灰渣場灰水聯合沉澱收集裝置及其收集方法
2023-08-06 14:45:36 2
灰渣場灰水聯合沉澱收集裝置及其收集方法
【專利摘要】本發明公開了一種灰渣場灰水聯合沉澱收集裝置及其收集方法，解決了現有渣場汙水處理不佳，汙染環境的問題，技術方案包括初期壩，所述初期壩的上遊為渣場，所述初期壩的下遊設有回用水池，所述回用水池經排滲管與渣場連通，所述回用水池的一側還設有沉澱池，所述沉澱池經排洪管與渣場連通，所述回用水池與沉澱池經回用水池側壁上設置的側流堰連通。採用上述裝置的收集方法能對全部滲濾液和部分灰水進行截流，將其中攜帶的灰渣進行沉澱，並有效攔截汙水、達到清汙分離、循環自流、汙水回用的效果，本發明裝置結構簡單、控制簡單、投資成本和運行成本低，節約資源，對環境友好。
【專利說明】灰渣場灰水聯合沉澱收集裝置及其收集方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種汙水處理系統及其方法。
【背景技術】
[0002]國內煉焦、煤制油、煤氣化制合成氨、煤氣化合成醇醚燃料等煤化工項目、以煤為燃料的熱電站、動力站、火力發電廠、熱力裝置等工業項目會產生大量的灰渣；這些灰渣屬於一般固體廢棄物，往往需要建立灰渣場對灰渣堆存處理。對於堆放這些灰渣的灰渣場(又稱渣場)來言，長期堆放後存在滲濾液的問題，並且雨水天氣後，大量降雨還會形成灰水，灰水中混雜有灰渣難以分離，就算簡單少量截留後由於灰渣難以分離僅能用於灰面灑水及部分綠化澆灌，從而導致回用困難，大部分未經處理便通過後續的排滲系統、排洪系統排至下遊。這些滲濾液、灰水經排洪系統排至渣場下遊後，灰水及其攜帶的灰渣將汙染下遊，造成土壤鹽鹼化，破壞生態環境。
[0003]因此，灰渣場設計必須建立完善的防滲系統和灰水聯合沉澱收集裝置，嚴格控制灰渣滲濾液對環境的汙染，將汙染物排放量降到最低。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是為了解決上述技術問題，提供一種灰渣場灰水聯合沉澱收集裝置，該裝置結構簡單、控制簡單，可實現對於灰渣的滲濾液及含有灰渣的灰水進行大部分截留收集並聯合處理後回用，小部分後期雨水達標排放的目的。
[0005]本發明還提供一種用於收集裝置的灰渣場灰水聯合沉澱收集方法，該方法能對全部滲濾液和部分灰水進行截流，將其中攜帶的灰渣進行沉澱，並有效攔截、達到清汙分離、循環自流、汙水回用的效果，從而實現企業生產的環保、安全、經濟。
[0006]技術方案包括初期壩，所述初期壩的上遊為渣場，所述初期壩的下遊設有回用水池，所述回用水池經排滲管與渣場連通，所述回用水池的一側還設有沉澱池，所述沉澱池經排洪管與渣場連通，所述回用水池與沉澱池經回用水池側壁上設置的側流堰連通。
[0007]所述沉澱池的出口段還設有水池壩，所述沉澱池經水池壩上設置的溢流堰與下遊排放系統連通。
[0008]所述溢流堰堰頂高程高於側流堰堰頂高程，所述側流堰還設有防回流閘門。
[0009]所述沉澱池的進口段設有泥漿池，泥漿池內裝有泥漿泵，所述泥漿池的底面低於沉澱池的底面。
[0010]所述沉澱池的底面為朝泥漿池方向向下傾斜的反坡。
[0011]所述排洪管的出口段設有位於泥漿池上方的扇形消能裝置，所述扇形消能裝置包括扇形的導流平臺，所述導流平臺上間隔裝有呈扇形布置的多排導流板，所述相鄰兩排導流板間交錯布置。
[0012]上述收集裝置的灰渣場灰水聯合沉澱收集方法，包括下述方法，
[0013]渣場內的滲濾液由排滲管引入初期壩下遊的回用水池，初期雨水落入渣場形成的初期灰水經排洪管送入沉澱池進行沉澱，所述初期灰水中的灰渣下沉，分離出的上層澄清液的水位上升至高於側流堰時，則經側流堰流入回用水池。
[0014]所述當沉澱池內的水位持續上升高於溢流堰頂時，則關閉側流堰的防回流閘門，後期雨水落入渣場形成的後期灰水經排洪管進入沉澱池，沉澱後由溢流堰自流排入下遊排放系統，控制後期灰水在沉澱池中的流速小於15.0mm/S。
[0015]所述排洪管引出的所述初期灰水和/或後期灰水先經扇形消能裝置減壓消能後再流入沉澱池，沉澱下來的灰渣沿沉澱池底面的反坡滑落至泥漿池，所述泥漿池內的泥漿泵可將灰渣抽出。
[0016]本發明中，通過在渣場的初期壩下遊設置回用水池用於收集由排滲管排出的滲濾液，滲濾液是渣場中逐層滲濾後的液體(又稱為汙水)，其中含有一定量的六價鉻、汞、砷、鉛、氟化物等汙染物，PH值10.5呈鹼性、總硬度高達43.6mg/L。為避免環境汙染，不建議往下遊排放，可通過泵站將回用水池內汙水抽出(或進一步淨化處理後)作為回水留用。另外設置沉澱池用於收集排洪管的排出的灰水，發明人對排洪管排出的灰水進行了深入分析，發現灰水有以下特點:灰水的形成往往是由於上遊的大量降雨造成的，對於初期雨水落入渣場後形成的初期灰水而言，由於初期雨水對渣場有直接衝刷作用，形成的初期灰水中，除溶解有六價鉻、汞、砷、鉛、氟化物等汙染物,pH值9.5呈鹼性、總硬度高達21.8mg/L外，還含有大量灰渣，灰渣含量高達50000?100000mg/L，汙染較重，這類灰水若直接往下遊排放則會對下遊造成嚴重汙染；而對於後期雨水落於渣場形成的後期灰水，則由於初期雨水已經對渣場進行了衝刷和溶解，因而這部分後期雨水落入渣場中形成的後期灰水中灰渣等汙染物含量少，主要汙染物六價鉻、汞、砷、鉛、氟化物等含量遠低於《汙水綜合排放標準》GB8978的允許值，pH值8.0、總硬度4.4mg/L,灰渣含量也較少，當沉澱池無法容納時，可經初步沉澱後再向下遊排放。針對上述不同情況的灰水聯合處理時，發明人在回用水池和沉澱池的基礎上設置了回用水池側壁上的側流堰和水池壩上的溢流堰，並且使溢流堰堰頂高程高於側流堰堰頂高程，並且側流堰還設有防回流閘門。通過上述設計，實現針對不同灰水及汙水的聯合處理方法，既保證截留汙染嚴重的汙水和灰水，實現灰水和汙水的分離並各自回收的目的，利用回用水池與擋水構築物承擔庫區正常工況下滲濾液和初期灰水的存儲，沉澱池接納灰水中攜帶的灰渣，後期灰水可經溢流堰自流排放至下遊。在側流堰上安裝防回流閘門，當水位持續上升，為避免回用水池內的汙水回流，通過控制防回流閘門關閉，回用水池內的汙水被限制在回用水池內，同時使後期灰水經沉澱池初步沉澱後經溢流堰流入下遊。並且考慮到渣場中灰渣的特性:灰渣主要包括爐灰和爐渣，而爐灰顆粒均小於爐渣，故灰渣沉速由爐灰顆粒控制。而渣場中爐灰粒徑範圍:0.1-0.2_，控制後期灰水在沉澱池中的流速小於15.0mm/s。
[0017]進一步的，考慮排洪管排出的灰水量多壓力大，為了減少對沉澱池內的攪動，保證沉澱池內的灰渣的分離效果，促進灰渣的分離和收集，在排洪管的出口端設計位於泥漿池上方的扇形消能裝置，使由排洪管排出的灰水在扇形導流平臺上消能並以扇形均勻擴散，平穩進入沉澱池，所述交錯布置的多排導流板可以進一步消能，均勻分布水流，減緩流速，最大程度減少湧入的灰水對沉澱池特別是泥漿池的攪動。設計的泥漿池用於收集沉澱池內的灰渣(以泥漿形式回收)，並可通過泥漿泵將其抽出回收或返回渣場，由於分離的灰渣顆粒度小，其可依據重力下沉並沿傾斜的沉澱池底壁面滑至泥漿池內，從而實現灰渣的集中收集。
[0018]本發明裝置結構簡單、可有效攔截並收集渣場的滲濾液，同時對灰水中攜帶的灰渣進行沉澱，防止汙水、灰渣汙染下遊環境；可實現清汙分離，通過泵送回用的形式對回用水池收集的汙水進行有效利用，可以實現汙水的再生，節水並產生經濟效益，並將後期灰水及時排放出去，以免對裝置產生壓力。本裝置經濟投入小，運行成本低、耗能少，安全環保。本發明方法工藝簡單、能對上遊渣場產生的灰水按不同性質進行分類、沉澱、收集、回用和排放，運行管理簡單可靠，有利於下遊的環境保護。回用水池中回收的汙水灰渣含量小，可用於工業生產用水，泥漿池內回收的泥漿灰渣含量高可用於生產建築材料，分別回收利用有利提高回收的經濟效益，減少二次汙染。本發明裝置汙水處理能力、容量、汙水的截留量及排放量可都根據需要進行合理設計，沉澱池中溢流入回用水池內的澄清液的灰渣含量可降至400mg/L以下，外排的後期灰水中六價鉻、汞、砷、鉛、氟化物等汙染物含量遠低於《汙水綜合排放標準》GB8978和《城鎮汙水處理廠汙染物排放標準》GB18918的允許值，pH值8.0、總硬度4.4mg/L,灰洛含量可降至70mg/L以下。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本裝置的平面布置示意圖。
[0020]圖2為側流堰示意圖。
[0021]圖3為沉澱池進口段雙側擴散平面布置圖。
[0022]圖4為沉澱池進口段縱剖面示意圖。
[0023]其中，1-排滲管、2-回用水池、3-泵站、4-水池壩、5-排洪管、6-扇形消能裝置、
6.1-導流板、6.2-導流平臺、7-沉澱池、7.1-底面、8-側流堰、9-溢流堰、10-泥漿池、10.1-底面、11-初期壩、12-防回流閘門、13-泥漿泵。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖對本發明作進一步解釋說明:
[0025]參照圖1，初期壩11的上遊為渣場，所述初期壩11的下遊設有回用水池2，並配有相應的泵站3用於抽取回用水池2內的汙水回用。所述回用水池2經排滲管I與渣場連通，滲濾液經排滲管I送入回用水池2中，所述回用水池2的一側還設有沉澱池7，所述沉澱池7經排洪管5與渣場連通，用於將渣場中的灰水引入沉澱池7中，所述回用水池2與沉澱池7經回用水池2側壁上設置的側流堰8連通。當沉澱池7內的水位高於側流堰8的堰頂高程時，可通過自流的方式流入回用水池2中，側流堰8的設計可使沉澱池8內的上層灰渣含量低的灰水流入回用水池2，而防止下層的含灰渣量高的灰水流入回用水池2 ;所述沉澱池7的進口段設有泥漿池10，泥漿池10內裝有泥漿泵11，所述泥漿池10的底面10.1低於沉澱池7的底面7.1，且沉澱池7的底面7.1為朝泥漿池10方向向下傾斜的反坡，這樣可使沉澱池7底部沉積的灰渣沿反坡隨重力滑入泥漿池7內，使灰渣在此處被集中收集，再通過泥漿泵13抽回渣場。所述沉澱池7的出口段還設有水池壩4，所述沉澱池7經水池壩7上設置的溢流堰9與下遊排放系統連通。
[0026]所述溢流堰9堰頂高程高於側流堰8堰頂高程，所述側流堰還設有防回流閘門12。這樣當沉澱池7的水位上升超過側流堰8時可自流入回用水池2，而當水位升至超過溢流堰9，為防止汙水回流，可使防回流閘門12關閉，使回用水池2暫時與沉澱池7隔離，而沉澱池7內的水則可通過溢流堰9以溢流的方式排入下遊排放系統。所述排洪管5的出口段設有位於泥漿池10上方的扇形消能裝置6，所述扇形消能裝置6包括扇形的導流平臺6.2，所述導流平臺6.2上間隔裝有呈扇形布置的多排導流板6.1，所述相鄰兩排導流板6.1間交錯布置，這樣可使灰水通過排洪管5出口段時被大幅消能，減小流速和衝擊力，儘可能減輕進對沉澱池7攪動，利於灰水分離和沉澱，使上層的灰水的灰渣含量最少。
[0027]收集方法:
[0028]渣場內的滲濾液由排滲管I弓丨入初期壩11下遊的回用水池2中形成汙水，滲濾液故名思議為滲濾後液體，無灰渣含量，可在回用水池2集中收集後由泵站3抽出進一步淨化處理後可用於工業生產用水；
[0029]初期雨水落入渣場形成的少量初期灰水，可通過排洪管5經扇形消能裝置6消能後排入沉澱池7中，並在沉澱池7中靜置使灰水分離，灰渣下沉後沿反坡的底面7.1滑入泥漿池10中，灰渣以泥漿的形式在泥漿池10中被集中收集後可由泥漿泵13抽出回用，處理後可用於生產建築材料，當水位上升超過側流堰8的頂程程高時，則沉澱池7內的上層澄清液會自流入回用水池2中，經澱澱後進入回用水池的上層澄清液中灰渣含量可降至400mg/L以下。
[0030]當雨量繼續，後期雨水持續落入渣場形成大量的後期灰水，經排洪管5通過扇形消能裝置6減壓消能後送入沉澱池7進行沉澱，後期灰水中的灰渣下沉被泥漿池10收集，當沉澱池7的水位上升超過側流堰8頂程程高時，則經側流堰8流入回用水池2，，所述當沉澱池7內的水位持續上升高於溢流堰9時，則關閉側流堰8的防回流閘門12，後期灰水在沉澱池7中經初步沉澱後經&流堪9自流直接排入下遊排放系統，控制後期灰水在沉澱池中的流速小於15.0mm/s，在洩洪的同時保證灰渣的分離效果，外排的後期灰水中灰渣含量可降至70mg/L以下。
【權利要求】
1.一種灰渣場灰水聯合沉澱收集裝置，包括初期壩，所述初期壩的上遊為渣場，其特徵在於，所述初期壩的下遊設有回用水池，所述回用水池經排滲管與渣場連通，所述回用水池的一側還設有沉澱池，所述沉澱池經排洪管與渣場連通，所述回用水池與沉澱池經回用水池側壁上設置的側流堰連通。
2.如權利要求1所述的灰渣場灰水聯合沉澱收集裝置，其特徵在於，所述沉澱池的出口段還設有水池壩，所述沉澱池經水池壩上設置的溢流堰與下遊排放系統連通。
3.如權利要求2所述灰渣場灰水聯合沉澱收集裝置，其特徵在於，所述溢流堰堰頂高程高於側流堰堰頂高程，所述側流堰還設有防回流閘門。
4.如權利要求1-3任一項所述的灰渣場灰水聯合沉澱收集裝置，其特徵在於，所述沉澱池的進口段設有泥漿池，泥漿池內裝有泥漿泵，所述泥漿池的底面低於沉澱池的底面。
5.如權利要求4所述的灰渣場灰水聯合沉澱收集裝置，其特徵在於，所述沉澱池的底面為朝泥漿池方向向下傾斜的反坡。
6.如權利要求4所述的灰渣場灰水聯合沉澱收集裝置，其特徵在於，所述排洪管的出口段設有位於泥漿池上方的扇形消能裝置，所述扇形消能裝置包括扇形的導流平臺，所述導流平臺上間隔裝有呈扇形布置的多排導流板。
7.如權利要求6所述的灰渣場灰水聯合沉澱收集裝置，其特徵在於，所述相鄰兩排導流板間交錯布置。
8.一種使用權利要求1-7任一項收集裝置的灰渣場灰水聯合沉澱收集方法，其特徵在於，包括下述方法， 渣場內的滲濾液由排滲管引入初期壩下遊的回用水池，初期雨水落入渣場形成的初期灰水經排洪管送入沉澱池進行沉澱，所述初期灰水中的灰渣下沉，分離出的上層澄清液的水位上升至高於側流堰時，則經側流堰流入回用水池。
9.如權利要求8所述的灰洛場灰水聯合沉澱收集方法,其特徵在於,所述當沉澱池內的水位持續上升高於溢流堰頂時，則關閉側流堰的防回流閘門，後期雨水落入渣場形成的後期灰水經排洪管進入沉澱池，沉澱後由溢流堰自流排入下遊排放系統，控制後期灰水在沉澱池中的流速小於15.0mm/so
10.如權利要求8或9所述的灰渣場灰水聯合沉澱收集方法，其特徵在於，所述排洪管引出的所述初期灰水和/或後期灰水先經扇形消能裝置減壓消能後再流入沉澱池，沉澱下來的灰渣沿沉澱池底面的反坡滑落至泥漿池，所述泥漿池內的泥漿泵可將灰渣抽出。
【文檔編號】B01D21/02GK103463836SQ201310389080
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月30日 優先權日:2013年8月30日
【發明者】高偉, 邱道軍, 張博, 袁帥 申請人:中國五環工程有限公司