技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道工程的污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種隧道廢水自動處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟發(fā)展和日常交通的需要，隧道建設(shè)相應(yīng)急劇增多。隧道工程大多位于山區(qū)丘陵地帶，有些甚至處于飲用水源地或水源涵養(yǎng)區(qū)。在其施工過程中會產(chǎn)生大量的施工廢水，倘若不對施工廢水進行處理，任其排放，將會造成山區(qū)水環(huán)境污染。

隧道施工過程中的廢水來源主要有以下幾種：隧道穿越不良地質(zhì)單元時，產(chǎn)生的涌水；施工設(shè)備，如鉆機等產(chǎn)生的廢水；隧道爆破后及扒渣時用于降塵的水；噴射混凝土和注漿產(chǎn)生的廢水以及基巖裂隙水等。隧道施工排水中，大量巖石粉塵等懸浮雜質(zhì)進入水中，在排出過程中，部分水中溶解性雜質(zhì)被氧化，有的物質(zhì)被析出，化學性質(zhì)有所改變，隧道施工時的滲出水本質(zhì)上屬地下水，另外由于受到鉆機、噴射混凝土和注漿及其它人為產(chǎn)生的污染，又具有地表水的特點；主要污染物為懸浮物，石油類及硝基苯類等構(gòu)成的有機物。隧道施工排水如不加處理直接排放，既會污染周圍環(huán)境，又會對受納水體造成理化、生態(tài)、景觀等危害。

目前的主要處理方式以沉淀為主，通過沉淀池、污泥干化場等設(shè)施進行自然沉降?，F(xiàn)有技術(shù)中工藝參數(shù)設(shè)計不合理之處：如停留時間短、容積偏小、負荷過大造成出水不穩(wěn)定或不合格；現(xiàn)有工藝設(shè)備過于簡單且均為敞開式露天布置，很多地方需人工操作，從而導致出水不穩(wěn)定，甚至不合格；且安全隱患較大；因施工現(xiàn)場場地狹小，大型成套設(shè)備難以進場、安放，且安全隱患較大。隨著污水排放提標政策出臺，現(xiàn)有技術(shù)不能滿足提標后的排放要求。主要原因是：a、原水水質(zhì)水量波動范圍大；b、由于受場地限制，設(shè)備占地大，原設(shè)計污水總停留時間偏短，很難保證出水達標排放；c、污水排放提標后各類指標排放要求提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種隧道廢水自動處理系統(tǒng)，污廢水經(jīng)該系統(tǒng)處理后，能夠滿足目前的污水綜合排放標準，且占地小、處理后的水質(zhì)穩(wěn)定、更加安全、自動化程度高。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明的一種隧道廢水自動處理系統(tǒng)，包括廢水調(diào)節(jié)池，所述廢水調(diào)節(jié)池上設(shè)置廢水進口，有提升泵深入所述廢水調(diào)節(jié)池；所述提升泵通過混合器連接至渦流絮凝反應(yīng)單元；所述渦流絮凝反應(yīng)單元的上部連接至淺層平流式沉淀單元；所述淺層平流式沉淀單元經(jīng)過漂浮過濾單元連接至監(jiān)督池；所述監(jiān)督池側(cè)面設(shè)置有排放口，底面連接至排泥排水收集池；所述渦流絮凝反應(yīng)單元、淺層平流式沉淀單元以及漂浮過濾單元的底部均連接至排泥排水收集池。

進一步的，所述隧道廢水自動處理系統(tǒng)還包括凝聚劑投加裝置，所述凝聚劑投加裝置用于向所述混合器投加凝聚劑。構(gòu)成水中濁度的細小懸浮顆粒以無機和有機膠體為主，不易下沉的原因是顆粒在水中不停地作布朗運動時，由于雜質(zhì)顆粒表面形成的同性電荷相互排斥，不能相互吸引、增大增重而下沉，導至水中雜質(zhì)不易去除，不能滿足排放（或使用）要求。利用向水中投加凝聚劑，中和水中雜質(zhì)顆粒的表面電荷，使水中不易下沉的細小懸浮物、色度、有機物通過混凝反應(yīng)聚并成顆粒較大的礬花，絮凝劑能對水中微細顆粒和礬花進行羅捕、架橋，促使懸浮顆粒增大、增重。然后利用沉降距離愈短，沉降時間愈少的淺層沉淀原理，通過后續(xù)有高效沉淀效果的水平管沉淀池使水中聚并成大顆粒礬花的雜質(zhì)下沉，與水分離而使水質(zhì)得到凈化。沉淀出水中仍有少量細小顆粒雜質(zhì)，經(jīng)過濾后實現(xiàn)較徹底的清除。

進一步的，所述隧道廢水自動處理系統(tǒng)還包括絮凝劑投加裝置，所述絮凝劑投加裝置用于向混合器投加絮凝劑。

進一步的，所述渦流絮凝反應(yīng)單元包括圓錐筒、圓柱筒、出水堰、頂蓋板，所述圓錐筒位于底部，所述圓柱筒、出水堰、頂蓋板依次向上安裝；所述出水堰設(shè)置出水口；所述圓錐筒上設(shè)置進水口和排污放空口。進一步的，所述淺層平流式沉淀單元包括布水段、沉淀段和出水段；所述布水段設(shè)置進水口，所述出水段設(shè)置出水口；在出水段內(nèi)設(shè)置淹沒空出水堰，在底部設(shè)置排泥兼排水管。為提高絮凝效果，采用圓錐形渦流式絮凝反應(yīng)技術(shù)，水從底部進入后漩流向上擴散流動時，流速逐漸減少，形成有利于礬花絮體生長的渦流，使異向絮凝效果得到增強；另外，由于反應(yīng)池上部已聚集了較大的絮體，下部未被凝聚吸附的細小顆粒在隨水流上升時就很容易被吸附，強化了接觸凝聚的效果，在兩者共同作用下，水中懸浮物在短時內(nèi)形成容易下沉的礬花。渦流絮凝具有水力停留時間短，反應(yīng)容積小的特點，是其它形式反應(yīng)器的1/3~1/2。

所述淺層平流式沉淀單元包括布水段、沉淀段和出水段；所述布水段設(shè)置進水口，所述出水段設(shè)置出水口；在出水段內(nèi)設(shè)置淹沒空出水堰，在底部設(shè)置排泥兼排水管。沉淀方式采用淺層平流式沉淀分離技術(shù)，該技術(shù)應(yīng)用哈真淺層理論，將沉淀管水平放置，水平行流動，懸浮物垂直分離，具有最佳狀態(tài)下的沉淀和分離功能。淺層平流式多層設(shè)置，從爾增加沉淀面積，減小了懸浮物的沉降距離，縮短了懸浮物沉淀時間；淺層平流管單元的垂直斷面形狀為菱形，管底側(cè)向設(shè)有排泥狹縫，沉泥順側(cè)底下滑，再通過排泥狹縫滑入下面的平流管沉淀單元，懸浮物通過平流管及時與水分離，水走水道、泥走泥道，改善了懸浮物可逆沉淀的排泥條件，并避免了懸浮物堵塞管道和跑礬現(xiàn)象的發(fā)生。該裝置提高了沉淀效率，減輕了濾池負荷，可在不停水條件下沖洗管壁頂面上沉積的泥渣。

進一步的，所述漂浮過濾單元包括底板、側(cè)壁和頂板圍成的過濾室；在所述過濾室內(nèi)設(shè)置發(fā)泡塑料濾珠、濾板、出水平口堰；在所述側(cè)壁上部設(shè)置出水口，所述出水口與出水平口堰相連通；在過濾室下部設(shè)置進水、進氣管系以及反洗排水管系；底板上設(shè)置放空口。過濾采用輕質(zhì)漂浮濾料上向流過濾技術(shù)，聚苯烯輕質(zhì)漂浮濾料（EPS發(fā)泡塑料濾珠）是一種卓有成效的濾料，其物理化學性能穩(wěn)定、符合國家規(guī)定的有關(guān)衛(wèi)生指標、取材較易、價格低廉，具有重量輕、比表面積大、吸附能力強、不破碎、孔隙率高、濾速快、脫污能力強、濾料粒度均勻、使用壽命長等優(yōu)點。聚苯烯濾層具有良好的深層截污能力，并能克服砂濾池常見的表面堵塞現(xiàn)象，有利于延長過濾周期，提高過濾效率；當含有微絮凝體的廢水通過濾床時，兼具懸浮澄清與輕質(zhì)濾料上向流過濾二者的優(yōu)點，水中懸浮雜質(zhì)與孔隙中先前截留的微絮凝體發(fā)生接觸絮凝，輕質(zhì)濾料濾池具有固液分離和絮凝雙重功效，且水頭損失遠小于石英砂濾層，在相同水質(zhì)條件下，漂浮濾料濾層的水頭損失增長率約為0.2—0.5KPa／h，比相同濾速下的石英砂濾床低40％以上。

更進一步，所述進水、進氣管系包括進水口；所述反洗排水管系包括反洗進氣口和反洗排水口。

本發(fā)明的一種隧道廢水自動處理系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、模塊化、占地少、投資省、安裝快捷、使用方便、維護簡單、可重復轉(zhuǎn)場使用等特點。本發(fā)明的一種隧道廢水自動處理系統(tǒng)自動化程度高，一旦調(diào)試結(jié)束提入運行后可無人工操作，各單元之間在設(shè)備現(xiàn)場就位后由管道閥門連接，僅本體設(shè)備與污水來源端及排放出口端進行法蘭剛性連接即可。適用于隧道施工過程中、開礦過程中、涵洞施工過程中的排放廢水處理等應(yīng)用場合。

附圖說明

圖1為隧道廢水自動處理系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2渦流絮凝反應(yīng)單元結(jié)構(gòu)主視圖；

圖3是淺層平流式沉淀單主視圖；

圖4是渦流絮凝反應(yīng)單元I-I面剖視圖；

圖5為漂浮過濾單元主視圖；

圖6為漂浮過濾單元K向剖視圖；

圖7為漂浮過濾單元II-II面剖視圖；

圖8為隧道廢水自動處理系統(tǒng)的工作原理圖。

具體實施方式

結(jié)合附圖，對本發(fā)明的一種隧道廢水自動處理系統(tǒng)進行詳細說明。

如圖1所示，一種隧道廢水自動處理系統(tǒng)，包括廢水調(diào)節(jié)池1，廢水調(diào)節(jié)池1上設(shè)置廢水進口2，有提升泵3深入廢水調(diào)節(jié)池1；提升泵3通過混合器4連接至渦流絮凝反應(yīng)單元5；渦流絮凝反應(yīng)單元5的上部連接至淺層平流式沉淀單元7；淺層平流式沉淀單元7經(jīng)過漂浮過濾單元6連接至監(jiān)督池8；監(jiān)督池8側(cè)面設(shè)置有排放口9，底面連接至排泥排水收集池10；渦流絮凝反應(yīng)單元5、淺層平流式沉淀單7元以及漂浮過濾單元6的底部均連接至排泥排水收集池。

上隧道廢水自動處理系統(tǒng)還包括凝聚劑投加裝置和絮凝劑投加裝置，凝聚劑投加裝置用于向混合器投加凝聚劑，絮凝劑投加裝置用于向混合器投加絮凝劑。

如圖2所示，渦流絮凝反應(yīng)單元5包括底板51、鋼管支腿52、圓錐筒53、腿式支座蓋板54、圓柱筒55、出水堰56、沿口包邊角鋼57、頂蓋板58、頂蓋人孔59、圍欄510、安全人梯511、上墊板512、下墊板513、支腿拉桿514.圓錐筒53位于底部，圓柱筒53、出水堰56、頂蓋板58依次向上安裝；出水堰56設(shè)置出水口C；圓錐筒上設(shè)置進水口A和排污放空口B。

淺層平流式沉淀單元7包括圍護人梯71、支承架72、常壓人孔73、布水段74、沉淀段75、出水段76、淹沒空出水堰77、沉淀板體78、沉淀板體支承79、排泥兼排水管710。布水段74設(shè)置進水口A，出水段76設(shè)置出水口B；在出水段76內(nèi)設(shè)置淹沒空出水堰77，在底部設(shè)置排泥兼排水管710。

漂浮過濾單元6包括底座61，底板62、側(cè)壁和頂610板圍成的過濾室，底部包邊角鋼63、下室壁板加強筋64、發(fā)泡塑料濾珠65、排水帽66、濾板67、濾板加強筋68、沿邊包邊角鋼69、頂板井字加強筋611、常壓頂人孔612、出水平口堰613、出水管614、上室壁板加強筋615、側(cè)人孔616、進水、進氣管系617、管塞618、反洗排水管系619、管端固定支座620、濾室分隔板621。在過濾室內(nèi)設(shè)置發(fā)泡塑料濾珠65、濾板67、出水平口堰613；在側(cè)壁上部設(shè)置出水口B，出水口B與出水平口堰613相連通；在過濾室下部設(shè)置進水、進氣管系617以及反洗排水管系619；底板62上設(shè)置放空口E。進水、進氣管系617包括第一、二進水口A1、A2；反洗排水管系619包括第一、二反洗進氣口C1、C2和第一、二反洗排水口D1、D2。

如圖8所示，本發(fā)明的隧道廢水自動處理系統(tǒng)的工作過程如下：

隧道施工排水進入廢水調(diào)節(jié)池，然后通過提升泵進入混合器（管式混合器），通過凝聚劑投加裝置向混合器投加凝聚劑，絮凝劑投加裝置向混合器投加絮凝劑；管式混合器處理后流向渦流絮凝反應(yīng)單元，然后再經(jīng)過淺層平流式沉淀單元、漂浮過濾單元流進監(jiān)督池；經(jīng)檢測，處理后的水合格，則從監(jiān)督池中排放，不合格則排回廢水調(diào)節(jié)池。渦流絮凝反應(yīng)單元、淺層平流式沉淀單元、漂浮過濾單元的廢渣排入排泥排水收集池，對排泥排水收集池內(nèi)沉底的泥渣清淘填埋。排泥排水收集池沉淀的上清液流回廢水調(diào)節(jié)池。

本發(fā)明的隧道廢水自動處理系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：

1、提高了污水處理效率，滿足提標后的排放要求，使得環(huán)境污染得以治理；

2、所有單元的加工制作均在廠內(nèi)完成，至現(xiàn)場就位后組裝，即可投入調(diào)試運行。整個制作過程可控性高，質(zhì)量精度得以保證，生產(chǎn)效率得以提高，從而減少了現(xiàn)場施工工序，降低了材料消耗，直接降低了設(shè)備成本；

3、由于其自動化程度高，故操作簡便，僅需按下運行按鈕即可；

4、本發(fā)明的隧道廢水自動處理系統(tǒng)的高效性，大大縮小了施工現(xiàn)場占地面積，提高了處理效果。

基于對本發(fā)明優(yōu)選實施方式的描述，應(yīng)該清楚，由所附的權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明并不僅僅局限于上面說明書中所闡述的特定細節(jié)，未脫離本發(fā)明宗旨或范圍的對本發(fā)明的許多顯而易見的改變同樣可能達到本發(fā)明的目的。