多显而易见的改变同样可能达到本发明的目的。