一种隧道施工排水处理装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种隧道施工排水处理装置，包括真空引水器、提升泵、管式混合器以及排水处理单元，所述管式混合器通过管道连接有药液投加单元，所述药液投加单元包括罗茨风机和若干连有计量泵的药液溶解箱，所述排水处理单元包括絮凝区、沉淀区和过滤区；本实用新型其自动化程度高，操作简便，节省大量人工操作，同时由于本高效组合式隧道施工排水综合处理装置的高效性，大大缩小了占地面积，提高了处理效果。
【专利说明】一种隧道施工排水处理装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及工业污水排放领域，特别是一种隧道施工排水处理装置。
【背景技术】
[0002] 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，在施工过程中会产生大量的施工排 水，倘若不对施工排水进行处理，任其排放，将会造成山区水环境污染，隧道施工过程中的 排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 生的污水；隧道爆破后及扒渣时用于降尘的污水；喷射混凝土和注浆产生的污水以及基岩 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、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。
[0003] 目前隧道施工所产生的排水一般采用泥浆沉淀池进行沉淀处理后，上清液外排， 污泥则作干化处理，此处理技术过于简单，其工艺参数设计不合理，排水停留时间短、容积 偏小，其次，由于隧道排水来水量波动较大，故沉淀池占地面积大，反应速度慢，出水水质不 稳定，无法保证达标排放。
【发明内容】
[0004] 为解决上述问题，提供一种隧道施工排水处理装置，该处理装置占地少、安装快 捷、使用方便，出水达标，本实用新型是这样实现的：
[0005] -种隧道施工排水处理装置，包括依次通过管道连接的真空引水器、提升泵、管式 混合器以及排水处理单元；所述管式混合器通过管道连接有药液投加单元，所述药液投加 单元包括罗茨风机和若干连有计量泵的药液溶解箱；所述排水处理单元为卧式槽罐，槽罐 一端设有与管式混合器相连的进水堰，另一端设有出水堰；槽罐内通过两个坚直分区隔板 分隔为絮凝区、沉淀区和过滤区；所述絮凝区设有若干隔板和翼片隔板，隔板将絮凝区分隔 为连通的第一絮凝室、第二絮凝室和第三絮凝室；所述沉淀区设有六角蜂窝斜管，六角蜂窝 斜管底端与第三絮凝室相连，顶端通过沉淀出水管进水口与过滤区相连；所述过滤区设有 位于出水堰下方的滤室孔板,滤室孔板上设有排水帽,沉淀出水管出水口位于滤室孔板下 方，位于滤室孔板上方的滤后水由出水堰排出；排水处理单元底部设有排泥管，用于收集絮 凝区、沉淀区产生的沉淀，过滤区底部设有过滤反洗排水管，过滤反洗排水管一端与排泥管 相连，另一端通向槽罐外，过滤反洗排水管上设有反洗排水阀。
[0006] 优选的，本实用新型中，所述真空引水器前端设置有斜板除砂器。
[0007] 优选的，本实用新型中，所述翼片隔板与水流方向呈45°夹角。
[0008] 优选的，本实用新型中，所述滤室孔板上设有EPS发泡塑料滤珠。
[0009] 优选的，本实用新型中，所述罗茨风机、计量泵、药液溶解箱、真空引水器和提升泵 共用一橇装式机座。
[0010] 优选的，本实用新型中，所述第一絮凝室、第二絮凝室和第三絮凝室容积比为1 : 2 :4。
[0011] 本实用新型所述隧道施工排水处理装置进行隧道施工排水处理的方法，包括以下 步骤：
[0012] (a)在施工场地建调节池、排泥排水收集池和监督池，调节池用于收集隧道施工排 放的污水，开启真空引水器和提升泵，通过管道将污水由调节池依次引入管式混合器和排 水处理单元；
[0013] (b)分别向药液溶解箱内加入凝聚剂和絮凝剂，开启计量泵和罗茨风机，利用压缩 空气搅拌溶药，药液经计量泵称重后与污水在管式混合器内混合；
[0014] (C)与药液混合后的污水由进水堰流入排水处理单元，依次通过第一絮凝室、第 二絮凝室和第三絮凝室后经六角蜂窝斜管沉淀后进入过滤区，经滤室孔板过滤后由出水堰 排出，出水流入监督池，监督池内出水经检测后，合格出水排放，不合格出水重新引入调节 池；
[0015] (d)打开反洗排水阀，滤室孔板上方的滤后水垂直通过滤室孔板后与排泥管内的 沉淀一起经过滤反洗排水管流入排泥排水收集池，于排泥排水收集池静置分层后，上层清 液流入调节池，沉底泥渣进行清淘填埋。
[0016] 隧道施工排水主要污染物为岩屑、粉尘类悬浮物（SS)和油类，废水中营养物质和 好氧物质含量低，对其中污染物采用除悬浮物降低浊度的物化净水方法，可取得较好的效 果。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，本实用新型利用向水中投 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，形成容易下沉的矾花，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斜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，再采用EPS发泡塑料滤 珠上向流过滤，进一步去除水中悬浮物，实现较彻底的清除，处理后SS满足出水水质控制 指标。
[0017] 本实用新型隧道施工排水综合处理装置所有设备单元加工制作均在厂内完成，至 现场各设备单元组合安装在同一撬装机座上就位后即可投入调试运行。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；由于其自动化程度高，故操作简便，节省大量人工操作，同时由于本 高效组合式隧道施工排水综合处理装置的高效性，大大缩小了占地面积，提高了处理效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1为实施例隧道施工排水处理装置结构示意图；
[0019] 其中，24、调节池；25、斜板除砂器；26、真空引水器；27、提升泵；28、计量泵；29、计 量泵；30、药液溶解箱；31、罗茨风机；32、管式混合器；33、排水处理单元；34、排泥排水收集 池；35、监督池。
[0020] 图2为实施例废水处理单元结构示意图；
[0021] 其中，1、进水堰；2、絮凝区；3、坚直分区隔板；4、沉淀区；5、槽罐；6、六角蜂窝斜 管；7、沉淀出水管；8、坚直分区隔板；9、过滤区；10、出水堰；11、滤室孔板；12、排水帽；13、 EPS发泡塑料滤珠；14、过滤反洗排水管；15、管端支撑；16、排泥管；17、鞍型支座。
[0022] 图3为图2中A-A截面示意图；
[0023] 其中，18、隔板；19、隔板；20、翼片隔板；21、第一絮凝室；22、第二絮凝室；23、第三 絮凝室。
[0024] 图4为实施例滤室孔板结构示意图；
[0025] 其中，13、EPS发泡塑料滤珠。
[0026] 图5为实施例隧道施工排水处理方法流程图。
【具体实施方式】
[0027] 实施例1
[0028] 如图1所示，一种隧道施工排水处理装置，包括依次通过管道连接的真空引水器 26、提升泵27、管式混合器32以及排水处理单元33,真空引水器26顶端设有斜板除砂器 25,管式混合器32通过管道连接有药液投加单元，所述药液投加单元包括罗茨风机32和若 干连有计量泵28、29的药液溶解箱30 ;
[0029] 如图2所示，排水处理单元33为卧式槽罐5,槽罐5底部设有鞍型支座17,槽罐5 一端设有与管式混合器32相连的进水堰1，另一端设有出水堰10 ;槽罐5内通过两个坚直 分区隔板3、8分隔为絮凝区2、沉淀区4和过滤区9 ;絮凝区2设有若干隔板18、19和翼片 隔板20,隔板18、19将絮凝区2分隔为连通的第一絮凝室21、第二絮凝室22和第三絮凝室 13 ;所述沉淀区4设有六角蜂窝斜管6,六角蜂窝斜管6底端与第三絮凝室13相连，顶端通 过沉淀出水管7的进水口与过滤区9相连；过滤区9设有位于出水堰10下端的滤室孔板 11，滤室孔板11上设有排水帽12,沉淀出水管7出水口位于滤室孔板11下方，位于滤室孔 板11上方的滤后水由出水w堰10排出；排水处理单元33底部设有排泥管16,用于收集絮 凝区2、沉淀区4产生的沉淀，过滤区9底部设有过滤反洗排水管14,过滤反洗排水管14 一 端与排泥管相连16,过滤反洗排水管14与排泥管16之间设有管端支撑15,过滤反洗排水 管14另一端通向槽罐外，过滤反洗排水管上14设有反洗排水阀。
[0030] 本实施例中，如图3所示，图3为絮凝区2的截面示意图，（图2中A-A截面）， 絮凝区2采用翼片隔板絮凝(亦称高密度微涡絮凝）技术，翼片隔板20与水流方向呈45° 夹角，使悬浮胶体颗粒在外力扰动下相互碰撞聚集，并形成较大颗粒。主要原理是利用边界 层脱离理论和颗粒碰撞的惯性效应，在絮凝区2中沿水流方向设置坚直分区隔板3,水流方 向45°设置翼片隔板20,水流流经翼片隔板20后，在周围短时间会形成准均匀各向同性 紊流，紊流中夹带了大量尺寸、强度一定的高频谱阵列式涡旋，在不断的流动过程中，茹可 夫斯基升力的作用导致涡旋离开原位置并进行彼此碰撞，加大了颗粒的有效碰撞次数，有 效地提高了絮凝效果，絮体颗粒碰撞、吸附，絮体本身产生强烈变形，使絮体中吸附能级低 的部分由于变形揉动作用从而达到更高的吸附能级，使矾花颗粒长大至要求的时间大大缩 短，并在通过设备后絮体变得更加密实，提高絮凝效果，缩短絮凝时间。通过若干坚直分区 隔板3、8将絮凝区2分为第一絮凝室21、第二絮凝室22和第三絮凝室23,各级串联，组成 降速絮凝，第一絮凝室21反应最剧烈，保证药剂与水中的颗粒接触充分，为形成密实的矾 花创造有利条件，第二絮凝室22和第三絮凝室23反应流速逐渐减小，在这期间密实的矾花 逐渐形成，再经过两道过度段平缓推流，密实的矾花进入沉淀池，为后续的沉淀工作打好基 础，翼片隔板20采用焊接定位方式固定，不需二次安装，管理维护简单，对原水水量和水质 变化的适应性较强，可适应难处理的高浊水、低浊水及微污染水质，絮凝效果稳定。
[0031] 本实施例中，如图4所示，滤室孔板11上设有EPS发泡塑料滤珠13。
[0032] 本实施例中，罗茨风，31、计量泵28、29、药液溶解箱30、真空引水器26和提升泵 27共用一橇装式机座。
[0033] 本实施例中，第一絮凝室21、第二絮凝室22和第三絮凝室23容积比为1 :2 :4。
[0034] 本实施例中真空引水器26型号YS120 -15,数量1台，进水管DN100,出水管DN65， 直径I. 2m，直筒高I. 5m，碳钢制作，内壁厚浆型环氧煤浙青防腐，外壁氯化橡胶玻璃鳞片漆 防腐；真空引水器26取水头部设置斜板除砂器25,数量1件，斜板区断面尺寸606 X 236mm， 倾角45°，内侧斜长2000mm，外侧斜长2234mm ;进水口筛网350 X 240 X 500?1000mm，网孔 为20X 20mm镀锌铁丝网；出水口 DN100 ;斜板除砂器25能使大于0· Imm砂粒大部分去除， 进入真空引水器26的砂量明显减少：砂粒大于0. 25mm去除率达100%，0. 25?0. 13mm去除 率达98%，小于0· 13mm去除率达80%。
[0035] 提升泵27型号为50UHB - ZK - 25 - 18,流量：25m3/h，进口直径50mm，出口直径 40mm〇
[0036] 管式混合器32串接在处理装置的进水管上，供投加药液与进水实现均匀混合，混 合器由钢管内置螺旋瓣片组成。材质碳钢，内、外壁氯化橡胶玻璃鳞片漆防腐，混合器选用 DN100 (Φ 108X4)钢管 L=1100mm。
[0037] 本实施例中，药液溶解箱与计量泵各4台，轮流使用，药液溶解箱采用倾斜底或锥 形底型式，方便排除药箱内沉渣，型号XYSX - 300 - 600/1000,直径600mm，直壁高1000mm， 底部锥斗高100mm，材质碳钢，内、外壁氯化橡胶玻璃鳞片漆防腐；计量泵选用爱力浦机械 驱动隔膜计量泵，型号JWM - A24/1，额定流量24L /h，压力IMPa。
[0038] 经测量，本实施例中，隧道施工排水水质为：
【权利要求】
1. 一种隧道施工排水处理装置，其特征在于，所述隧道施工排水处理装置包括依次通 过管道连接的真空引水器、提升泵、管式混合器以及排水处理单元； 所述管式混合器通过管道连接有药液投加单元，所述药液投加单元包括罗茨风机和若 干连有计量泵的药液溶解箱； 所述排水处理单元为卧式槽罐，槽罐一端设有与管式混合器相连的进水堰，另一端设 有出水堰；槽罐内通过两个坚直分区隔板分隔为絮凝区、沉淀区和过滤区；所述絮凝区设 有若干隔板和翼片隔板，隔板将絮凝区分隔为连通的第一絮凝室、第二絮凝室和第三絮凝 室；所述沉淀区设有六角蜂窝斜管，六角蜂窝斜管底端与第三絮凝室相连，顶端通过沉淀出 水管进水口与过滤区相连；所述过滤区设有位于出水堰下方的滤室孔板，滤室孔板上设有 排水帽，沉淀出水管出水口位于滤室孔板下方，位于滤室孔板上方的滤后水由出水堰排出； 排水处理单元底部设有排泥管，用于收集絮凝区、沉淀区产生的沉淀，过滤区底部设有过滤 反洗排水管，过滤反洗排水管一端与排泥管相连，另一端通向槽罐外，过滤反洗排水管上设 有反洗排水阀。
2. 根据权利要求1所述隧道施工排水处理装置，其特征在于，所述真空引水器前端设 置有斜板除砂器。
3. 根据权利要求2所述隧道施工排水处理装置，其特征在于，所述翼片隔板与水流方 向呈45°夹角。
4. 根据权利要求3所述隧道施工排水处理装置，其特征在于，所述滤室孔板上设有EPS 发泡塑料滤珠。
5. 根据权利要求4所述隧道施工排水处理装置，其特征在于，所述罗茨风机、计量泵、 药液溶解箱、真空引水器和提升泵共用一橇装式机座。
6. 根据权利要求5所述隧道施工排水处理装置，其特征在于，所述第一絮凝室、第二絮 凝室和第三絮凝室容积比为1 :2 :4。
【文档编号】C02F1/52GK204162495SQ201420595032
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月15日 优先权日:2014年10月15日
【发明者】杜泽君, 张皓, 武志强, 王庆生, 李绍平 申请人:无锡天康环保设备有限公司, 四川中铁二院环保科技有限公司