公布日：2024.06.21
申請日：2024.05.27
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F11/122(2019.01)N;C02F11/143(2019.01)N;C02F1/56(2023.01)N
摘要
本發明提供了一種盾構施工中的污水連續凈化處理系統及方法，屬于污水處理技術領域。包括首尾依次連接的污水收集池、絮凝沉淀池、調質分離池、壓濾池、反滲透處理池、連續應急設備；通過絮凝沉淀池進行絮凝沉淀，再通過調質分離池將絮凝沉淀后的泥漿進行調質處理，通過壓濾池對固液分離后的沉淀物進行壓濾處理，同時，將絮凝沉淀池、調質分離池以及壓濾池內產生的水體通過反滲透處理池統一處理，去除水體中大多數溶解鹽分、細菌、病毒和其他雜質，分離出純凈水和濃縮液，純凈水收集用于后續用途，當絮凝沉淀池、調質分離池以及壓濾池需要檢修時，通過連續應急設備確保盾構施工污水處理過程的穩定性和連續性。
權利要求書
1.一種盾構施工中的污水連續凈化處理系統，其特征在于，包括首尾依次連接的污水收集池（1）、絮凝沉淀池（2）、調質分離池（3）、壓濾池（4）、反滲透處理池（5）、連續應急設備（6）；所述污水收集池（1）、絮凝沉淀池（2）、調質分離池（3）以及壓濾池（4）的出水側與所述反滲透處理池（5）連接；所述連續應急設備（6）包括連續處理主體（60）、通過電動升降設備（610）與所述連續處理主體（60）頂端連接的復合壓濾板（61）、設于連續處理主體（60）下端的轉動處理筒（62）、驅動所述轉動處理筒（62）轉動的動力設備（63）；連續處理主體（60）內部上端設有兩個安裝凸腔（600），每個所述安裝凸腔（600）側壁通過一個第一彈性連接管（601）連接有試劑添加口（602），復合壓濾板（61）內通過微型液壓桿（611）連接有第一藥劑添加盤（612），所述第一藥劑添加盤（612）底端均勻設有多個頂出添加塊（613），每個所述頂出添加塊（613）底端設有添加孔（614），復合壓濾板（61）底端且對應每個所述頂出添加塊（613）下端位置處設有多個貫通口（615），每個所述貫通口（615）內設有彈性濾網（616），復合壓濾板（61）上端且對應每個安裝凸腔（600）下端位置處設有一個通過第二彈性連接管（603）與第一藥劑添加盤（612）連接的暫存筒（617）；轉動處理筒（62）底端中心處設有貫穿至連續應急設備（6）外部的排泥管（64），轉動處理筒（62）側壁以及連續處理主體（60）側壁均設有排水管（65），連續處理主體（60）側壁上的排水管（65）與污水收集池（1）、絮凝沉淀池（2）、調質分離池（3）、壓濾池（4）以及反滲透處理池（5）連接。
2.根據權利要求1所述的一種盾構施工中的污水連續凈化處理系統，其特征在于，所述污水收集池（1）側壁且與所述絮凝沉淀池（2）的連接處設有濾網組件（10），所述濾網組件（10）包括上端為開口結構的濾網安裝盒（100）、與所述濾網安裝盒（100）前后兩側壁滑動連接的濾網盤（101）、設于濾網安裝盒（100）上且位于污水收集池（1）相對側的安裝收口（102）、設于濾網安裝盒（100）底端的集渣盒（103），集渣盒（103）位于污水收集池（1）與濾網盤（101）之間。
3.根據權利要求2所述的一種盾構施工中的污水連續凈化處理系統，其特征在于，所述濾網盤（101）有多個，多個濾網盤（101）的目數沿水流方向依次增加，相鄰兩個濾網盤（101）之間均設有集渣盒（103）。
4.根據權利要求1所述的一種盾構施工中的污水連續凈化處理系統，其特征在于，所述污水收集池（1）的進水側連接有污水收集組件（11），所述污水收集組件（11）包括設于相鄰兩片隧道管片（12）之間的弧形擋水板（110）、設于所述弧形擋水板（110）左右兩側且與相鄰兩片隧道管片（12）連接的弧形固定夾板（111）、設于所述弧形固定夾板（111）內壁上下兩端的膨脹夾緊材料塊（112）、設于弧形固定夾板（111）側邊內壁的負壓吸盤（113）。
5.根據權利要求4所述的一種盾構施工中的污水連續凈化處理系統，其特征在于，所述弧形固定夾板（111）的上下兩端均設有水平滑動口（114），且所述水平滑動口（114）內滑動連接有滑動安裝板（115），位于上下兩端的滑動安裝板（115）的相對側均設有多個安裝凹口（116），每個所述安裝凹口（116）內鉸接有連接桿（117），所述連接桿（117）上設有負壓吸盤（113）。
6.根據權利要求1所述的一種盾構施工中的污水連續凈化處理系統，其特征在于，所述連續處理主體（60）外壁底端套設有安裝架（66），所述安裝架（66）底端通過連接支桿（660）連接有多個滑動輪（661），所述滑動輪（661）上設有剎車組件（662）。
7.根據權利要求1所述的一種盾構施工中的污水連續凈化處理系統，其特征在于，所述絮凝沉淀池（2）內設有絮凝沉淀組件（20），所述絮凝沉淀組件（20）包括設于絮凝沉淀池（2）內壁左側的絮凝箱（21）和設于絮凝沉淀池（2）內壁右側的沉淀箱（22）、用于連接所述絮凝箱（21）和沉淀箱（22）的多個螺旋沉淀管（23），絮凝箱（21）側壁設有第二藥劑添加盤（210），沉淀箱（22）通過連接管與所述調質分離池（3）連接且連接處設有抽水泵（220），每個所述螺旋沉淀管（23）底端設有多個排料閥（230）。
8.根據權利要求7所述的一種盾構施工中的污水連續凈化處理系統，其特征在于，所述絮凝箱（21）和所述沉淀箱（22）底端均設有出料口（24），所述絮凝沉淀池（2）底端設置有廢料暫存盤（25）。
9.一種盾構施工中的污水連續凈化處理方法，基于權利要求1-8任意一項所述的一種盾構施工中的污水連續凈化處理系統，其特征在于，包括以下步驟：S1、將盾構施工過程中產生的污水收集在污水收集池（1）內，再通過污水泵吸至絮凝沉淀池（2）內，并向絮凝沉淀池（2）內添加絮凝劑，通過攪拌使絮凝劑與污水充分混勻，加速污水中固體顆粒的沉降，然后，將絮凝沉淀后的清水抽至反滲透處理池（5）內，將沉淀泥漿抽至調質分離池（3）內；S2、向調質分離池（3）內投入調質劑，再進行攪拌處理，破壞泥漿的粘性，改變污泥的通透性，使沉淀泥漿進行固液分離，再將固液分離后的水體抽至反滲透處理池（5）內，固液分離后的沉淀物抽至壓濾池（4）內；S3、通過壓濾池（4）對固液分離后的沉淀物進行壓濾處理，收集壓濾后的泥餅，將壓濾后的濾液泵吸至反滲透處理池（5）內；S4、通過反滲透處理池（5）內部的半透膜分離得到純凈水和濃縮液，收集純凈水，排出濃縮液；S5、應急檢修處理，包括：S5-1、當絮凝沉淀池（2）或調質分離池（3）需要檢修時，用所述連續應急設備（6）來替代，若絮凝沉淀池（2）需要檢修，則將污水收集池（1）內的污水泵吸至連續處理主體（60）內，通過其中一個試劑添加口（602）向對應的暫存筒（617）內添加絮凝劑，若調質分離池（3）需要檢修，則將絮凝沉淀池（2）內的沉淀泥漿泵吸至連續處理主體（60）內，通過另一個試劑添加口（602）向對應的暫存筒（617）內添加調質劑，然后通過電動升降設備（610）帶動復合壓濾板（61）向下移動，同時，通過微型液壓桿（611）帶動第一藥劑添加盤（612）向下移動，使每個頂出添加塊（613）從對應的貫通口（615）移出，并將該貫通口（615）處的彈性濾網（616）頂出，此時，絮凝劑或調質劑經各個添加孔（614）均勻噴灑在污水中，通過動力設備（63）帶動轉動處理筒（62）旋轉，使絮凝劑或調質劑和污水混合均勻，最后，將絮凝沉淀后的清水或固液分離后的水體抽至反滲透處理池（5）內，將沉淀泥漿抽至調質分離池（3）內或將固液分離后的沉淀物抽至壓濾池（4）內；S5-2、當壓濾池（4）需要檢修時，將調質分離池（3）固液分離后的沉淀物抽至連續處理主體（60）內，通過電動升降設備（610）帶動復合壓濾板（61）向下移動，利用復合壓濾板（61）對轉動處理筒（62）內的沉淀物進行壓濾處理，收集壓濾后的泥餅，將壓濾后的濾液泵吸至反滲透處理池（5）內。
發明內容
針對上述存在的問題，本發明提供了一種盾構施工中的污水連續凈化處理系統及方法。
本發明的技術方案是：一種盾構施工中的污水連續凈化處理系統，包括首尾依次連接的污水收集池、絮凝沉淀池、調質分離池、壓濾池、反滲透處理池、連續應急設備；所述污水收集池、絮凝沉淀池、調質分離池以及壓濾池的出水側與所述反滲透處理池連接；所述連續應急設備包括連續處理主體、通過電動升降設備與所述連續處理主體頂端連接的復合壓濾板、設于連續處理主體下端的轉動處理筒、驅動所述轉動處理筒轉動的動力設備；連續處理主體內部上端設有兩個安裝凸腔，每個所述安裝凸腔側壁通過一個第一彈性連接管連接有試劑添加口，復合壓濾板內通過微型液壓桿連接有第一藥劑添加盤，所述第一藥劑添加盤底端均勻設有多個頂出添加塊，每個所述頂出添加塊底端設有添加孔，復合壓濾板底端且對應每個所述頂出添加塊下端位置處設有多個貫通口，每個所述貫通口內設有彈性濾網，復合壓濾板上端且對應每個安裝凸腔下端位置處設有一個通過第二彈性連接管與第一藥劑添加盤連接的暫存筒；轉動處理筒底端中心處設有貫穿至連續應急設備外部的排泥管，轉動處理筒側壁以及連續處理主體側壁均設有排水管，連續處理主體側壁上的排水管與污水收集池、絮凝沉淀池、調質分離池、壓濾池以及反滲透處理池連接。
進一步地，所述污水收集池側壁且與所述絮凝沉淀池的連接處設有濾網組件，所述濾網組件包括上端為開口結構的濾網安裝盒、與所述濾網安裝盒前后兩側壁滑動連接的濾網盤、設于濾網安裝盒上且位于污水收集池相對側的安裝收口、設于濾網安裝盒底端的集渣盒，集渣盒位于污水收集池與濾網盤之間。
說明：當需要對污水收集池內的污水進行處理時，污水通過濾網盤過濾固體雜質，避免堵塞管路，影響后續處理過程的正常進行，過濾后的污水通過安裝收口匯集至連接管路中，而過濾后的固體雜質掉落至集渣盒內，當需要清理時，將集渣盒拆下清理即可，當需要對濾網盤清理時，從上端將其滑動抽出即可，結構簡單，拆卸方便，確保污水連續凈化處理系統的穩定運行。
更進一步地，所述濾網盤有多個，多個濾網盤目數沿水流方向依次增加，相鄰兩個濾網盤之間均設有集渣盒。
說明：通過目數依次增加的各個濾網盤進行梯度過濾，可依次濾除各種粒徑的固體雜質，提高了過濾效果和過濾精度，同時，每個濾網盤上過濾掉的雜質都會聚集至對應的集渣盒內，使得固體雜質容易收集和移除。
進一步地，所述污水收集池的進水側連接有污水收集組件，所述污水收集組件包括設于相鄰兩片隧道管片之間的弧形擋水板、設于所述弧形擋水板左右兩側且與相鄰兩片隧道管片連接的弧形固定夾板、設于所述弧形固定夾板內壁上下兩端的膨脹夾緊材料塊、設于弧形固定夾板側邊內壁的負壓吸盤。
說明：將弧形擋水板放置于相鄰兩片隧道管片之間，并通過其左右兩側的弧形固定夾板夾持在相鄰的隧道管片上下兩端，而設于弧形固定夾板內壁上下兩端的膨脹夾緊材料塊遇水后會發生體積膨脹，從而產生很大的徑向壓力，通過兩個膨脹夾緊材料塊對同一隧道管片上下兩端進行夾緊固定，同時，通過負壓吸盤對同一隧道管片側壁進行吸附固定，通過上述兩種固定方式，大大提高了弧形擋水板與相鄰兩片隧道管片之間的連接牢靠性，通過弧形擋水板對盾構施工中的污水進行收集，并通過連接管排入污水收集池內，方便污水集中處理。
更進一步地，所述弧形固定夾板的上下兩端均設有水平滑動口，且所述水平滑動口內滑動連接有滑動安裝板，位于上下兩端的滑動安裝板的相對側均設有多個安裝凹口，每個所述安裝凹口內鉸接有連接桿，所述連接桿上設有負壓吸盤。
說明：為了增加弧形固定夾板與相鄰兩片隧道管片之間的接觸面積和連接牢靠性，在同一弧形固定夾板的上下兩端設置滑動安裝板，當滑動安裝板從水平滑動口內滑出時，轉動滑動安裝板底端的各個連接桿，使連接桿上的負壓吸盤對隧道管片表面進行吸附固定，進一步提高了弧形擋水板與相鄰兩片隧道管片之間的連接牢靠性。
進一步地，所述連續處理主體外壁底端套設有安裝架，所述安裝架底端通過連接支桿連接有多個滑動輪，所述滑動輪上設有剎車組件。
說明：當需要移動連續處理主體的位置時，通過各個滑動輪的滑動即可完成，當連續處理主體移動至工作位置后，通過剎車組件對滑動輪進行鎖定，防止其移動，確保連續處理主體的安裝穩定性。
進一步地，所述絮凝沉淀池內設有絮凝沉淀組件，所述絮凝沉淀組件包括設于絮凝沉淀池內壁左側的絮凝箱和設于絮凝沉淀池內壁右側的沉淀箱、用于連接所述絮凝箱和沉淀箱的多個螺旋沉淀管，絮凝箱側壁設有第二藥劑添加盤，沉淀箱通過連接管與所述調質分離池連接且連接處設有抽水泵，每個所述螺旋沉淀管底端設有多個排料閥。
說明：將污水收集池內的污水泵吸至絮凝沉淀池內的絮凝箱內，并通過第二藥劑添加盤向絮凝箱內添加絮凝劑，使絮凝劑與污水充分混勻，絮凝沉淀后的水體進入各個螺旋沉淀管內，經過螺旋沉淀管的螺旋結構使水體在管內緩慢流動，從而延長了顆粒的沉淀時間，有助于更多的懸浮物沉降，絮凝沉淀后的清水進入沉淀箱，并通過抽水泵抽至調質分離池內，絮凝沉淀后的沉淀物經各個螺旋沉淀管底端的排料閥排出清理即可，通過各個螺旋沉淀管將污水分成多組進行分散處理，使得每一組污水得到更加充分均勻的絮凝沉淀處理，提高整體的處理效果。
更進一步地，所述絮凝箱和所述沉淀箱底端均設有出料口，所述絮凝沉淀池底端設置有廢料暫存盤。
說明：當需要清理絮凝箱和沉淀箱內的殘余沉淀雜物時，打開出料口排出即可，絮凝箱、沉淀箱以及各個排料閥排出的雜物掉落至廢料暫存盤內進行統一收集處理，增加了絮凝沉淀池清潔工作的便捷性。
本發明還提供了一種盾構施工中的污水連續凈化處理方法，基于上述污水連續凈化處理系統，包括以下步驟：S1、將盾構施工過程中產生的污水收集在污水收集池內，再通過污水泵吸至絮凝沉淀池內，并向絮凝沉淀池內添加絮凝劑，通過攪拌使絮凝劑與污水充分混勻，加速污水中固體顆粒的沉降，然后，將絮凝沉淀后的清水抽至反滲透處理池內，將沉淀泥漿抽至調質分離池內；S2、向調質分離池內投入調質劑，再進行攪拌處理，破壞泥漿的粘性，改變污泥的通透性，使沉淀泥漿進行固液分離，再將固液分離后的水體抽至反滲透處理池內，固液分離后的沉淀物抽至壓濾池內；S3、通過壓濾池對固液分離后的沉淀物進行壓濾處理，收集壓濾后的泥餅，將壓濾后的濾液泵吸至反滲透處理池內；S4、通過反滲透處理池內部的半透膜分離得到純凈水和濃縮液，收集純凈水，排出濃縮液；S5、應急檢修處理，包括：S5-1、當絮凝沉淀池或調質分離池需要檢修時，用所述連續應急設備來替代，若絮凝沉淀池需要檢修，則將污水收集池內的污水泵吸至連續處理主體內，通過其中一個試劑添加口向對應的暫存筒內添加絮凝劑，若調質分離池需要檢修，則將絮凝沉淀池內的沉淀泥漿泵吸至連續處理主體內，通過另一個試劑添加口向對應的暫存筒內添加調質劑，然后通過電動升降設備帶動復合壓濾板向下移動，同時，通過微型液壓桿帶動第一藥劑添加盤向下移動，使每個頂出添加塊從對應的貫通口移出，并將該貫通口處的彈性濾網頂出，此時，絮凝劑或調質劑經各個添加孔均勻噴灑在污水中，通過動力設備帶動轉動處理筒旋轉，使絮凝劑或調質劑和污水混合均勻，最后，將絮凝沉淀后的清水或固液分離后的水體抽至反滲透處理池內，將沉淀泥漿抽至調質分離池內或將固液分離后的沉淀物抽至壓濾池內；S5-2、當壓濾池需要檢修時，將調質分離池固液分離后的沉淀物抽至連續處理主體內，通過電動升降設備帶動復合壓濾板向下移動，利用復合壓濾板對轉動處理筒內的沉淀物進行壓濾處理，收集壓濾后的泥餅，將壓濾后的濾液泵吸至反滲透處理池內。
相對于現有技術，本發明的有益效果體現在以下幾點：本發明通過污水收集池將盾構施工過程中的污水收集暫存，通過絮凝沉淀池進行絮凝沉淀，再通過調質分離池將絮凝沉淀后的泥漿進行調質處理，破壞泥漿的粘性，改變污泥的通透性，使沉淀泥漿進行固液分離，通過壓濾池對固液分離后的沉淀物進行壓濾處理，收集壓濾后的泥餅，同時，將絮凝沉淀池、調質分離池以及壓濾池內產生的水體通過反滲透處理池統一處理，通過半透膜只允許水分子通過的特性，將水體中大多數溶解鹽分、細菌、病毒和其他雜質進行截留，分離出純凈水和濃縮液，純凈水收集用于后續用途，而濃縮液則包含被截留的污染物，通常會被排出或進一步處理，該系統通過連續的污水凈化處理流程，實現了盾構施工污水的減量化、資源化和無害化，具有重要的環保意義和經濟價值；本發明還設置了與污水收集池、絮凝沉淀池、調質分離池、壓濾池以及反滲透處理池連接的連續應急設備，該連續應急設備集絮凝沉淀、調質處理以及壓濾處理功能于一體，當絮凝沉淀池、調質分離池以及壓濾池需要檢修時，作為應急設備確保盾構施工污水處理過程的穩定性和連續性，以有效防止未經處理的污水直接排放到環境中，保護周邊生態系統和水源，同時，集多種功能于一身的應急設備具備操作便捷和節省占用空間的優點。
（發明人：郭敏;谷亞軍;顧杰;胡潔;郭利國）
