一种两级漠沙滤池及其废水处理方法

摘要

本发明公开了一种两级漠沙滤池及其废水处理方法，属于水污染控制技术领域。它包括依次连接的调节池、一级漠沙滤池、一级贮水池、二级漠沙滤池、二级贮水池和三级贮水池；调节池底部设置有与提升管道连接的吸水喇叭口，提升管道通过提升泵将废水提升至一级漠沙滤池；一级漠沙滤池中设置有滤料和过滤柱；一级贮水池的结构同调节池，二级漠沙滤池的结构同一级漠沙滤池，一级贮水池底部设置有与提升管道连接的吸水喇叭口，该提升管道通过提升泵将废水提升至二级漠沙滤池；经过二级漠沙滤池过滤后进入二级贮水池，二级贮水池的底部设置有与提升管道连接的吸水喇叭口，提升管道通过提升泵将废水提升至三级贮水池。该工艺操作简便，运行稳定，经济实用。

说明书

技术领域

本发明属于水污染控制技术领域，更具体地说，涉及一种用于两级漠沙滤池及其废水处理方法。

背景技术

近些年，随着经济的发展，化工废水对环境的污染日益加剧，化工产品生产过程中排放的大多都是结构复杂、有毒有害和生物难以降解的有机物污染物质，处理的难度大。现代化工废水处理技术按作用原理，可分为物理法、化学法、物理化学法和生物法四大类。混凝沉淀法是利用混凝剂对工业废水进行净化处理的一种方法。经混凝沉淀后的废水，水中还含有较小颗粒的悬浮物和胶体，一般通过过滤将悬浮颗粒和胶体截留在滤料的表面和内部空隙中。常用的滤池有压力滤池、移动冲洗罩滤池和无阀滤池，其中压力滤池运转管理较方便，但其耗用钢材较多，造价高，且滤料装卸不方便；移动冲洗罩滤池池体结构简单、池深较浅，但其机电控制设备较多，自动控制和维修较复杂；无阀滤池冲洗完全自动，管理方便，但结构复杂，滤料封闭，装卸困难。

发明内容

1、发明目的

针对现有技术混凝沉淀后的废水在过滤处理中存在的填料装卸困难、造价高、维护复杂的问题，本发明提供了一种两级漠沙滤池及其废水处理方法，该装置和工艺操作简便，运行稳定，经济实用。

2、技术方案

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案如下：

一种两级漠沙滤池，它包括调节池和滤池，所述的滤池包括一级漠沙滤池和二级漠沙滤池，它还包括一级贮水池、二级贮水池和三级贮水池，所述的调节池、一级漠沙滤池、一级贮水池、二级漠沙滤池、二级贮水池和三级贮水池依次连接；

所述的调节池底部设置有与提升管道连接的吸水喇叭口，所述的提升管道通过提升泵将废水提升至所述的一级漠沙滤池；

所述的一级漠沙滤池中设置有滤料和过滤柱；

所述的一级贮水池的结构同所述的调节池，二级漠沙滤池的结构同一级漠沙滤池，一级贮水池底部设置有与提升管道连接的吸水喇叭口，该提升管道通过提升泵将废水提升至二级漠沙滤池；

经过二级漠沙滤池过滤后进入二级贮水池，二级贮水池的底部设置有与提升管道连接的吸水喇叭口，提升管道通过提升泵将废水提升至三级贮水池。

优选地，所述的调节池、一级漠沙滤池、一级贮水池、二级漠沙滤池、二级贮水池和三级贮水池的主体结构均采用砖混结构，外敷设一层防渗层，防渗层采用黏土和高密度聚乙烯组成的复合材料。

优选地，所述的一级漠沙滤池及二级漠沙滤池中的滤料均为漠沙，粒径为0.15～0.20mm。

优选地，过滤柱为圆筒形，圆筒表面设置有滤孔，圆筒内中设置有实心柱，该实心柱采用砖混结构。

优选地，一级漠沙滤池中过滤柱上的滤孔孔径D₁为0.12mm，二级漠沙滤池中过滤柱上的滤孔孔径D₂为0.10mm，所述的一级漠沙滤池中的过滤柱通过异径管与反冲洗管道连接，该反冲洗管道的另一端与一级贮水池中的提升泵连接；所述的二级漠沙滤池中的过滤柱通过异径管与反冲洗管道连接，该反冲洗管道的另一端与二级贮水池中的提升泵连接。

优选地，所述的过滤柱的高径比（过滤柱高度和直径的比例）为5:1～8:1。

优选地，一级漠沙滤池及二级漠沙滤池的两侧各设置一个阀门，通过阀门的启闭控制一级贮水池和二级贮水池的进水，以此保证漠沙滤池的连续运行。

一种两级漠沙滤池的废水处理方法，其步骤为：

a.原水经调节池调节水量后，经提升泵提升至一级漠沙滤池，经过一级漠沙滤池中滤料过滤后，过滤水通过一级漠沙滤池内的过滤柱进行收集；

b.经一级漠沙滤池中的过滤柱收集的过滤水进入一级贮水池；

c.一级贮水池的贮存水经提升泵提升至二级漠沙滤池，经过二级漠沙滤池中滤料过滤后，过滤水通过二级漠沙滤池内的过滤柱进行收集，收集的过滤水进入二级贮水池，最后通过提升泵提升到三级贮水池中；

d.经过一段时间的过滤，一级漠沙滤池及二级漠沙滤池中过滤柱上的滤孔会发生堵塞，此时通过控制设置在一级漠沙滤池、一级贮水池、二级漠沙滤池、二级贮水池和三级贮水池之间的反冲洗管道，控制水流，进行反冲洗，反冲洗水源分别来自过二级贮水池和三级贮水池。

优选地，所述的一级漠沙滤池及二级漠沙滤池中的滤料均为漠沙，粒径为0.15～0.20mm。

所述的漠沙即取自沙漠的沙子，主要成分是石英，含量在70%左右，另Fe₂O₃、Al₂O₃、CaO及MgO的含量在20%左右，还有少量的长石和白云母，粒径在0.10～0.50mm之间。它来源于砂岩和花岗岩风化的残留矿物，经过机械搬运（风力、水力）作用富集而成。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本发明的两级漠沙滤池包括一级漠沙滤池及二级漠沙滤池，两级漠沙滤池均采用漠沙作为滤料，极大地减小了投资及运行成本，特别是在漠沙资源丰富的北方沙漠地区，成本更为低廉；经过一段时间的过滤，一级漠沙滤池及二级漠沙滤池中过滤柱上的滤孔会发生堵塞，此时通过控制设置在一级漠沙滤池、一级贮水池、二级漠沙滤池、二级贮水池和三级贮水池之间的反冲洗管道，控制水流，通过调节阀门的启闭进行反冲洗，反冲洗水源分别来自过二级贮水池和三级贮水池，充分利用了过滤水，减小了运行费用；

（2）本发明的结构中的一级漠沙滤池、二级漠沙滤池结构相同，滤池中设置有滤料和过滤柱，过滤柱的高径比为5:1～8:1，此范围的高径比既保证了稳定良好的出水效果，同时也减小了构筑物的占地面积，大大地减少了基建投资费用；

（3）本发明的一级漠沙滤池、二级漠沙滤池的结构设计中，一级漠沙滤池中过滤柱上的滤孔孔径D₁为0.12mm，二级漠沙滤池中过滤柱上的滤孔孔径D₂为0.10mm，因采用均布的滤孔分布形式及适当的一级、二级漠沙滤池的滤孔孔径组合，减小了过滤柱阻塞的频率，同时也增强了反冲洗时对一级漠沙滤池、二级漠沙滤池内不同深度滤层的冲洗效果；

（4）本发明结构简单，便于操作，机电控制设备较少，维护方便；

（5）本发明滤料未封闭，装卸容易；耗用钢材较少，造价低。

附图说明

图1为本发明两级漠沙过滤池剖面图；

图2为图1的俯视图；

图3为图的A-A剖面图；

图4为本发明的过滤柱放大示意图。

图中：1、调节池；2、一级漠沙滤池；3、一级贮水池；4、二级漠沙滤池；5、二级贮水池；6、三级贮水池；7、提升管道；8、提升泵；9、过滤柱；91、滤孔；92、实心柱；93、异径管；10、吸水喇叭口；11、主体结构；12、阀门；13、反冲洗管道；14、滤料。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作详细说明。

实施例1

如图1、2，两级漠沙滤池，它包括依次连接的调节池1、一级漠沙滤池2、一级贮水池3、二级漠沙滤池4、二级贮水池5和三级贮水池6；调节池1底部设置有与提升管道7连接的吸水喇叭口10，提升管道7通过提升泵8将废水提升至一级漠沙滤池2；一级漠沙滤池2中设置有滤料14和过滤柱9；一级贮水池3的结构同所述的调节池1，二级漠沙滤池4的结构同一级漠沙滤池2，一级贮水池3底部设置有与提升管道7连接的吸水喇叭口10，该提升管道7通过提升泵8将废水提升至二级漠沙滤池4；经过二级漠沙滤池4过滤后进入二级贮水池5，二级贮水池5的底部设置有与提升管道7连接的吸水喇叭口10，提升管道7通过提升泵8将废水提升至三级贮水池6。一级漠沙滤池2及二级漠沙滤池4中的滤料14均为漠沙，平均粒径为0.15～0.20mm。一级漠沙滤池2及二级漠沙滤池4的两侧各设置一个阀门12。

如图1、3所示，本实施例的构筑物主体结构11均采用砖混结构，外敷设一层防渗层，防渗层采用黏土和高密度聚乙烯组成的复合材料。

如图4，过滤柱9为圆筒形，圆筒表面设置有滤孔91，圆筒内中设置有实心柱92，该实心柱92采用砖混结构。一级漠沙滤池2中过滤柱9上的滤孔91孔径D₁为0.12mm，二级漠沙滤池4中过滤柱9上的滤孔91孔径D₂为0.10mm，一级漠沙滤池2中的过滤柱9通过异径管93与反冲洗管道13连接，该反冲洗管道13的另一端与一级贮水池3中的提升泵8连接；二级漠沙滤池4中的过滤柱9通过异径管93与反冲洗管道13连接，该反冲洗管道13的另一端与二级贮水池5中的提升泵8连接。

上述两级漠沙滤池的废水处理方法，其步骤为：

a.原水经调节池1调节水量后，经提升泵8提升至一级漠沙滤池2，经过一级漠沙滤池2中滤料14过滤后，过滤水通过一级漠沙滤池2内的过滤柱9进行收集；

b.经一级漠沙滤池2中的过滤柱9收集的过滤水进入一级贮水池3；

c.一级贮水池3的贮存水经提升泵8提升至二级漠沙滤池4，经过二级漠沙滤池4中滤料14过滤后，过滤水通过二级漠沙滤池4内的过滤柱9进行收集，收集的过滤水进入二级贮水池5，最后通过提升泵8提升到三级贮水池6中；

d.经过一段时间的过滤，一级漠沙滤池2及二级漠沙滤池4中过滤柱9上的滤孔91会发生堵塞，此时通过控制设置在一级漠沙滤池2、一级贮水池3、二级漠沙滤池4、二级贮水池5和三级贮水池6之间的反冲洗管道13，控制水流，进行反冲洗，反冲洗水源分别来自过二级贮水池5和三级贮水池6。

上述的一级漠沙滤池2、二级漠沙滤池4滤料层高度为H₁：1.0≤H₁≤1.5m；砂面上水深为H₂：1.0≤H₂≤1.5m；超高（即一级漠沙滤池2、二级漠沙滤池4壁高出液面的高度）为H₃：0.6≤H₃≤0.8m；池壁厚为H₄：0.2≤H₄≤0.3m；一级漠沙滤池2、二级漠沙滤池4底部为过水渠，过水渠高H₅：0.4≤H₅≤0.8；水反冲洗强度q：1≤q≤5l/s/m²；过滤柱9高径比5:1≤h/D≤8:1；滤速为V：7≤V≤15m/h。滤池工作时间为24小时，冲洗周期为48小时，每次水冲洗时间为10min。其中，滤料层高度1.0≤H₁≤1.5m，砂面上水深1.0≤H₂≤1.5m，滤速7≤V≤15m/h的条件下，能稳定出水效果；在超高为0.6≤H₃≤0.8m的条件下，能有效防止污水液面过高而产生溢流；在水反冲洗强度为1≤q≤5l/s/m²的条件下，能在保证反冲洗效果的同时有效减少滤料的流失；在过滤柱高径比5:1≤h/D≤8:1的条件下，能在保证有效利用不同高度滤料层，控制反冲洗效果的同时，减少滤池的占地面积。

实施例2

本实施例基于上述实施例1的两级漠沙滤池对以下出水进行废水处理。某脱脂磷化废水（COD：160-180mg/L，磷酸盐（以P计）：84-108mg/L，pH值：4.2-5.1，石油类：163-215mg/L，Zn⁺：35-40mg/L）经化学沉淀、絮凝气浮后，出水水质为COD：72-81mg/L，磷酸盐（以P计）：6.6-10.8mg/L，pH值：4.9-5.8，石油类：12-23mg/L，Zn⁺：4.7-6.2mg/L，

本实施例基于上述实施例1的废水处理方法，运行基本参数：日处理水量Q为3000m³/d；滤料层高度H₁为1.1m(1.0≤H₁≤1.5m)；砂面上水深H₂为1.5(1.0≤H₂≤1.5m)；超高H₃为0.6m(0.6≤H₃≤0.8m)；壁厚H₄为0.2(0.2≤H₄≤0.3m)；过水渠高H₅为0.5（0.4≤H₅≤0.8）；水反冲洗强度q为5l/s/m²(1≤q≤5l/s/m²)；过滤柱9直径D为0.5m，高度h为3m(高径比5:1～8:1)；滤速V为15m/h(7≤V≤15m/h)。滤池工作时间为24小时，冲洗周期为48小时，每次水冲洗时间为10min；滤池长为4m，宽为4m，进水流量q为0.035m³/s；提升管道平均流速v为1.12m/s（管径为DN100）；反冲洗干管中水流流速V_水为1.0m/s；过滤柱9的孔口数量为34200；滤孔孔径D₁为0.12mm，D₂为0.10mm；反冲洗流量q_g为0.013m³/s；反冲洗管道13管径为300mm。

按上述运行工况连续运行，经一级漠沙滤池2过滤后出水水质为COD：55-72mg/L，磷酸盐（以P计）：1.4-2.8mg/L，pH值：6.0-6.5，石油类：13-22mg/L，Zn⁺：1.4-2.2mg/L，经二级漠沙滤池4过滤后出水水质为COD：23-35mg/L，磷酸盐（以P计）：0.2-0.3mg/L，pH值：6.8-7.5，石油类：1-3mg/L，Zn⁺：0.7-1.2mg/L，二级漠沙滤池4出水水质稳定地达到国家一级排放标准(CB8978-1998)。一级漠沙滤池2、二级漠沙滤池4中的滤料每2年更换一次。

实施例3

本实施例基于上述实施例1的两级漠沙滤池对以下出水进行废水处理。某印染废水（COD_Cr：1150-1250mg/L，BOD₅：210-260mg/L，色度：400-500倍，pH值：9.2-11.6，SS：1800-2200）经悬浮、附着生物厌氧-好氧-微絮凝处理后，出水水质为COD_Cr：150-360mg/L，BOD₅：70-80mg/L，色度：100-140倍，pH值：8.5-9.4，SS：200-400，

本实施例基于上述实施例1的废水处理方法，运行基本参数：日处理水量Q为3000m³/d；滤料层高度H₁为1.5m(1.0≤H₁≤1.5m)；砂面上水深H₂为1.1m(1.0≤H₂≤1.5m)；超高H₃为0.8m(0.6≤H₃≤0.8m)；壁厚H₄为0.3（0.2≤H₄≤0.3m）；过水渠高H₅为0.8（0.4≤H₅≤0.8）；水反冲洗强度q为1l/s/m²(1≤q≤5l/s/m²)；过滤柱直径D为0.5m，高度h为4m(高径比5:1～8:1)；滤速V为8m/h(7≤V≤15m/h)。滤池工作时间为24小时，冲洗周期为48小时，每次水冲洗时间为10min。滤池总高H为4.0m；滤池长为4.0m，宽为5m；进水流量q为0.035m³/s；过滤柱9的孔口数量为34200；滤孔孔径D₁为0.12mm，D₂为0.10mm；反冲洗流量q_g为0.050m³/s；反冲洗管管径为500mm。

按上述运行工况连续运行，经一级漠沙滤池2过滤后出水水质为COD_Cr：53-76mg/L，BOD₅：15-24mg/L，色度：40-60倍，pH值：8.0-8.7，SS：60-90，经二级漠沙滤池4过滤后出水水质为COD_Cr：30-48mg/L，BOD₅：10-14mg/L，色度：20-40倍，pH值：7.2-8.1，SS：20-50，出水水质稳定地达到国家一级排放标准(CB8978-1998)。一、二级漠沙滤池中的滤料每2年更换一次。