一种一体化污水处理装置及方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种一体化污水处理装置及方法。

背景技术

混凝土搅拌站在生产过程中由于清洗水泥罐车、搅拌主机等设备的过程中会产生大量的泥浆水，该泥浆水中含有大量的砂骨料、石骨料、细砂、灰浆以及大量的外加剂。如若直接将其排放，不仅会对周围环境造成严重破坏，而且浪费了大量砂石骨料和水资源，因此，需要对该泥浆水进行处理后回用，在保护环境的同时，提高资源利用率。

现有的污水处理技术，常通过硫酸、盐酸等溶液对污水进行中和处理，会在污水中引入有害物质，而且还会存在中和过度的现象，不利于环保；当采用有机酸替代硫酸、盐酸等物质进行污水中和时，引入的有机物质后续需进行氧化处理，增加了污水处理难度和成本。

综上所述，急需一种一体化污水处理装置及方法以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种一体化污水处理装置及方法，以解决现有污水处理过程中容易发生中和过度现象的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种一体化污水处理装置，包括依次连通的稀释搅拌池、絮凝搅拌池、沉淀池和污泥处理间；还包括与絮凝搅拌池连通的加药间；

所述加药间包括二氧化碳中和系统和絮凝剂添加系统；

所述絮凝搅拌池内部设有用于与二氧化碳中和系统连通的汽水混合器；所述絮凝搅拌池内部还设有用于与絮凝剂添加系统连通的管式混合器。

优选的，所述稀释搅拌池包括污水进水口、搅拌器一、补水口、水质检测传感器一、水泵一和水泵二；所述污水进水口和补水口均设置于稀释搅拌池的池体侧壁上；所述搅拌器一、水质检测传感器一、水泵一和水泵二均设置于稀释搅拌池内部；所述水泵一用于将稀释搅拌池中的污水抽出进行回收利用，所述水泵二用于将稀释搅拌池中的污水输送至絮凝搅拌池的管式混合器中。

优选的，所述絮凝搅拌池内部设有多个沿竖直方向交错布置的隔板，多个隔板组合形成至少两个搅拌腔，且相邻搅拌腔之间通过S型通道连通；每个搅拌腔内均设有搅拌器二；位于起始端的搅拌腔与管式混合器连通，位于末端的搅拌腔与沉淀池连通。

优选的，所述沉淀池包括溢流口、刮泥机、污泥检测传感器、斜板总成和溢流堰；所述沉淀池底部与絮凝搅拌池顶部之间通过溢流口连接；所述刮泥机、污泥检测传感器、斜板总成和溢流堰从下至上依次设置在沉淀池内部。

优选的，所述溢流堰的出口处设有水质检测传感器二；所述沉淀池底部设有与污泥处理间连通的锥形集泥口。

优选的，所述二氧化碳中和系统包括存储罐和二氧化碳汽化器；所述二氧化碳汽化器连接于存储罐和汽水混合器之间。

优选的，所述絮凝剂添加系统包括至少两种药剂存储箱，每一种药剂存储箱均设有相应管路连接至管式混合器或絮凝搅拌池内部。

优选的，所述加药间还包括分别与所述二氧化碳中和系统、絮凝剂添加系统连接的电控系统。

优选的，所述污泥处理间包括入料泵和压滤机；所述入料泵连接于沉淀池和压滤机之间。

本发明还提供了一种污水处理方法，包括以下步骤：

步骤一：将污水输入稀释搅拌池中进行搅拌稀释，对稀释后的污水进行水质检测，若水质不符合回收利用标准，则将稀释后的污水输入絮凝搅拌池中；

步骤二：在絮凝搅拌池中，先通过加药间中的絮凝剂添加系统向絮凝搅拌池的管式混合器中输送浓度为5％～10％的PAC溶液；再通过絮凝剂添加系统向絮凝搅拌池中输送浓度为1‰～2‰的PAM溶液；在絮凝搅拌过程中通过二氧化碳中和系统向絮凝搅拌池中输入二氧化碳对污水进行PH值调节；

步骤三：将絮凝搅拌池中的污水输送至沉淀池中，在沉淀池的出水口进行水质检测，当处理后的污水中总固体含量＜2000mg/L、氯离子含量＜500mg/L、硫酸根离子含量＜600mg/L且PH值为6～9时，将处理后的污水输出沉淀池进行回收利用；

步骤四：将沉淀池中的污泥输入污泥处理间中进行处理、转运。

应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：

(1)本发明中，通过在加药间设置二氧化碳中和系统，将二氧化碳通入絮凝搅拌池中，对碱性污水实现中和，不会造成中和过度的情况，并且不会引入有害物质，不会增加额外的氧化处理步骤，使污水处理过程更加经济环保。

(2)本发明中，通过在絮凝搅拌池中设置管式混合器，用于将絮凝剂和污水在管式混合器内部的螺旋管道中充分混合，提升絮凝剂在污水中的扩散效果，可节约絮凝剂的使用量，适用于PAC溶液与污水的快速混合与反应。

(3)本发明中，稀释搅拌池中设有水质检测传感器一和液位传感器，便于对稀释后的污水进行检测，根据水质情况，选用不同的水泵实现污水的输出或将污水输入絮凝搅拌池中进行絮凝，当稀释后的污水可直接回收利用时，避免了后续不必要的污水处理步骤，减少了污水处理成本。

(4)本发明中，在絮凝搅拌池中设有多个搅拌腔，每个搅拌腔内均设有搅拌器二，便于污水和絮凝剂在絮凝搅拌池中充分混合絮凝，同时可实现二氧化碳与污水的充分中和，可综合提升污水处理效果。

(5)本发明中，通过沉淀池中的斜板总成可快速实现固液分离，通过沉淀池顶部的溢流堰实现顶部清水的流出，通过沉淀池底部的刮泥机实现污泥的收集。

(6)本发明中，絮凝剂添加系统包括至少两种药剂存储箱，通过电控系统控制不同絮凝剂的输入顺序和比例，获取最优的污水处理效果，可减少污水处理成本。

(7)本发明中，电控系统与污水处理装置中的泵件、搅拌器、传感器和管道阀门等连接，便于对污水处理过程进行智能化控制。

(8)本发明中，污泥处理间中设有入料泵和压滤机，便于对沉淀池中的污泥进行抽取和脱水，实现污泥的处理转运，实现污泥中的骨料回收。

(9)本发明中，稀释搅拌池、絮凝搅拌池、沉淀池、加药间和污泥处理间集成为一体化箱式污水处理装置，结构紧凑，设备布局合理。

(10)本发明中，通过各个传感器对污水处理过程进行智能监测，整个污水处理过程仅包括稀释、中和、絮凝、沉淀和污泥脱水等步骤，工艺精简。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本申请实施例中一种一体化污水处理装置的正视图；

图2是本申请实施例中一种一体化污水处理装置的俯视图；

图3是本申请实施例图2的A-A截面视图；

图4是本申请实施例图2的B-B截面视图；

其中，1、稀释搅拌池，1.1、污水进水口，1.2、搅拌器一，1.3、补水口，1.4、水质检测传感器一，1.5、水泵一，1.6、水泵二，1.7、减速电机一，1.8、液位传感器，1.9、回用出水口，1.10、进水管路，1.11、外爬梯，1.12、内爬梯，1.13、内爬梯盖板，2、絮凝搅拌池，2.1、汽水混合器，2.2、管式混合器，2.3、隔板，2.4、搅拌器二，2.5、减速电机二，2.6、第一搅拌腔，2.7、第二搅拌腔，2.8、絮凝池溢流口，3、沉淀池，3.1、溢流口，3.2、刮泥机，3.3、污泥检测传感器，3.4、斜板总成，3.5、溢流堰，3.6、水质检测传感器二，3.7、锥形集泥口，3.8、清水出口，3.9、泥水管道，4、加药间，4.1、二氧化碳中和系统，4.1.1、存储罐，4.1.2、二氧化碳汽化器，4.1.3、二氧化碳管路，4.2、絮凝剂添加系统，4.2.1、药剂存储箱，4.2.2、药剂A管路，4.2.3、药剂B管路，4.3、电控系统，4.4、双开门，4.5、单开门，5、污泥处理间，5.1、入料泵，5.2、压滤机，5.3、入料泵维修间，5.4、污泥脱水间，5.5、活动防雨棚，5.6、楼梯，5.7、入料管路，5.8、转运小车，6、护栏。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例：

参见图1至图4，一种一体化污水处理装置及方法，本实施例应用于混凝土搅拌站的污水处理。

一种一体化污水处理装置，参见图1和图2，包括依次连通的稀释搅拌池1、絮凝搅拌池2、沉淀池3和污泥处理间5；还包括与絮凝搅拌池2连通的加药间4；

所述加药间4包括二氧化碳中和系统4.1和絮凝剂添加系统4.2；

所述絮凝搅拌池2内部设有用于与二氧化碳中和系统4.1连通的汽水混合器2.1，用于将二氧化碳通入絮凝搅拌池2中，对碱性污水实现中和，不会造成中和过度的情况，并且不会引入有害物质，使污水处理过程更加经济环保；所述絮凝搅拌池2内部还设有用于与絮凝剂添加系统4.2连通的管式混合器2.2，用于将絮凝剂和污水在管式混合器2.2内部的螺旋管道中充分混合，提升絮凝剂在污水中的扩散效果，可节约絮凝剂的使用量。

所述稀释搅拌池1包括污水进水口1.1、搅拌器一1.2、补水口1.3、水质检测传感器一1.4、水泵一1.5和水泵二1.6；所述污水进水口1.1和补水口1.3均设置于稀释搅拌池1的池体侧壁上，混凝土搅拌站的污水通过污水进水口1.1进入稀释搅拌池1中，此时污水中含有大量砂骨料、石骨料、细砂、灰浆以及大量外加剂，不符合直接回收利用标准，需通过补水口1.3加水稀释；所述搅拌器一1.2、水质检测传感器一1.4、水泵一1.5和水泵二1.6均设置于稀释搅拌池1内部，搅拌器1.2与减速电机一1.7连接，用于将污水稀释均匀，稀释搅拌池1中还设有液位传感器1.8，当污水进行稀释后，通过水质检测传感器一1.4和液位传感器1.8对稀释后的污水进行检测，当污水处于高水位且污水中总固体含量＜2000mg/L、氯离子含量＜500mg/L、硫酸根离子含量＜600mg/L且PH值为6～9时，可将污水直接进行回收利用，用于对搅拌站设备进行冲洗等；所述水泵一1.5用于将稀释搅拌池1中的污水抽出至回用出水口1.9进行回收利用，当水质不符合回收利用标准时，所述水泵二1.6用于将稀释搅拌池1中的污水通过进水管路1.10输送至絮凝搅拌池2的管式混合器2.2中，进行下一步处理。在稀释搅拌池1的侧壁上分别设有外爬梯1.11和内爬梯1.12，便于工作人员进入稀释搅拌池1中进行检修，内爬梯1.12的顶部还设有与池体顶部连接的内爬梯盖板1.13。

参见图3，所述絮凝搅拌池2内部设有多个沿竖直方向交错布置的隔板2.3，多个隔板2.3组合形成至少两个搅拌腔，且相邻搅拌腔之间通过S型通道连通，本实施例中，絮凝搅拌池2内包括第一搅拌腔2.6和第二搅拌腔2.7，汽水混合器2.1位于第一搅拌腔2.6和第二搅拌腔2.7的底部，第一搅拌腔2.6中经絮凝的污水通过絮凝池溢流口2.8流入第二搅拌腔2.7中；每个搅拌腔内均设有搅拌器二2.4，搅拌器二2.4通过减速电机二2.5实现转动，用于通过搅拌使污水与二氧化碳和絮凝剂充分混合；位于起始端的搅拌腔与管式混合器2.2连通，位于末端的搅拌腔与沉淀池3连通，本实施例中，第一搅拌腔2.6与管式混合器2.2的出口连通，第二搅拌腔2.7通过位于絮凝搅拌池2顶部的溢流口3.1与沉淀池3连通。

参见图1，所述沉淀池3包括溢流口3.1、刮泥机3.2、污泥检测传感器3.3、斜板总成3.4和溢流堰3.5；所述沉淀池3底部与絮凝搅拌池2顶部之间通过溢流口3.1连接；所述刮泥机3.2、污泥检测传感器3.3、斜板总成3.4和溢流堰3.5从下至上依次设置在沉淀池3内部。污水中的杂质在沉淀池3底部和斜板总成3.4上沉淀形成污泥；沉淀后的清水经溢流堰3.5流至清水出口3.8处；所述溢流堰3.5的出口处设有水质检测传感器二3.6，当水质检测传感器二3.6检测到水质符合回收利用标准时，将其从清水出口3.8排出；所述沉淀池3底部设有与污泥处理间5连通的锥形集泥口3.7，刮泥机4.2可将沉积在沉淀池3底部的污泥收集至锥形集泥口3.7处，再通过泥水管道3.9输入污泥处理间5中。

参见图2，所述二氧化碳中和系统4.1包括存储罐4.1.1和二氧化碳汽化器4.1.2；所述二氧化碳汽化器4.1.2连接于存储罐4.1.1和汽水混合器2.1之间，本实施例中，二氧化碳汽化器4.1.2通过二氧化碳管路4.1.3与絮凝搅拌池2中的汽水混合器2.1连接。

所述絮凝剂添加系统4.2包括至少两种药剂存储箱4.2.1，每一种药剂存储箱4.2.1均设有相应管路连接至管式混合器2.2或絮凝搅拌池2内部。本实施例中，絮凝剂包括PAC(聚合氯化铝)溶液和PAM(聚丙烯酰胺)溶液，分别存储在不同的药剂存储箱4.2.1中，为保证污水中的絮体快速脱稳凝聚，并使絮体不断长大，先将PAC溶液通过药剂A管路4.2.2通入管式混合器2.2中，与污水进行充分混合，先完成中和电荷/胶体脱稳形成细小絮体，再将PAM溶液通过药剂B管路4.2.3通入絮凝搅拌池2的搅拌腔中，进一步加大絮体体积，便于后续在沉淀池3中充分沉淀。

所述加药间4还包括分别与所述二氧化碳中和系统4.1、絮凝剂添加系统4.2连接的电控系统4.3，便于对药剂添加顺序和添加比例进行控制，以得到最优的污水处理效果；除此之外，电控系统4.3还与污水处理装置中的泵件、搅拌器、传感器和管道阀门等连接，便于对污水处理过程进行智能化控制。

本实施例中，加药间4的两侧分别设有双开门4.4和单开门4.5，便于进行药剂运输，同时便于人员进入加药间4进行操作。

参见图4，所述污泥处理间5包括入料泵5.1和压滤机5.2；所述入料泵5.1连接于沉淀池3和压滤机5.2之间，用于将沉淀池3的锥形集泥口3.7收集的污泥通过入料管路5.7送入压滤机5.2中进行脱水操作，将污泥制作成泥饼，泥饼落至压滤机5.2下方的转运小车5.8中，通过转运小车5.8将泥饼运出，实现污水中的骨料回收。本实施例中，将污泥处理间5分隔成上下两层，底层为入料泵维修间5.3，便于工作人员对入料泵5.1进行维修；上层为放置压滤机5.2的污泥脱水间5.4，入料泵维修间5.3和污泥脱水间5.4之间通过楼梯5.6连接，污泥脱水间5.4顶部还设有活动雨棚5.5，防止外界雨水进入污泥处理间5。

本实施例中的稀释搅拌池1、絮凝搅拌池2、沉淀池3、加药间4和污泥处理间5集成为一体化箱式污水处理装置，结构紧凑，设备布局合理，污水处理装置顶部还设有护栏6，为工作人员提供安全保障。

一种污水处理方法，采用了上述的一体化污水处理装置，包括以下步骤：

步骤一：将混凝土搅拌站中的污水输入稀释搅拌池1中进行搅拌稀释，通过水质检测传感器一1.4对稀释后的污水进行水质检测，若水质不符合回收利用标准(处于高水位且污水中总固体含量＜2000mg/L、氯离子含量＜500mg/L、硫酸根离子含量＜600mg/L且PH值为6～9时)，则将稀释后的污水通过水泵二1.6输入絮凝搅拌池2中；若水质符合回收利用标准，则通过水泵一1.5将稀释后的污水通过回用出水口1.9输出。

步骤二：在絮凝搅拌池2中，先通过加药间4中的絮凝剂添加系统4.2向絮凝搅拌池2的管式混合器2.2中输送浓度为5％～10％的PAC溶液；再通过絮凝剂添加系统4.2向絮凝搅拌池2中的搅拌腔中输送浓度为1‰～2‰的PAM溶液；在絮凝搅拌过程中通过二氧化碳中和系统4.1向絮凝搅拌池2底部的汽水混合器2.1中输入二氧化碳对污水进行PH值调节；其中，电控系统4.3会根据水质检测传感器一1.4传递的信号调节二氧化碳中和系统4.1中二氧化碳的通入量，以达到自动调节污水PH值的目的；

步骤三：将絮凝搅拌池2中的污水输送至沉淀池3中，污水在斜板总成3.4上实现固液分离，上部清水流至溢流堰3.5，在沉淀池3的清出水口3.8通过水质检测传感器二3.6进行水质检测，当处理后的污水中总固体含量＜2000mg/L、氯离子含量＜500mg/L、硫酸根离子含量＜600mg/L且PH值为6～9时，将处理后的污水输出沉淀池3进行回收利用；

若水质不符合要求则将其通过管道输回稀释搅拌池1中重新进行污水处理；

在斜板总成3.4上沉淀的污泥流至沉淀池3底部，通过刮泥机3.2收集到锥形集泥口3.7进行暂存，电控系统4.3通过污泥检测传感器3.3监测的污泥存量信号来控制入料泵5.1的启停时间，以达到污泥自动脱水处理的目的。

步骤四：将沉淀池3中的污泥输入污泥处理间5中，通过压滤机5.2进行脱水处理、通过转运小车5.8转运脱水后的泥饼，实现污水中的骨料回收。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。