申请日2018.01.17
公开(公告)日2018.06.22
IPC分类号C02F1/52; C02F1/66
摘要
本发明公开了一种施工中废水沉淀处理的方法，包括以下步骤：(1)修建沉淀池：将沉淀池分隔成四个区域，第一区为、第二区、第三区、第四区;依次相邻设置，相邻区域通过隔离墙壁分隔开，废水能够通过溢流越过隔离墙进入下一个区域;(2)初步物理处理：建筑施工废水在第一区中减速并发生自然沉淀;(3)一级物理处理：第二区设置絮凝剂投放装置，自动添加絮凝剂;(4)二级化学处理：第三区设置草酸投放装置，自动添加草酸;(5)排放：第四区废水符合排放标准的情况下，自然溢流排放。本发明建筑施工废水处理方法具有沉淀效率高、符合环保标准要求、对于废水处理适应能力强，满足废水污染物波动变化的处理要求，成本低，易实施的优势。
权利要求书
1.一种施工中废水沉淀处理的方法，包括以下步骤：
(1)修建沉淀池：规划建设废水处理沉淀池，根据预估的污水排放量计算出日平均排放量，按照X m3/d，沉淀池容积按照平均日排水量的3-5倍进行设计，总容积不低于3X m3;
设计沉淀池有效水深3～3.5米，设计沉淀池长宽比≥4;
将沉淀池分隔成至少四个区域，第一区为减速区和自然沉淀区，第二区为一级处理区，第三区为二级处理区，第四区为排放区;如果超过四个区域，则可以增加上述功能区域的个数，但应保证各个功能区域至少有一个，且相同的功能区域相邻设置;
相邻区域通过隔离墙壁分隔开，每一个区域中的废水能够通过溢流越过隔离墙进入下一个区域;
(2)初步物理处理：将待处理的建筑施工废水输送到第一区中，使废水在第一区中减速并发生自然沉淀;通过向第一区连续注入废水，使第一区中废水溢流越过隔离墙进入第二区;
(3)一级物理处理：在第二区进水口处设置絮凝剂投放装置，自动添加絮凝剂;第二区中废水满了以后，自然溢流越过隔离墙进入第三区;
(4)二级化学处理：在第三区进水口处设置草酸投放装置，自动添加草酸进行中和反应;第三区中废水满了以后，自然溢流越过隔离墙进入第四区;
(5)排放：对第四区中废水进行连续监测，符合污水排放标准的情况下，保持第四区连续自然溢流排放废水进入排污水槽或排污管道;
当出现监测不达标的情况下，向第四区添加絮凝剂和/或草酸进行调整，使第四区中废水达标后排放。
2.如权利要求1所述施工中废水沉淀处理的方法，其特征在于，步骤1，设置四个区域，依次为第一区、第二区、第三区和第四区;
第一区为减速区和自然沉淀区，第二区为一级处理区，第三区为二级处理区，第四区为排放区。
3.如权利要求1所述施工中废水沉淀处理的方法，其特征在于，步骤1，每一个区域内部设置内部隔断。
4.如权利要求1所述施工中废水沉淀处理的方法，其特征在于，步骤1，在沉淀池侧面修筑防护栏。
5.如权利要求1所述施工中废水沉淀处理的方法，其特征在于，步骤1，在第一区中设置内部隔断，将第一区分隔成多个区块，内部隔断的高度为第一区中水深的1/4～1/2。
6.如权利要求1所述施工中废水沉淀处理的方法，其特征在于，步骤3，投放装置是塑料桶，在塑料桶的底部或底侧安装阀门，通过阀门的开关以及开关角度大小实现塑料桶内料液的自动添加投放。
7.如权利要求1所述施工中废水沉淀处理的方法，其特征在于，步骤3，絮凝剂用水溶解配制成3-20wt%的溶液，盛装在塑料桶中，通过塑料桶底部或底侧的阀门开关实现自动投放。
8.如权利要求1所述施工中废水沉淀处理的方法，其特征在于，所述絮凝剂是聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、聚合氯化铝、硫酸铝、水处理絮凝剂、乙烯基单体多元共聚物中的一种或多种。
9.如权利要求1所述施工中废水沉淀处理的方法，其特征在于，步骤3，根据检测最终排放的废水水质情况，分析添加絮凝剂的用量是否合适，进而调整絮凝剂的添加用量比例;以及调整添加絮凝剂配制的溶液浓度。
10.如权利要求1所述施工中废水沉淀处理的方法，其特征在于，步骤5，对第四区中废水进行连续监测，符合GB8978《污水综合排放标准》污水排放标准的情况下，对废水进行排放。
说明书
一种施工中废水沉淀处理的方法
技术领域
本发明属于土木工程领域，具体涉及一种施工中废水沉淀处理的方法，特别是一种施工用(废)水用絮凝剂快速沉淀、草酸快速中和的方法。
背景技术
建筑废水是建筑行业施工过程中，由于施工中各种不同操作产生的废水的总和，根据施工工艺的不同可能含有浑浊悬浮物杂质、重金属离子、有机物等对于环境危害大的污染物成分。如果直接将这些建筑施工废水排放到自然环境中，将会对自然环境造成严重的破坏，威胁水生生物的生态平衡，以及人们的饮水安全。因此，环保法规要求各个施工单位必须对建筑工程施工废水进行处理达标以后才能排放，并设置了严格的法律法规以保护自然环境。
现有技术中，建筑工程施工用(废)水目前一般采用平流式沉淀池进行污水处理，水流速度10～25mm/s，经处理后出水水质中的颗粒悬浮物、pH值、强碱性物质等均要满足环保部门《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的三级标准之后方可进行排放或者循环利用。现场需根据实际污水生产量确定池数或分格数，一般不少于3座，沉淀时间依据温度、污水浑浊度酌情确定时长。
按现行沉淀方法进行污水处理时发现以下问题：一是当施工用(废)水排量较大，沉淀池容积较小时，池内水流速度加快，沉淀时间缩短，无法长时间储存处理，导致沉淀效果不明显甚至没有效果;二是污水中存在的强碱性不能经过沉淀处理，出水水质中仍富含碱性，pH值远高于环保部门规定的6～9。
上述几种问题常常是相互关联发生的，其中任何一种问题都将会造成排放废水不达标的问题，威胁自然环境和人们用水安全。如果要克服这些问题，则必须在施工之前预先设计更大的废水沉淀池，以提供更强处理能力。对于已经建设好的废水处理站，则无能为力，或者重新建造废水沉淀池，或者减缓施工进度以减少废水排放量。显然，无论是预先建设更大的废水沉淀池或是抑制施工品质，减少废水排放，对于施工的实际进度都是非常不利的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的建筑施工废水处理方法对于废水处理的能力有限，威胁自然环境以及人们用水安全的不足，提供一种施工中废水沉淀处理的方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种施工中废水沉淀处理的方法，包括以下步骤：
(1)修建沉淀池：规划建设废水处理沉淀池，根据预估的污水排放量计算出日平均排放量，按照X m3/d，沉淀池容积按照平均日排水量的3-5倍进行设计，总容积不低于3X m3。
设计沉淀池有效水深3～3.5米，设计沉淀池长宽比≥4。
将沉淀池分隔成至少四个区域，第一区为减速区和自然沉淀区，第二区为一级处理区，第三区为二级处理区，第四区为排放区。如果超过四个区域，则可以增加上述功能区域的个数，但应保证各个功能区域至少有一个，且相同的功能区域相邻设置。
相邻区域通过隔离墙壁分隔开，每一个区域中的废水能够通过溢流越过隔离墙进入下一个区域。
(2)初步物理处理：将待处理的建筑施工废水输送到第一区中，使废水在第一区中减速并发生自然沉淀。通过向第一区连续注入废水，使第一区中废水溢流越过隔离墙进入第二区。
(3)一级物理处理：在第二区进水口处设置絮凝剂投放装置，自动添加絮凝剂。第二区中废水满了以后，自然溢流越过隔离墙进入第三区。
(4)二级化学处理：在第三区进水口处设置草酸投放装置，自动添加草酸进行中和反应。第三区中废水满了以后，自然溢流越过隔离墙进入第四区。
(5)排放：对第四区中废水进行连续监测，符合污水排放标准的情况下，保持第四区连续自然溢流排放废水进入排污水槽或排污管道。当出现监测不达标的情况下，向第四区添加絮凝剂和/或草酸进行调整，使第四区中废水达标后排放。
本发明废水沉淀处理的方法和现有技术中简单的沉淀处理工艺相比，优化设计了多种功能区域各个区域根据建筑施工废水的污染物特性进行优化调整设计，使得废水沉淀处理和絮凝剂、酸碱中和剂添加过程有机结合起来，最大化利用自然沉淀和药物试剂的功效作用，提高了废水处理效率和处理品质。首先，修筑沉淀池的过程中充分考虑建筑施工废水总量，使得建筑施工废水在沉淀池中停留的时候较为充分，能够有效净化处理。其次，沉淀池分成至少四个区域进行依次处理，进入第一区以后建筑施工废水显示充分减速，避免废水快速流动状态下泥沙等颗粒悬浮物难以沉淀，利用自然沉淀作用将大颗粒的悬浮物杂质沉降除去，减少后续絮凝剂等化学试剂的添加用量及负荷。然后，废水进入第二区中进行一级物理处理，通过絮凝剂的吸附作用，快速除去在第一区中没有被有效除去的悬浮颗粒杂质成分，通过絮凝剂的吸附作用，微小的悬浮颗粒物快速长大，进而自然沉降到沉淀池的底部。再然后，建筑施工废水从第二区溢流进入第三区中，此时废水中悬浮颗粒物杂质已经基本完全除去，但是废水中碱性离子较多，通过添加草酸类天然酸性中和试剂进行中和反应，通过快速的中和反应使废水最终达到环保法规要求。最后，在第四区中对废水进一步排放前的监测，避免废水排放量波动、废水中污染物成分含量波动等情况对于沉淀池处理效果的影响，及时进行补救处理，防止不达标的废水被直接排放。
通过本发明建筑废水处理工艺方法，在现有沉淀池工艺上进行优化设计，一方面能够提升了建筑废水处理的效果，另一方面可以改善建筑废水处理工艺对于废水中污染物波动情况的适应能力，避免建筑废水排放量、污染物含量波动导致的沉淀池处理失效。
优选地，步骤1，设置四个区域，依次为第一区、第二区、第三区和第四区。第一区为减速区和自然沉淀区，第二区为一级处理区，第三区为二级处理区，第四区为排放区。步骤1沉淀池修建的区域划分，在保证废水处理工艺完整实施的情况下，尽可能减少沉淀池的修筑成本。
进一步，步骤1，每一个区域内部设置内部隔断，分隔成多组沉淀池。对于沉淀池中设置内部隔断，使得每一个区域被隔断成多个小的区域，提升废水处理的效率，更有利于促进各个区域内污染、悬浮杂质成分的沉降。第一区的内部隔断促进废水减速以及自然沉降的效率。
进一步，步骤1，在沉淀池侧面修筑防护栏，通过修筑防护栏提高沉淀池周围的安全防护等级，预防人员落水危险。
进一步，步骤1，在第一区中设置内部隔断，将第一区分隔成多个区块，内部隔断的高度为第一区中水深的1/4～1/2，通过设置内部隔断增强第一区对于废水的减速作用，增强废水进入第一区以后自然沉淀悬浮颗粒物的效果及速率。内部隔断的高度控制为相应区域内水深的1/4～1/2，可以保证各个区域内部废水相对流动和废水在隔断中的沉降效率。水深根据沉淀池正常运行时，第一区废水发生溢流时的水深进行计算，依此甚至的内部隔断既可以实现阻隔减速促进沉降的作用，又不会阻碍废水在各个分区之间的流动转移。
进一步，步骤3，投放装置是塑料桶，在塑料桶的底部或底侧安装阀门，通过阀门的开关以及开关角度大小实现塑料桶内料液的自动添加投放。投放装置采用塑料桶具有结构简单的特点，且塑料桶在建筑施工工地非常容易获得，通过简单改造即可实现自动化添加药剂的效果，节约成本，实现废物再利用。对于步骤4中应用的投放装置采用和步骤3中投放装置相同的结构形态。
进一步，步骤3，絮凝剂用水溶解配制成3-20wt%的溶液，盛装在塑料桶中，通过塑料桶底部或底侧的阀门开关实现自动投放。盛装在塑料桶中的絮凝剂溶液在阀门开关调节作用下，实现自动连续添加。絮凝剂直接添加的话是固体试剂，添加过程中用量控制较为困难，且对于固体实现自动添加的装置成本较高，精度不佳。通过将絮凝剂用水配制成不同浓度的溶液，可以适应不同废水处理的情况要求，增加试剂应用的品质效果，提高处理效率。
优选地，絮凝剂用水溶解配制成4.5-10wt%的溶液。根据发明人研究经验，将废水处理溶液配制成以上浓度的话，对于添加应用效果，以及处理的品质都是较为优秀的。
进一步，所述絮凝剂是聚丙烯酰胺(PAM)、羧甲基纤维素(CMC)、聚合氯化铝、硫酸铝、水处理絮凝剂、乙烯基单体多元共聚物中的一种或多种。本发明采用絮凝剂主要作用是将经过第一区处理的废水中难以被絮凝沉淀的悬浮物杂质絮凝成大块，进而使之更加容易沉淀分离。
进一步，步骤3，根据检测最终排放的废水水质情况，分析添加絮凝剂的用量是否合适，进而调整絮凝剂的添加用量比例。以及调整添加絮凝剂配制的溶液浓度。检测第四区中废水的水质情况，确定是否达标直接排放，或者添加试剂(絮凝剂和/或草酸)处理，达标后再排放。
进一步，步骤4，草酸用水溶解，配制成浓度4-15wt%的溶液。优选地，草酸配制成浓度4.5-13.5%的溶液。化学处理是利用酸碱中和的原理使施工污水的酸碱值达到中性。草酸为粉末状固体，为方便投放，需配制成溶液，溶液的浓度根据测定的施工污水pH值选用，适应中和加入酸性试剂的用量要求。
优选地，当施工过程中上游产生废水的工艺发生变化的时候，加强排放废水pH值变化的监测。及时调整步骤4添加草酸溶液的浓度，达到充分中和的效果。
优选地，当9≤pH<11时，采用浓度4.5%的溶液，当pH≥11时，采用浓度13.5%的溶液。
优选地，草酸投放装置和步骤3添加絮凝剂的投放装置结构相同，通过同样的原理添加草酸，方便装置的加工利用以及控制。
进一步，步骤4，草酸投放速度控制按照下表进行调节：
表1草酸投放速度表(L/min)
施工污水处理期间，每天按时测定pH值，根据酸碱度调整草酸投放速度。
优选地，如果第四区中废水pH≥12，先在步骤3第二区一级物理处理过程中，想第二区沉淀池中直接添加固体草酸进行初步酸碱中和。
进一步，步骤5，对第四区中废水进行连续监测，符合GB8978《污水综合排放标准》污水排放标准的情况下，对废水进行排放。
优选地，由于施工周期比较长，定期检测第四区废水pH值。如果pH值超标但不大于10时，采取在第四区沉淀池添加草酸中和的方式处理。偶发情况下，可以直接在第四区添加草酸完成中和，如果经常检测发现第四区pH>10，则重新标定第三区添加草酸的量，如连续3次检测发现第四区pH>10则重新标定第三区添加草酸的用量。
进一步，步骤4，第四区中废水至少达到表2中三级标准后排放。最好是能够达到表2中二级标准，然后排放。
表2出水水质指标
项目二级标准三级标准
pH6～96～9
悬浮物≤200mg/L≤400mg/L
化学需氧量≤120mg/L/
五日生化需氧量≤60mg/L≤300mg/L
石油类≤150mg/L≤500mg/L
动植物油≤10mg/L≤30mg/L
挥发酚≤20mg/L≤100mg/L
总氰化合物≤0.5mg/L≤2mg/L
硫化物≤0.5mg/L≤1mg/L
氨氮≤1mg/L≤2mg/L
总磷量(以P计)≤1.8mg/L≤0.8mg/L
阴离子表面活性剂≤10mg/L≤20mg/L
总铜≤1mg/L≤2mg/L
总锌≤5mg/L≤5mg/L
总锰≤2mg/L≤5mg/L
色度(D.F)80/
进一步，步骤4，采用数显酸度计、可见分光光度计、冷原子测汞仪进行检测分析，确定第四区废水中污染物含量。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1.本发明建筑施工废水处理方法通过加入絮凝剂促进施工用(废)水中的悬浮颗粒沉淀速率加快，缩短了沉淀所需时间，增大污水处理量，具有沉淀效率高的优势，且能够根据废水中悬浮颗粒物的数量调整絮凝剂添加用量，应对废水排放量及废水污染物含量波动。
2.本发明处理建筑施工废水的时候，通过添加絮凝剂和草酸，废水沉淀效率高，废水中污染物杂质少，出水口处水质中的杂质与酸碱度均满足国家环保要求，对地方环保无影响。
3.本发明建筑施工废水处理方法适应性强，可以根据污水中悬浮物含量、pH变化，相应调节添加剂的量来满足污水处理的需求，适应能力较强。对于建筑施工废水随时可能发生变化，影响现有沉淀池处理品质的问题有效克服。
4.本发明建筑施工废水处理方法操作简便，只需根据水中所含悬浮颗粒物的多少来确定投放的絮凝剂和草酸剂量，不定时进行投放即可满足污水沉淀要求，无需高难度、高精度的操作。
5.本发明建筑施工废水处理方法，相比现有工艺方法成本更低，因为沉淀池处理能力更具弹性，无需修建大量的沉淀池，可以大幅减少沉淀池修建池数，且实际只需要购买絮凝剂与草酸即可，自制简易的投放装置，无需大量的人力和财力即可满足要求。