一种水利工程河道污水治理系统及方法

1.本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种水利工程河道污水治理系统及方法。


背景技术：

2.众所周知，随着城镇化的大力推进和人民生活质量的不断提高，城镇基础设施的建设力度逐渐加大，尤其是城镇水利工程的建设，不仅能够改善城镇水系和生活环境，而且便于人们生活生产，但是人民生活废弃物故意或无意地排入河道，如生活垃圾，生活废水等，它将不同程度的对河道造成堵塞和污染。因此，国家环保部门和地方政府都十分重视，正有条不紊地计划进行河流的整治，改善人们的生活与生态环境。
3.由于人民生活所排放的废水的来源不一，其种类与特性也各异，所以受污染的程度也不同，但它们都是生活环境的危害源，其水体中含有高浓度的有机物、重金属、氨氮、磷等化合物，如不经处理，而直接外排，不但污染周围的环境，而且影响人民群众的正常生产、生活及身心健康。
4.根据现有的处理不同的河流污水，目前常用的处理方法和设备主要有：
5.一、稀释冲刷法
6.稀释冲刷法是一种常用的河流污水治理技术，即采用外流引水进行稀释冲刷法进行治理河、湖内的污水，这种技术可以有效地减少污染物的浓度和负荷，同时也减少水体中藻类的浓度，促进水体的混合，稀释藻类的有害分泌物等物质。但这种方法只是治标不治本的权宜之法，其污染物最终随着流动的水体转换一个地方而已。该种处理方法的缺点是：能耗大、周期长，将有二次污染产生。
7.二、深水曝气法
8.深水曝气法通常是在不改变水体分层的状态下机械充氧，提高水体中溶解氧(do)的浓度，改变底泥截面厌氧环境为好氧条件，来降低内源性磷的负荷，从而达到改善水体的目的。该种方法的缺点是：功耗大、效果差、达标周期长，水体中的氨氮、磷、重金属离子等有机物的去除受到局限。
9.三、底泥疏浚法
10.底泥疏浚是历代河流污水处理的一项有效技术，湖泊、河流中的内污染源的主要成份为底泥，所有的底泥基本上都是污染物质积累所形成，其污染物表现为外来源与内在源的底泥。底泥中，存在不同的外来源污染，水体中的污染成份有所不同，但是其污染物基本上含有盐、氮、磷及有害有毒有机物与重金属离子。因此，底泥疏浚是在阻止外来污染源入侵的同时，控制内污染的一种最简单有效的清洁河流方法。其存在的缺点是：投入大，周期长，污泥处置难度大、药品用量多，存在二次污染风险。
11.四、生态控制法
12.生态控制技术是将一定数量的水生生物分布在河道的部分范围内，利用水生生物之间的生态关系，对河流污水进行有效的水生物处理，此方式可有效的处理水体中的氨氮及有机物。其存在的缺点是：生物体受气温的影响，季节性强，且只能净化轻污染的水体，具
有一定的引入物种的风险和潜在的二次污染生物源。
13.综上所述，目前各类河流污水治理方法与工艺均存在投入大，周期长，处理成本高，治理效果不理想，都具有一定的二次污染风险等缺点。因此急需发明一种水利工程河道污水治理系统及方法。


技术实现要素：

14.针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种水利工程河道污水治理系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
15.本发明解决技术问题采用如下技术方案：
16.本发明所述水利工程河道污水治理系统包括依次连通的拦截区、沉淀区、过滤区和净化区，所述拦截区包括横跨河道的格栅网，所述沉淀区包括沿河道流向设置的沉淀池，所述沉淀池的上游连通有s型水道，且沉淀池的顶部低于s型水道的底部；
17.所述过滤区包括三级过滤池，所述三级过滤池包括依次连通的第一过滤池、第二过滤池和第三过滤池，所述第一过滤池沿河道流向设置有多个竖直排放并相互间隔布置的过滤水挡板；所述第二过滤池沿河道流向设有沙石过滤层；所述第三过滤池沿河道流向设置有多个高分子吸附膜，所述第一过滤池、第二过滤池和第三过滤池过滤出的物质的体积依次减小；
18.所述净化区包括相互连通的一级处理池和二级处理池，所述二级处理池的下游设置有出水口，所述一级处理池中设置有ph调节剂排管，所述ph调节剂排管通过管道连通有调节剂投放装置，所述二级处理池中布置有纳滤处理装置，所述纳滤处理装置用于对一级处理池中流出的废水进行纳滤处理，所述纳滤处理装置包括等间距的硫酸根离子纳滤分离膜。
19.优选的，所述格栅网呈漏斗状，且格栅网的两端通过混凝土制成的基柱与河道两侧连接。
20.优选的，所述沉淀池和s型水道均由混凝土制成，所述沉淀池的底部设置有污泥泵，且污泥泵的排出端通过管道延伸至河道外部，上游所述s型水道的两侧设置有多个料管，且多个料管的另一端均连通有同一个絮凝剂投放装置。
21.优选的，所述二级处理池中设置有微纳米气泡发生器，所述微纳米气泡发生器位于相邻硫酸根离子纳滤分离膜之间，所述微纳米气泡发生器通过管道连通有臭氧发生器，所述臭氧发生器与微纳米气泡发生器连通的管道上设置有电磁阀。
22.优选的，所述调节剂投放装置包括酸碱投加装置、碳源投加装置、pac投加装置、pam投加装置，所述调节剂投放装置中的各投加装置和絮凝剂投放装置中均包括加药泵和电磁阀。
23.优选的，所述第三过滤池与一级处理池连通的水路之间以及一级处理池中均设置有ph检测计，所述一级处理处中设置有磷氮在线检测仪和浊度计，所述ph检测计、磷氮在线检测仪、浊度计、污泥泵、微纳米气泡发生器、臭氧发生器、各个加药泵以及电磁阀均与外部plc控制器电连接。
24.本发明提了一种水利工程河道污水治理的方法，包括以下步骤：
25.s1、在河道两岸合适位置修筑混凝土基柱，并将相对而设的混凝土基柱之间固定
格栅网，使河道内的生活污水通过格栅网向下游流出；
26.s2、通过格栅网初步过滤后的污水依次流经上游s型水道和沉淀池形成一级清液并通过水道并流向过滤区；
27.s3、一级清液通过下游的s型水道流出并依次通过第一过滤池、第二过滤池和第三过滤池形成二级清液然后流向净化区；
28.s4、二级清液通过管道依次流向一级处理池，通过一级处理池中的ph检测计、磷氮在线检测仪和浊度计对二级清液进行检测，检测数值传输至外部plc控制器进行计算并与标准值进行对比，然后外部plc控制器控制碳源投加装置、pac投加装置以及pam投加装置中的加药泵和电磁阀打开，并先二级清液中依次投加碳源、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，当二级清液通过管道流向净化区的过程中ph检测计能够对二级清液的酸碱度进行检测，当二级清液的酸碱度不在规定范围值时，通外部plc控制器控制酸碱投加装置中的加药泵和电磁阀打开，并向二级清液中投机盐酸和石灰乳进行中和，通过外部plc控制器控制一级处理池中的ph检测计定时进行检测以及酸碱投加装置同时加药，使二级清液在净化区内的酸碱度达到标准形成三级清液；
29.s5、三级清液通过管道进入二级处理池，此时通过外部plc控制器控制微纳米气泡发生器和臭氧发生器工作，当臭氧发生器稳定产生臭氧时打开其与微纳米气泡发生器之间管道上的电磁阀，使臭氧进入微纳米气泡发生器，从而使微纳米气泡发生器能够在硫酸根离子纳滤分离膜之间产生含有臭氧的纳米气泡，当三级清液通过硫酸根离子纳滤分离膜时不仅能够对三级清液中的硫酸根离子进行过滤，而且纳米气泡中的臭氧能够对三级清液中的难降解的大分子及有机物进行反应，以及能够脱色、除味、杀菌和降解cod，最后通过二级处理池下游的出水口排出。
30.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
31.本发明通过设置拦截区、沉淀区、过滤区和净化区形成一个机械、化学相结合的污水处理系统，并通过外部plc控制器进行自动控制，使污水处理处理效果快捷显著；通过格栅网对较大垃圾和漂浮垃圾进行拦截，并通过s型水道进行絮凝以及沉淀池进行沉淀形成一级清液，一级清液通过第一级过滤池、第二级过滤池和第三过滤池进行多级精准过滤形成二级清液，二级清液在一级处理池进行酸碱度调节、磷氮含调节、絮凝并进行除铁、除氟、除镉、除放射性污染、除漂浮油等，通过二级处理池中的微纳米气泡发生器和臭氧发生器以及硫酸根离子纳滤分离膜配合使用，能够对三级清液中难降解的大分子及有机物进行反应降解，以及能够脱色、除味、杀菌和降解cod。
附图说明
32.图1是本发明的污水处理流程示意图。
具体实施方式
33.下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.本实施例的本发明提供了一种水利工程河道污水治理系统，水利工程河道污水治理系统包括依次连通的拦截区1、沉淀区2、过滤区3和净化区4，拦截区1包括横跨河道的格栅网100，沉淀区2包括沿河道流向设置的沉淀池200，沉淀池200的上游连通有s型水道210，且沉淀池的顶部低于s型水道的底部；
35.其中过滤区3包括三级过滤池，三级过滤池包括依次连通的第一过滤池300、第二过滤池310和第三过滤池320，第一过滤池沿河道流向设置有多个竖直排放并相互间隔布置的过滤水挡板301；第二过滤池沿河道流向设有沙石过滤层311；第三过滤池沿河道流向设置有多个高分子吸附膜321，第一过滤池300、第二过滤池310和第三过滤池320过滤出的物质的体积依次减小；
36.其中净化区4包括相互连通的一级处理池400和二级处理池410，二级处理池410的下游设置有出水口，一级处理池400中设置有ph调节剂排管，ph调节剂排管通过管道连通有调节剂投放装置401，二级处理池410中布置有纳滤处理装置，纳滤处理装置用于对一级处理池中流出的废水进行纳滤处理，纳滤处理装置包括等间距的硫酸根离子纳滤分离膜411。
37.本实施例的格栅网100呈漏斗状，且格栅网100的两端通过混凝土制成的基柱与河道两侧连接。
38.本实施例的沉淀池200和s型水道210均由混凝土制成，沉淀池200的底部设置有污泥泵201，且污泥泵201的排出端通过管道延伸至河道外部，上游s型水道210的两侧设置有多个料管，且多个料管的另一端均连通有同一个絮凝剂投放装置211。
39.本实施例的二级处理池410中设置有微纳米气泡发生器412，微纳米气泡发生器412位于相邻硫酸根离子纳滤分离膜411之间，微纳米气泡发生器412通过管道连通有臭氧发生器413，臭氧发生器413与微纳米气泡发生器412连通的管道上设置有电磁阀。
40.本实施例的调节剂投放装置401包括酸碱投加装置、碳源投加装置、pac投加装置、pam投加装置，调节剂投放装置中的各投加装置和絮凝剂投放装置211中均包括加药泵和电磁阀。
41.本实施例的第三过滤池320与一级处理池400连通的水路之间以及一级处理池400中均设置有ph检测计322，一级处理处400中设置有磷氮在线检测仪和浊度计，ph检测计322、磷氮在线检测仪、浊度计、污泥泵201、微纳米气泡发生器412、臭氧发生器413、各个加药泵以及电磁阀均与外部plc控制器电连接。
42.本实施例的一种水利工程河道污水治理的方法，包括以下步骤：
43.s1、在河道两岸合适位置修筑混凝土基柱，并将相对而设的混凝土基柱之间固定格栅网100，使河道内的生活污水通过格栅网100向下游流出，格栅网100能够拦截垃圾大块悬浮物和漂浮物等杂物；
44.s2、通过格栅网100初步过滤后的污水依次流经上游s型水道和沉淀池200并通过水道并流向过滤区3，此时外部plc控制器控制絮凝剂投放装置211中的加药泵和电磁阀开启，使其中的絮凝剂通过加药泵、电磁阀和各个料管排入至上游s型水道中，使污水中的较小的杂物絮凝沉淀，上游s型水道能够加快水流不仅能够加快絮凝剂与污水反应，而且能够使絮凝物快速流过并达到沉淀池200内进行沉淀，通过外部plc控制器控制污泥泵201开启将沉淀池200底部的沉积物抽取至河道外，并在沉淀池200的上层形成一级清液；
45.s3、一级清液通过下游的s型水道流出并依次通过第一过滤池300、第二过滤池310
和第三过滤池320形成二级清液然后流向净化区4，在过滤水挡板301、沙石过滤层311和高分子吸附膜321的多级过滤下，能够使一级清液中的物质体积逐级被过滤，然后由人工定期对过滤区3进行清理；
46.s4、二级清液通过管道依次流向一级处理池400，通过一级处理池400中的ph检测计322、磷氮在线检测仪和浊度计对二级清液进行检测，检测数值传输至外部plc控制器进行计算并与标准值进行对比，然后外部plc控制器控制碳源投加装置、pac投加装置以及pam投加装置中的加药泵和电磁阀打开，并先二级清液中依次投加碳源、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，当二级清液通过管道流向净化区4的过程中ph检测计322能够对二级清液的酸碱度进行检测，当二级清液的酸碱度不在规定范围值时，通外部plc控制器控制酸碱投加装置中的加药泵和电磁阀打开，并向二级清液中投机盐酸和石灰乳进行中和，通过外部plc控制器控制一级处理池400中的ph检测计322定时进行检测以及酸碱投加装置同时加药，使二级清液在净化区内的酸碱度达到标准形成三级清液；
47.s5、三级清液通过管道进入二级处理池410，此时通过外部plc控制器控制微纳米气泡发生器412和臭氧发生器413工作，当臭氧发生器413稳定产生臭氧时打开其与微纳米气泡发生器412之间管道上的电磁阀，使臭氧进入微纳米气泡发生器412，从而使微纳米气泡发生器412能够在硫酸根离子纳滤分离膜411之间产生含有臭氧的纳米气泡，当三级清液通过硫酸根离子纳滤分离膜411时不仅能够对三级清液中的硫酸根离子进行过滤，而且纳米气泡中的臭氧能够对三级清液中的难降解的大分子及有机物进行反应，以及能够脱色、除味、杀菌和降解cod，最后通过二级处理池410下游的出水口排出。
48.本发明通过设置拦截区、沉淀区、过滤区和净化区形成一个机械、化学相结合的污水处理系统，并通过外部plc控制器进行自动控制，使污水处理处理效果快捷显著；通过格栅网对较大垃圾和漂浮垃圾进行拦截，并通过s型水道进行絮凝以及沉淀池进行沉淀形成一级清液，一级清液通过第一级过滤池、第二级过滤池和第三过滤池进行多级精准过滤形成二级清液，二级清液在一级处理池进行酸碱度调节、磷氮含调节、絮凝并进行除铁、除氟、除镉、除放射性污染、除漂浮油等，通过二级处理池中的微纳米气泡发生器和臭氧发生器以及硫酸根离子纳滤分离膜配合使用，能够对三级清液中难降解的大分子及有机物进行反应降解，以及能够脱色、除味、杀菌和降解cod。
49.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
50.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。