用于钢铁废水零排放预处理的一体化装置的制作方法

1.本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种用于钢铁废水零排放预处理的一体化装置。


背景技术：

2.废水零排放是指工业废水经过重复使用后，含盐量和污染物浓度升高，无法再次重复使用，将这类废水浓缩后产生的清洁水回用，而浓水中的盐类和污染物经过蒸发结晶后以固体形式排出，填埋或者作为有用的化工原料回收，过程中无任何废液排出工厂。
3.近年来，国家对工业企业废水回用的要求越来越严格。多项标准法规、相关政策的颁布都旨在促进包括钢铁联合企业在内的高耗水行业开展节水技术改造，提高用水效率，减少废污水排放，未来钢铁企业“以水定产”可能成为常态。提高水的循环利用率是钢铁企业发展的必由之路，钢铁企业全面实施零排放技术，提高用水效率和水的重复利用率是未来发展的必然方向。
4.传统钢铁废水零排放工艺主要由预处理、膜浓缩、分盐结晶三大部分组成，其中预处理段主要对废水中的悬浮物、胶体、硬度等进行处理，减少后端反渗透膜的污堵，预处理的好坏直接影响膜浓缩工艺段的高效稳定运行。目前主流的预处理装置一般采用：高密度沉淀池(混凝+絮凝+斜管沉淀)-v型滤池-压力式超滤单元，整体流程较长，占地面积较大、基建投资与运行费用较高。因此有必要提供一种钢铁废水零排放一体化预处理装置，以解决传统零排放预处理工艺流程长、基建与运行费用高的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于钢铁废水零排放预处理的一体化装置，通过浸没式超滤耦合搅拌反应池形成一体化短流程装置，同时对各反应池进行合理的布置，以解决传统零排放预处理工艺流程长、基建与运行费用高的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于钢铁废水零排放预处理的一体化装置，包括搅拌池、推流池和膜池，所述膜池包括预沉廊道、排水廊道、进水总槽、分格进水槽和若干分格，其中，所述搅拌池和推流池通过过水通道连通，所述推流池与所述预沉廊道通过穿孔花墙连通，所述预沉廊道与所述进水总槽连通，所述进水总槽与分格进水槽连通，所述分格进水槽与各分格连通，所述排水廊道设置于所述进水总槽的下方并与各分格连通，所述若干分格内分别设置有浸没式超滤膜组件，所述浸没式超滤膜组件的底部设有曝气装置；还包括溢流堰和溢流廊道，所述溢流廊道通过所述溢流堰与所述进水总槽连通。
7.进一步，所述若干分格等大且沿所述预沉廊道的长度方向并排设置于所述预沉廊道的横向两侧。
8.进一步，所述进水总槽沿各分格的外侧边缘呈凹形结构布置，且在其转角处设有导流板。
9.进一步，所述分格进水槽设置于所述进水总槽与各分格之间，且分格进水槽与各分格对应的设置为多段用于独立的向各分格供水。
10.进一步，所述进水总槽与各段分格进水槽间分别通过进水孔连通，各进水孔上设有电动或气动闸板阀。
11.进一步，所述排水廊道通过排水孔与各分格的底部连通，所述排水孔上设有电动或气动闸板阀。
12.进一步，还包括溢流堰和溢流廊道，所述溢流堰设置于所述进水总槽的末端，所述溢流廊道设置于所述进水总槽的下方，所述溢流廊道与进水总槽通过所述溢流堰连通。
13.进一步，所述推流池内设有过水挡墙，所述过水挡墙两侧的底部和顶部分别抹坡，坡度45～60
°
，分别坡向所述过水通道和穿孔花墙。
14.进一步，所述穿孔花墙与所述预沉廊道同宽，且其高度低于所述推流池内的过水挡墙。
15.进一步，所述预沉廊道底部设有刮泥机，同时有一定坡度坡向末端，在其末端设有泥斗，泥斗底部设有污泥回流管路。
16.本发明有益效果：
17.1、以浸没式超滤耦合搅拌反应池形成一体化短流程装置，取消传统主流工艺中的斜管沉淀池、v型滤池，实现混凝-浸没式超滤短流程预处理，解决了传统零排放预处理工艺流程较长的问题；
18.2、预沉廊道、排水廊道、进水总槽、分格进水槽和若干分格都集成设置于膜池内，通过合理的横向和竖向空间利用，节省了占地面积，大大减少基建投资与运行成本。
19.3、通过设置溢流廊道和溢流堰可以在当分格内出现事故无法正常处理废水时，将进水总槽内的水排除，避免出现安全事故。
20.4、通过设置为多个分格，整个过程处理效率高、工艺简单、运行稳定、运行维护及操作简单、成本低。
21.本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
22.图1为本发明俯视图；
23.图2为图一中a-a处断面图；
24.图3为图一中b-b处断面图；
25.图4为图一中c-c处断面图；
26.图5为图一中d-d处断面图；
27.附图标号说明：1-搅拌池ⅰ；2-搅拌池ⅱ；3-推流池；31-过水通道；4-过水挡墙；5-穿孔花墙；6-预沉廊道；7-出水堰；8-进水总槽；9-进水孔，10-分格进水槽，11-分格，12-溢流堰，13-浸没式超滤膜组件，14-曝气装置，15-溢流廊道，16-排水廊道，17-曝气管路廊道，18-排水孔；19-分格进水槽堰；20-导流板。
具体实施方式
28.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
29.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
30.本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
31.请参阅图1-5，一种钢铁废水零排放一体化预处理装置，包括搅拌池、推流池3和膜池，所述膜池包括预沉廊道6、排水廊道16、进水总槽8、分格进水槽10和若干分格11，这里的搅拌池包括搅拌池ⅰ1和搅拌池ⅱ2，所述搅拌池和推流池3通过过水通道31连通，当然也可以通过管道连通；所述推流池3与所述预沉廊道6通过穿孔花墙5连通；所述预沉廊道6与所述进水总槽8连通，这里通过出水堰7连通；所述进水总槽8与分格进水槽10连通，所述分格进水槽10与各分格11连通，所述排水廊道16设置于所述进水总槽8的下方并与各分格11连通，所述若干分格11内分别设置有浸没式超滤膜组件13，这里浸没式超滤膜组件13为常用水处理设备，产水通过抽吸泵抽至产水箱后进入下一水处理流程中进行处理，悬浮物留在分格11内，含有高浓度悬浮物的浓水则通过排水廊道16排放至污泥水处理系统或回到整个装置前端再次循环进行处理，所述浸没式超滤膜组件13可采用中空纤维帘式膜或平板膜；这里的曝气装置14为现有技术，可以对浸没式超滤膜组件13进行间断的清洗，避免浸没式超滤膜组件13堵塞，当然各分格底部还设有曝气管路廊道17，这里不再赘述；
32.以浸没式超滤耦合搅拌反应池形成一体化短流程装置，取消传统主流工艺中的斜管沉淀池、v型滤池，实现混凝-浸没式超滤短流程预处理，解决了传统零排放预处理工艺流程较长的问题；预沉廊道6、排水廊道16、进水总槽8、分格进水槽10和若干分格11都集成设置于膜池内，通过合理的横向和竖向空间利用，节省了占地面积，大大减少基建投资与运行成本。
33.本实施例中，所述若干分格11等大且沿所述预沉廊道6的长度方向并排设置于所述预沉廊道6的横向两侧，等大指的是各截面形状和尺寸分别相同，可以合理横向空间，节省占地面积。
34.本实施例中，所述进水总槽8沿各分格11的外侧边缘呈凹形结构布置，且在其转角处设有导流板20，呈凹形结构布置可以更好的与各分格11衔接，完成供水，设置导流板20可
以水流更好的流动。
35.本实施例中，所述分格进水槽10设置于所述进水总槽8与各分格11之间，且分格进水槽8与各分格11对应的设置为多段用于独立的向各分格11供水，这里通过分格进水槽堰19供水，合理利用横向空间，独立供水便于各分格独立工作，提高作业效率。
36.本实施例中，所述进水总槽8与各段分格进水槽10间分别通过进水孔9连通，当然也可以通过管道连通，各进水孔9上设有电动或气动闸板阀，通过阀板的开闭可以控制进水孔9的开闭。
37.本实施例中，所述排水廊道16通过排水孔18与各分格11的底部连通，所述排水孔18上设有电动或气动闸板阀，通过阀板的开闭可以控制排水孔18的开闭。
38.本实施例中，还包括溢流堰12和溢流廊道15，所述溢流堰12设置于所述进水总槽8的末端，末端指的是水流向的末端，所述溢流廊道15设置于所述进水总槽8的下方，这里还位于排水廊道16的上方，其宽度与排水廊道16的宽度相当，所述溢流廊道15与进水总槽8通过所述溢流堰12连通；通过设置溢流廊道15和溢流堰12可以在当分格11内出现事故无法正常处理废水时，总进水槽8内水位逐渐升高，直至高过溢流堰12堰顶，随后自总进水槽8末端的溢流堰12流至溢流廊道15中，通过溢流廊道15排放至相应设施，这里需要注意所述溢流堰12高于所述分格进水槽堰19高。
39.本实施例中，所述推流池3内设有过水挡墙4，所述过水挡墙4两侧的底部和顶部分别抹坡，坡度45～60
°
，分别坡向所述过水通道31和穿孔花墙5，过水挡墙4可以便于让水流减缓，有利于矾花的进一步增大，设置抹坡便于水流流动。
40.本实施例中，所述穿孔花墙5与所述预沉廊道6同宽，且其高度低于所述推流池内的过水挡墙4，便于水流顺利流入预沉廊道6内。
41.本实施例中，所述预沉廊道6底部设有刮泥机，同时有一定坡度坡向末端，在其末端设有泥斗，泥斗底部设有污泥回流管路，粒径大、重量大的矾花在预沉廊道6内沉淀至底部，通过刮泥机至泥斗浓缩随后回流至前端辅助增强混凝絮凝反应。
42.本装置的实施原理如下：
43.正常运行模式：生产废水自调节池进入搅拌池ⅰ1后，通过向池中投加混凝剂快速搅拌发生混凝反应使废水中颗粒物脱稳，后进入搅拌池ⅱ2，搅拌池ⅱ2可选投加絮凝剂，通过慢速搅拌絮凝反应生成矾花，随后进入推流池3，由于推流池3宽度大于搅拌池ⅱ2，因此进入推流池3后流速变慢，有利于矾花的进一步增大，随后矾花随水流上流至挡墙4顶端，然后翻转下流至穿孔花墙5处，通过穿孔花墙5进入预沉廊道6，粒径大、重量大的矾花在预沉廊道6内沉淀至底部，通过刮泥机至泥斗浓缩随后回流至前端辅助增强混凝絮凝反应，其余矾花经出水堰7进入进水总槽8，分别流至池两侧的分格处，经闸板阀自进水孔9进入分格进水槽10，并堰流至分格11内，在其内的浸没式超滤膜组件13的超滤作用下，清洁水自自吸泵抽至清水箱，悬浮物矾花则留在池内，随着超滤过程的进行，膜污堵加剧，产水流量减少、跨膜压差增大，此分格进入反洗模式；
44.反洗模式：该分格进水孔9上的闸板阀关闭，不再有废水流入，其余正常运行分格11均分全部废水，反洗泵向膜组件13内注入产水反洗，同时曝气装置14开始运行，产生气泡冲刷膜表面，反洗结束后此分格进水孔9上的闸板阀再次打开，恢复正常运行模式；该分格反洗若干次后分格内悬浮物浓度极高，此时关闭进水孔9上闸板阀，同时打开分格底部排水
孔18上的闸板阀，将分格内浓水排至排水廊道16，通过廊道排放至污泥水处理系统或回到整个装置前端，排空后关闭闸板阀，重新打开进水孔9上闸板阀正常进水至设定液位后再次开始超滤。
45.事故模式：当分格11内出现事故无法正常处理废水时，总进水槽8内水位逐渐升高，直至高过溢流堰12堰顶，随后自总进水槽8末端的溢流堰12流至溢流廊道15中，通过廊道排放至相应设施。
46.采用上述的钢铁废水零排放短流程一体化预处理装置，处理cod 20mg/l，总硬度300mg/lcaco3、平均浊度50ntu的钢铁厂中央废水，出水稳定达到sdi15＜2，浊度＜0.1ntu的要求，浸没式超滤膜组件在长期运行后通过水力反洗可保证通量衰减极低，满足长期稳定运行的要求。
47.本实施例的有益效果还在于：以浸没式超滤膜池耦合搅拌反应池形成一体化短流程装置及工艺，取消传统工艺中的斜管沉淀池、v型滤池，实现混凝-浸没式超滤短流程预处理，同时通过合理的布置，尽可能缩小占地面积，大大减少基建投资与运行成本；通过设置为多个分格，整个过程处理效率高、工艺简单、运行稳定、运行维护及操作简单、成本低。。
48.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。