承压式一体化冶金污水净化处理装置

摘要

本发明公开了一种承压式一体化冶金污水净化处理装置，包括：封闭式承压壳体，在所述壳体内设有至少两个沉淀室和至少两个絮凝反应室及水力循环澄清室，所述沉淀室与所述絮凝反应室由下至上交错设置且顺序连通，在各个所述沉淀室的下端分别连接有排污管，所述排污管延伸至所述壳体的外部；在所述壳体的上部和下部分别设有延伸至所述壳体外部的出水管和进水管。本发明能够保证稳定的净化效果、耐水力冲击性能强，不易堵塞、维护简单方便，而且全程封闭的承压式一体化冶金污水净化处理装置可以充分利用来水余压，装置产水无需二级加压泵站即可送至压力过滤器或冷却塔。

权利要求

1.一种承压式一体化冶金污水净化处理装置，其特征在于，所述承压式一体化冶金污水净化处理装置包括：封闭式承压壳体，在所述壳体内设有至少两个沉淀室和至少两个絮凝反应室，所述沉淀室与所述絮凝反应室由下至上交错设置且顺序连通，在各个所述沉淀室的下端分别连接有排污管，所述排污管延伸至所述壳体的外部；在所述壳体的上部和下部分别设有延伸至所述壳体外部的出水管和进水管；所述沉淀室包括旋流初沉室、絮凝导流二次沉淀室、斜管三级沉淀区和四级沉淀浓缩室；所述絮凝反应室包括一级絮凝反应室和二级絮凝反应室；其中，所述旋流初沉室、所述一级絮凝反应室、所述絮凝导流二次沉淀室、所述二级絮凝反应室、所述四级沉淀浓缩室、所述斜管三级沉淀区由下至上顺序连通；

所述斜管三级沉淀区设在所述四级沉淀浓缩室的上部，所述旋流初沉室设在所述壳体的底部，所述进水管与所述旋流初沉室相连通，在所述四级沉淀浓缩室与所述壳体的顶壁之间形成有清水收集区，在所述清水收集区的底部设有收水口，该收水口与所述出水管相连通；

在所述一级絮凝反应室及所述二级絮凝反应室内分别间隔设有若干个空心球形絮凝反应器，在所述斜管三级沉淀区并排倾斜插装有多个填料斜管；在所述二级絮凝反应室与所述四级沉淀浓缩室之间设有水力循环澄清室，所述水力循环澄清室内设有置于所述二级絮凝反应室出水口顶端的喷嘴，以及罩设于所述喷嘴外侧的喉管，所述喉管呈由下至上的渐扩状，所述喉管的上下两端开口，所述喉管的下端口设于所述喷嘴侧壁的外侧并与该喷嘴之间具有一定的间隙，在所述喉管的外侧设有导流隔板，所述水力循环澄清室的出水部与所述四级沉淀浓缩室相连通，在所述水力循环澄清室底部设有所述排污管。

2.如权利要求1所述的承压式一体化冶金污水净化处理装置，其特征在于，一加药管由所述壳体的外部延伸至所述喷嘴内。

3.如权利要求1所述的承压式一体化冶金污水净化处理装置，其特征在于，所述絮凝导流二次沉淀室与所述二级絮凝反应室通过第一输水导流配水管相连通；所述水力循环澄清室与所述四级沉淀浓缩室通过第二输水导流配水管相连通，在所述第一、第二输水导流配水管上开设有多个输水孔。

4.如权利要求3所述的承压式一体化冶金污水净化处理装置，其特征在于，所述壳体呈圆筒状，所述第一、第二输水导流配水管分别沿竖直方向设有至少两根，且所述第一、第二输水导流配水管沿所述壳体内壁周向分布，所述输水孔的孔径沿竖直向上呈逐渐递增。

5.如权利要求1至4中任一项所述的承压式一体化冶金污水净化处理装置，其特征在 于，所述旋流初沉室、一级絮凝反应室、絮凝导流二次沉淀室、二级絮凝反应室、水力循环澄清室、斜管三级沉淀区和四级沉淀浓缩室由设置在所述壳体内的多个导流板分隔而成。

6.如权利要求1所述的承压式一体化冶金污水净化处理装置，其特征在于，所述一级絮凝反应室设在所述旋流初沉室的中心顶部，所述一级絮凝反应室的顶部与底部均设有可拆卸的筛板或孔板。

7.如权利要求1所述的承压式一体化冶金污水净化处理装置，其特征在于，所述填料斜管的横截面呈椭圆形。

8.如权利要求1所述的承压式一体化冶金污水净化处理装置，其特征在于，在所述壳体的顶部设有排气阀。

说明书

承压式一体化冶金污水净化处理装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种承压式一体化冶金污水净化处理装置，属于节能环保型净水设备，适用于钢铁企业多种污水的净化处理，特别适用于钢铁企业连铸、热轧系统浊环水的净化处理，也可用于其它行业污水的净化处理。

背景技术

[0002] 在钢铁行业中，传统的连铸、热轧生产线的浊环水系统，普遍采用如下处理流程，来自生产线的冲渣污水靠重力流进入一次沉淀池或旋流池，出水经一级加压泵站送至化学除污器或稀土磁盘或二次沉淀池，出水再经二级加压泵站经保安过滤器或直接送至冷却塔降温，再经三级加压泵站送至连铸、热轧生产线用以清洗产品表面和产品降温，产生的冲渣污水不断如此循环。

[0003] 现有的浊环水系统流程的各级水处理设施占地面积大、土建工程量大、土建施工难度也相对较大，大大增加了一次性基础设施投资，而且多级加压泵站的投入使用也大大提高了运行成本。

[0004] 为了节约占地、进一步节能降耗，多功能一体化、集成式净水设备应运而生，而纵观现有的多功能一体化、集成式净水设备，普遍存在以下问题：

[0005] 1、现有的多功能一体化、集成式净水设备只是集成了混凝、沉淀、澄清中部分的水处理工艺，未能针对钢铁企业污水的水质特点做出系统优化调整。

[0006] 2、现有的多功能一体化、集成式净水设备未能分级去除污水中不同粒径范围的固体颗粒杂质，容易造成设备局部区域的堵塞。

[0007] 3、现有的多功能一体化、集成式净水设备高度集成化的结构特点使得絮凝、沉淀、过滤等功能受到一定的影响，因而设备的抗冲击能力变弱，导致产水水质不稳定。

[0008] 4、现有的多功能一体化、集成式净水设备不能充分利用一级加压泵站的余压水头，装置产水仍需经二级加压泵站送至冷却塔，造成不必要的动力消耗。

[0009] 5、现有的多功能一体化、集成式净水设备结构相对复杂，尤其是集成了过滤工艺的一体化净水装置，给后期维护和控制操作都增加了很大的难度。

发明内容

[0010] 本发明的目的是提供一种承压式一体化冶金污水净化处理装置，该污水净化处理装置能够克服上述缺陷，具有多级沉淀、多级混凝及澄清交错处理综合工艺，能够保证稳定的净化效果、耐水力冲击性能强，结构相对简单、不易堵塞、维护简单方便，全程封闭；并且，本污水净化处理装置能够有效利用余压水头，产水无需二级加压泵站即可送至冷却塔，能够简化工序，节约使用成本。

[0011] 为达到上述目的，本发明提出一种承压式一体化冶金污水净化处理装置，包括：封闭式承压壳体，在所述壳体内设有至少两个沉淀室和至少两个絮凝反应室，所述沉淀室与所述絮凝反应室由下至上交错设置且顺序连通，在各个所述沉淀室的下端分别连接有排污管，所述排污管延伸至所述壳体的外部；在所述壳体的上部和下部分别设有延伸至所述壳体外部的出水管和进水管。

[0012] 如上所述的承压式一体化冶金污水净化处理装置，其中，所述沉淀室包括旋流初沉室、絮凝导流二次沉淀室、斜管三级沉淀区和四级沉淀浓缩室；所述絮凝反应室包括一级絮凝反应室和二级絮凝反应室；其中，所述旋流初沉室、所述一级絮凝反应室、所述絮凝导流二次沉淀室、所述二级絮凝反应室、所述四级沉淀浓缩室、所述斜管三级沉淀区由下至上顺序连通；所述斜管三级沉淀区设在所述四级沉淀浓缩室的上部，所述旋流初沉室设在所述壳体的底部，所述进水管与所述旋流初沉室相连通，在所述四级沉淀浓缩室与所述壳体的顶壁之间形成有清水收集区，在所述清水收集区的底部设有收水口，该收水口与所述出水管相连通；在所述一级絮凝反应室及所述二级絮凝反应室内分别间隔设有若干个空心球形絮凝反应器，在所述斜管三级沉淀区并排倾斜插装有多个填料斜管。

[0013] 如上所述的承压式一体化冶金污水净化处理装置，其中，在所述二级絮凝反应室与所述四级沉淀浓缩室之间设有水力循环澄清室，所述水力循环澄清室内设有置于所述二级絮凝反应室出水口顶端的喷嘴，以及罩设于所述喷嘴外侧的喉管，所述喉管呈由下至上的渐扩状，所述喉管的上下两端开口，所述喉管的下端口设于所述喷嘴侧壁的外侧并与该喷嘴之间具有一定的间隙，在所述喉管的外侧设有导流隔板，所述水力循环澄清室的出水部与所述四级沉淀浓缩室相连通，在所述水力循环澄清室底部设有所述排污管。

[0014] 如上所述的承压式一体化冶金污水净化处理装置，其中，一加药管由所述壳体的外部延伸至所述喷嘴内。

[0015] 如上所述的承压式一体化冶金污水净化处理装置，其中，所述絮凝导流二次沉淀室与所述二级絮凝反应室通过第一输水导流配水管相连通；所述水力循环澄清室与所述四级沉淀浓缩室通过第二输水导流配水管相连通，在所述第一、第二输水导流配水管上开设有多个输水孔。

[0016] 如上所述的承压式一体化冶金污水净化处理装置，其中，所述壳体呈圆筒状，所述第一、第二输水导流配水管分别沿竖直方向设有至少两根且所述第一、第二输水导流配水管沿所述壳体内壁周向分布，所述输水孔的孔径沿竖直向上呈逐渐递增。

[0017] 如上所述的承压式一体化冶金污水净化处理装置，其中，所述旋流初沉室、一级絮凝反应室、絮凝导流二次沉淀室、二级絮凝反应室、水力循环澄清室、斜管三级沉淀区和四级沉淀浓缩室由设置在所述壳体内的多个导流板分隔而成。

[0018] 如上所述的承压式一体化冶金污水净化处理装置，其中，所述一级絮凝反应室设在所述旋流初沉室的中心顶部，所述一级絮凝反应室的顶部与底部均设有可拆卸的筛板或孔板。

[0019] 如上所述的承压式一体化冶金污水净化处理装置，其中，所述填料斜管的横截面呈椭圆形。

[0020] 如上所述的承压式一体化冶金污水净化处理装置，其中，在所述壳体的顶部设有排气阀。

[0021] 与现有技术相比，本发明具有以下特点和优点：

[0022] 1、本发明采用四级沉淀、两级混凝、一级澄清交错处理综合工艺，较传统处理工艺相比，具有明显的工艺优势，而且结构紧凑，全程封闭承压；与现有同类设备相比，具有多级混凝、沉淀作用，耐水力冲击性能强，出水质量高的优点；与集成了过滤功能的同类设备相比，具有结构简单、不易堵塞、操作控制简单。

[0023] 2、本发明由于一级絮凝反应室设置在旋流初沉室的中心顶部，使得一级絮凝反应室内具有良好水力搅拌条件，有利于絮凝反应的进行；由于二级絮凝反应室采用输水导流配水管进行配水，使得二级絮凝反应室内的同样具备旋转的水力搅拌条件，同样有利于絮凝反应的进行。

[0024] 3、本发明在二级絮凝反应室上设置的水力循环澄清室，充分利用喷嘴在喉管处产生的负压进行污泥回流，无需机械搅拌设备，节约了动力投入，有利于节能降耗。

附图说明

[0025] 以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，[0026] 图1为本发明承压式一体化冶金污水净化处理装置的结构示意图。

[0027] 附图标记：

[0028] 本发明：100-壳体；1-沉淀室；11-旋流初沉室；12-絮凝导流二次沉淀室；13-斜管三级沉淀区；14-四级沉淀浓缩室；15-清水收集区；16-收水口；17-排气阀；2-絮凝反应室；21-一级絮凝反应室；22-二级絮凝反应室；3-排污管；31-一级排污管；32-二级排污管；33-三级排污管；34-四级排污管；4-进水管；5-空心球形絮凝反应器；51-填料斜管；61-第一输水导流配水管；62-第二输水导流配水管；63-输水孔；7-水力循环澄清室；71-喷嘴；72-喉管；73-加药管；8-出水管；9-导流隔板；10-导流板。

具体实施方式

[0029] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

[0030] 请参考图1，为本发明承压式一体化冶金污水净化处理装置的结构示意图。如图所示，本发明提出的承压式一体化冶金污水净化处理装置，用于净化来自生产线的带压的冲渣污水(带压浊环水)。该净化处理装置包括：封闭式承压壳体100，在所述壳体100内由下至上设有至少两个沉淀室1和至少两个絮凝反应室2，所述沉淀室1与所述絮凝反应室2交错设置且顺序连通，从而实现对带压的冶金污水的多级沉淀及多级絮凝。在各个所述沉淀室2的下端分别连接有排污管3，所述排污管3延伸至所述壳体1的外部，用于将排出经沉淀的污泥。在本实施例中，所述沉淀室1包括旋流初沉室11、絮凝导流二次沉淀室12、斜管三级沉淀区13和四级沉淀浓缩室14；所述絮凝反应室2包括一级絮凝反应室21和二级絮凝反应室22。如图1所示，所述旋流初沉室11、所述一级絮凝反应室21、所述絮凝导流二次沉淀室12、所述二级絮凝反应室22、所述四级沉淀浓缩室14、所述斜管三级沉淀区13由下至上(即浊环水流向)顺序连通。在所述壳体100的上部和下部分别设有延伸至所述壳体100外部的出水管8和进水管4，用于带压浊环水的输入和输出。所述旋流初沉室11设在所述壳体100的底部，所述进水管4延切线进入所述旋流初沉室，进水管4与所述旋流初沉室11相连通，使得带压冶金污水由壳体100外注入进行净化处理；所述一级絮凝反应室21设在所述二级絮凝反应室22的中心顶部，一级絮凝反应室21的底部与旋流初沉室11相连通，一级絮凝反应室21的顶部与所述絮凝导流二次沉淀室12的底部相连通，在旋流初沉室11的底部设有一级排污管31，这样由进水管4注入壳体100的带压冶金污水(浊环水)进入旋流初沉室11后利用涡流运动的离心惯性力去除污水中部分较大粒度的固体颗粒杂质，该些固体颗粒杂质定期经一级排污管31排出；经旋流沉降后的浊环水，通过旋流初沉室11内设置的导流板10导入一级絮凝反应室21，在一级絮凝反应室21内填装有若干个空心球型絮凝反应器5，利用反应器5的涡流凝聚及立体接触作用，使一级絮凝效果得以强化，该空心球型絮凝反应器5的结构和原理为公知技术，在此不再详细描述。经过短暂的絮凝反应后，浊环水通过一级絮凝反应室21上端的出水端进入絮凝导流二次沉淀室12底部，并且在絮凝导流二次沉淀室12进行二次沉降，浊环水中的部分固体颗粒杂质形成的较大矾花，并沉降至絮凝导流二次沉淀室12底部的二级排污管32，完成二次沉淀分离，且定期由二级排污管32排出。随后，浊环水经第一输水导流配水管61送至二级絮凝反应室22，在二级絮凝反应室22内填装有若干个间隔设有的空心球形絮凝反应器5，进行充分的二级絮凝反应。这样通过对带压的浊环水的两级沉淀及两级絮凝，从而去除了浊环水的大部分固体颗粒。其中，一级絮凝反应室21与二级絮凝反应室22中的空心球形絮凝反应器5可以根据实验数据而选择不同类型的空心球形絮凝反应器。

[0031] 进一步的，在本实施例中，在所述二级絮凝反应室22上设有水力循环澄清室7，所述水力循环澄清室7包括与所述二级絮凝反应室22上端的出水口相连通的喷嘴71，使得经过二级絮凝反应室22絮凝后的带压浊环水能够由喷嘴71喷射至水力循环澄清室7内；在所述喷嘴71的外侧罩设喉管72，所述喉管72呈由下至上的渐扩状，喉管72的上下两端开口，使得带压浊环水由喉管72上端喷出时，起到扩流的作用，喉管72的下端口设于所述喷嘴71的外侧并与该喷嘴71之间具有一定的间隙，使得喉管72底部呈开放状。在所述喷嘴71内连接有加药管73，加药管73延伸至所述壳体100的外部，通过加药管73可向水力循环澄清室7内添加助凝剂。在所述喉管72的外侧设有导流隔板9，用于将经喷嘴71和喉管72喷出的带压浊环水导向水力循环澄清室7的出水部。在使用时，带压浊环水经过喷嘴
71连同助凝剂一起被射入水力循环澄清室7进行澄清，部分絮凝体设置在水力循环澄清室
7中心底部的喉管72内，通过喉管72的下端口利用负压循环回流至水力循环澄清室7的反应区，多余部分的絮凝体经设置在水力循环澄清室7底部的三级排污管33定期排出。

[0032] 进一步的，在本实施例中，在水力循环澄清室7上部设有四级沉淀浓缩室14，使得水力循环澄清室7布设于所述二级絮凝反应室22与所述四级沉淀浓缩室14之间。所述水力循环澄清室7与所述四级沉淀浓缩室14通过第二输水导流配水管62相连通，使得澄清后的浊环水经第二输水导流配水管62旋转送入至四级沉淀浓缩室14。在所述四级沉淀浓缩室14的上部设有斜管三级沉淀区13，所述斜管三级沉淀区13内并排倾斜插装有多个填料斜管51，填料斜管51的两端开口，其底部与所述四级沉淀浓缩室14相连通，其顶部与所述清水收集区15相连通。使得浊环水通过四级沉淀浓缩室14进入斜管三级沉淀区13，并由斜管三级沉淀区13上端口输出，而经斜管三级沉淀区13沉淀出的污泥，再经四级沉淀浓缩室14进行沉淀浓缩后，定期经连接于四级沉淀浓缩室底部的四级排污管34排出。优选的，填料斜管51由若干个扇形填料快通过榫槽连接而成。

[0033] 进一步的，在本实施例中，在所述四级沉淀浓缩室14与所述壳体100的顶壁之间形成有清水收集区15，在所述清水收集区15的底部设有收水口16，该收水口16与所述出水管8相连通，这样经过斜管三级沉淀区13后的浊环水经清水收集区15内设置的收水口16收集于出水管8，再经出水管8利用富余水压直接送至压力式过滤器或冷却塔，完成浊环水的净化降温过程。

[0034] 进一步的，在本实施例中，在所述第一、第二输水导流配水管61、62有多个输水孔63，其中所述第一输水导流配水管61下端开口，并与所述絮凝导流二次沉淀室12相连通，其上端封闭，输水孔63与所述二级絮凝反应室22相连通；第二输水导流配水管62下端开口，并与所述水力循环澄清室7相连通，其上端封闭，输水孔63与四级沉淀浓缩室14相连通。使得浊环水能够通过第一、第二输水导流配水管61、62输送至所述二级絮凝反应室22和水力循环澄清室7。

[0035] 优选地，所述壳体100呈圆筒状，所述第一、第二输水导流配水管61、62分别沿竖直方向设有至少两根，且所述第一、第二输水导流配水管61、62沿所述壳体100内壁周向分布，所述输水孔63的孔径沿竖直向上呈逐渐递增，这样有利于二级絮凝反应室22配水均匀。

[0036] 进一步的，在本实施例中，所述旋流初沉室11、一级絮凝反应室21、絮凝导流二次沉淀室12、二级絮凝反应室22、水力循环澄清室7、斜管三级沉淀区13和四级沉淀浓缩室14由设置在所述壳体100内的沿壳体100周向焊接在所述壳体100上多个导流板10分隔而成。其中，旋流初沉室11、絮凝导流二次沉淀室12的外壁呈锥形，一级絮凝反应室21、四级沉淀浓缩室14的外壁呈钟罩形，二级絮凝反应室22呈漏斗形，以便于浊环水在各个沉淀室1、絮凝反应室2内流动。

[0037] 进一步的，在本实施例中，所述一级絮凝反应室11的顶部与底部均设有可拆卸的筛板或孔板，以便于空心球形絮凝反应器5的清洗和更换。

[0038] 进一步的，在本实施例中，所述填料斜管51的横截面呈椭圆形。

[0039] 进一步的，在所述壳体100的顶部设有排气阀17，以便于释放壳体100内的压力。

[0040] 本发明的污水处理工艺流程为：本发明承压式一体化冶金污水净化处理装置的封闭式承压壳体下部设置旋流初沉室，加过混凝药剂的浊环水经进水管延切线方向进入旋流沉淀室，经初级旋流沉降作用去除部分较大粒度的固体颗粒杂质，定期经一级排污管排出；经旋流沉降后的浊环水，被旋转导入一级絮凝反应室，经过短暂的絮凝反应后，进入絮凝导流二次沉淀室，形成的较大矾花被二次沉淀分离，定期经二级排泥管排出；经一次混凝沉淀后的浊环水经第一输水导流配水管被旋转送进二级絮凝反应室进行充分的二级絮凝反应，然后经过顶部设置的喷嘴连同助凝剂一起被射入水力循环澄清室进行澄清，部分絮凝体被设置在水力循环澄清室中心底部，通过喉管内的负压循环回流至水力循环澄清室的反应区，多余部分的絮凝体经三级排泥管定期排出；澄清后的浊环水再经第二输水导流配水管被旋转送入斜管三级沉淀区，沉淀出的污泥经四级沉淀浓缩室进行沉淀浓缩后，定期经四级排泥管排出，斜管三级沉淀后的浊环水经清水收集区内设置的收水口收集于出水管，再经出水管利用富余水压直接送至冷却塔，去完成浊环水的降温过程，至此完成浊环水的净化降温过程。

[0041] 本发明采用四级沉淀、两级混凝、一级澄清交错处理综合工艺，能够保证稳定的净化效果、耐水力冲击性能强，结构相对简单、不易堵塞、维护简单方便，而且全程封闭的承压式一体化冶金污水净化处理装置，该装置的产水无需二级加压泵站即可送至冷却塔。但本发明也不限于此，可以根据实际工况和需要，设置两级以上的沉淀室及絮凝反应室，只要能够达到对浊环水的净化处理功效即可。

[0042] 以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。