公布日：2022.12.30
申请日：2022.09.30
分类号：C02F1/52(2006.01)I;C02F1/44(2006.01)I;B01D65/02(2006.01)I;C02F103/16(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种钢铁废水零排放短流程预处理装置及工艺，包括沿进水方向依次连通设置的混凝反应池、絮凝反应池、浸没式超滤膜池；混凝反应池、絮凝反应池耦合自动加药系统、污泥回流系统；浸没式超滤膜池配置有图像识别智能加药系统，图像识别智能加药系统对前端反应生成的絮体进行识别、计算并将结果反馈给自动加药系统及污泥回流系统，精确控制药剂投加量及污泥回流量；以浸没式超滤耦合混凝絮凝反应池形成一体化短流程装置及工艺，大大减少基建投资与运行成本；利用图像识别智能加药系统，精确计算药剂投加量，保证进入膜池的废水中尽量少含或不含细微颗粒物，以减少对浸没式超滤膜组件的污堵，保证其长期稳定运行。
权利要求书
1.一种钢铁废水零排放短流程预处理装置，其特征在于：包括沿进水方向依次连通设置的混凝反应池、絮凝反应池、浸没式超滤膜池，混凝-絮凝-浸没式超滤膜池采用一体化结构；所述混凝反应池、絮凝反应池耦合自动加药系统、污泥回流系统；所述浸没式超滤膜池配置有图像识别智能加药系统，所述图像识别智能加药系统对前端反应生成的絮体进行识别、计算并将结果反馈给自动加药系统及污泥回流系统，精确控制药剂投加量及污泥回流量。
2.根据权利要求1所述的钢铁废水零排放短流程预处理装置，其特征在于：所述浸没式超滤膜池的一侧设有与所述絮凝反应池连通的配水廊道，所述配水廊道的末端及靠近所述浸没式超滤膜池的一侧向外设有连通的配水堰，该配水堰用于向所述浸没式超滤膜池配水。
3.根据权利要求2所述的钢铁废水零排放短流程预处理装置，其特征在于：所述浸没式超滤膜池沿所述配水廊道的水流方向等分设置为多个分格，所述分格的隔墙横穿所述配水堰并将配水堰分为多段，各分段配水堰设置有可提升式堰板并用于向对应的分格内均匀配水。
4.根据权利要求3所述的钢铁废水零排放短流程预处理装置，其特征在于：所述分格的隔墙位于所述配水堰内的一段上设置有过水孔洞。
5.根据权利要求3所述的钢铁废水零排放短流程预处理装置，其特征在于：所述分格内设置有浸没式超滤膜组件，所述浸没式超滤膜组件膜组件底部设有曝气装置，所述分格底部设有浓水回流管道。
6.根据权利要求5所述的钢铁废水零排放短流程预处理装置，其特征在于：所述浸没式超滤膜组件为中空纤维帘式膜或平板膜。
7.根据权利要求2所述的钢铁废水零排放短流程预处理装置，其特征在于：所述配水廊道的底部沿水流方向设置若干泥斗，所述泥斗通过污泥回流系统与絮凝反应池相连。
8.根据权利要求2所述的钢铁废水零排放短流程预处理装置，其特征在于：所述图像识别智能加药系统包括设置在配水廊道水流平缓段的水下图像采集装置和与图像采集装置相连的服务器，所述水下图像采集装置实时采集前端反应生成的絮体图像，传输给服务器进行识别计算，并将计算结果反馈给自动加药系统及污泥回流系统，精准控制加药量及污泥回流量。
9.一种钢铁废水零排放短流程预处理工艺，其特征在于：采用如权利要求1至权利要求8任一权利要求所述的钢铁废水零排放短流程预处理装置，包括如下步骤：S1、混凝絮凝反应，钢铁废水从上部进入混凝反应池中，通过自动加药系统投加混凝剂使颗粒、胶体脱稳，随后进入絮凝反应池，通过自动加药系统投加絮凝剂，使脱稳颗粒胶体聚结成矾花絮体，加药量通过图像识别智能加药系统对絮体进行识别、计算来控制；S2、污泥回流，絮凝池产生的矾花絮体随水流进入配水廊道，在配水廊道内部分絮体通过预沉淀进入泥斗，经污泥回流系统部分回流至絮凝池内，回流比通过图像识别智能加药系统对絮体进行识别、计算来控制；S3、浸没式超滤，经配水廊道预沉淀的废水通过配水堰均匀配水至各浸没式超滤膜池分格内进行超滤，各分格周期性曝气反洗，反洗水来自于产水，曝气反洗时，分格停止进水，流量由其他未反洗分格均分，反洗结束后恢复进水，分格内曝气反洗若干次后，将全部水量回流至混凝反应池进水端，排空分格，再重新进水进行超滤，各分格交错进行反洗，以维持系统连续运行。
10.根据权利要求9所述的一种钢铁废水零排放短流程预处理工艺，其特征在于：步骤S3中，分格曝气反洗周期为30-90min，每次曝气反洗2-5min，2-6个周期后排空分格。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种钢铁废水零排放短流程预处理装置及工艺，以解决传统零排放预处理工艺流程长、基建与运行费用高、药剂过量造成膜污堵的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种钢铁废水零排放短流程预处理装置，包括沿进水方向依次连通设置的混凝反应池、絮凝反应池、浸没式超滤膜池，混凝-絮凝-浸没式超滤膜池采用一体化结构；所述混凝反应池、絮凝反应池耦合自动加药系统、污泥回流系统；所述浸没式超滤膜池配置有图像识别智能加药系统，所述图像识别智能加药系统对前端反应生成的絮体进行识别、计算并将结果反馈给自动加药系统及污泥回流系统，精确控制药剂投加量及污泥回流量。
进一步，所述浸没式超滤膜池的一侧设有与所述絮凝反应池连通的配水廊道，所述配水廊道的末端及靠近所述浸没式超滤膜池的一侧向外设有连通的配水堰，该配水堰用于向所述浸没式超滤膜池配水。
进一步，所述浸没式超滤膜池沿所述配水廊道的水流方向等分设置为多个分格，所述分格的隔墙横穿所述配水堰并将配水堰分为多段，各分段配水堰设置有可提升式堰板并用于向对应的分格内均匀配水。
进一步，所述分格的隔墙位于所述配水堰内的一段上设置有过水孔洞。
进一步，所述分格内设置有浸没式超滤膜组件，所述浸没式超滤膜组件膜组件底部设有曝气装置，所述分格底部设有浓水回流管道。
进一步，所述浸没式超滤膜组件为中空纤维帘式膜或平板膜。
进一步，所述配水廊道的底部沿水流方向设置若干泥斗，所述泥斗通过污泥回流系统与絮凝反应池相连。
进一步，所述图像识别智能加药系统包括设置在配水廊道水流平缓段的水下图像采集装置和与图像采集装置相连的服务器，所述水下图像采集装置实时采集前端反应生成的絮体图像，传输给服务器进行识别计算，并将计算结果反馈给自动加药系统及污泥回流系统，精准控制加药量及污泥回流量。
一种钢铁废水零排放短流程预处理工艺，采用上述所述的钢铁废水零排放短流程预处理装置，包括如下步骤：
S1、混凝絮凝反应，钢铁废水从上部进入混凝反应池中，通过自动加药系统投加混凝剂使颗粒、胶体脱稳，随后进入絮凝反应池，通过自动加药系统投加絮凝剂，使脱稳颗粒胶体聚结成矾花絮体，加药量通过图像识别智能加药系统对絮体进行识别、计算来控制；
S2、污泥回流，絮凝池产生的矾花絮体随水流进入配水廊道，在配水廊道内部分絮体通过预沉淀进入泥斗，经污泥回流系统部分回流至絮凝池内，回流比通过图像识别智能加药系统对絮体进行识别、计算来控制；
S3、浸没式超滤，经配水廊道预沉淀的废水通过配水堰均匀配水至各浸没式超滤膜池分格内进行超滤，各分格周期性曝气反洗，反洗水来自于产水，曝气反洗时，分格停止进水，流量由其他未反洗分格均分，反洗结束后恢复进水，分格内曝气反洗若干次后，将全部水量回流至混凝反应池进水端，排空分格，再重新进水进行超滤，各分格交错进行反洗，以维持系统连续运行。
进一步，步骤S3中，分格曝气反洗周期为30-90min，每次曝气反洗2-5min，2-6个周期后排空分格。
本发明有益效果：
以浸没式超滤耦合混凝絮凝反应池形成一体化短流程装置及工艺，取消原有工艺中的斜管沉淀池、V型滤池部分，大大减少基建投资与运行成本；利用图像识别智能加药系统，通过对生成絮体的情况进行判断，精确计算药剂投加量，保证进入膜池的废水中尽量少含或不含细微颗粒物，同时避免药剂过量，以减少对浸没式超滤膜组件的污堵，保证其长期稳定运行。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。
（发明人：杨建峡;余云飞;陈思雨;杨世辉;邱利祥）