公布日：2024.06.21
申请日：2024.05.27
分类号：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
本发明提供了一种盾构施工中的污水连续净化处理系统及方法，属于污水处理技术领域。包括首尾依次连接的污水收集池、絮凝沉淀池、调质分离池、压滤池、反渗透处理池、连续应急设备；通过絮凝沉淀池进行絮凝沉淀，再通过调质分离池将絮凝沉淀后的泥浆进行调质处理，通过压滤池对固液分离后的沉淀物进行压滤处理，同时，将絮凝沉淀池、调质分离池以及压滤池内产生的水体通过反渗透处理池统一处理，去除水体中大多数溶解盐分、细菌、病毒和其他杂质，分离出纯净水和浓缩液，纯净水收集用于后续用途，当絮凝沉淀池、调质分离池以及压滤池需要检修时，通过连续应急设备确保盾构施工污水处理过程的稳定性和连续性。
权利要求书
1.一种盾构施工中的污水连续净化处理系统，其特征在于，包括首尾依次连接的污水收集池（1）、絮凝沉淀池（2）、调质分离池（3）、压滤池（4）、反渗透处理池（5）、连续应急设备（6）；所述污水收集池（1）、絮凝沉淀池（2）、调质分离池（3）以及压滤池（4）的出水侧与所述反渗透处理池（5）连接；所述连续应急设备（6）包括连续处理主体（60）、通过电动升降设备（610）与所述连续处理主体（60）顶端连接的复合压滤板（61）、设于连续处理主体（60）下端的转动处理筒（62）、驱动所述转动处理筒（62）转动的动力设备（63）；连续处理主体（60）内部上端设有两个安装凸腔（600），每个所述安装凸腔（600）侧壁通过一个第一弹性连接管（601）连接有试剂添加口（602），复合压滤板（61）内通过微型液压杆（611）连接有第一药剂添加盘（612），所述第一药剂添加盘（612）底端均匀设有多个顶出添加块（613），每个所述顶出添加块（613）底端设有添加孔（614），复合压滤板（61）底端且对应每个所述顶出添加块（613）下端位置处设有多个贯通口（615），每个所述贯通口（615）内设有弹性滤网（616），复合压滤板（61）上端且对应每个安装凸腔（600）下端位置处设有一个通过第二弹性连接管（603）与第一药剂添加盘（612）连接的暂存筒（617）；转动处理筒（62）底端中心处设有贯穿至连续应急设备（6）外部的排泥管（64），转动处理筒（62）侧壁以及连续处理主体（60）侧壁均设有排水管（65），连续处理主体（60）侧壁上的排水管（65）与污水收集池（1）、絮凝沉淀池（2）、调质分离池（3）、压滤池（4）以及反渗透处理池（5）连接。
2.根据权利要求1所述的一种盾构施工中的污水连续净化处理系统，其特征在于，所述污水收集池（1）侧壁且与所述絮凝沉淀池（2）的连接处设有滤网组件（10），所述滤网组件（10）包括上端为开口结构的滤网安装盒（100）、与所述滤网安装盒（100）前后两侧壁滑动连接的滤网盘（101）、设于滤网安装盒（100）上且位于污水收集池（1）相对侧的安装收口（102）、设于滤网安装盒（100）底端的集渣盒（103），集渣盒（103）位于污水收集池（1）与滤网盘（101）之间。
3.根据权利要求2所述的一种盾构施工中的污水连续净化处理系统，其特征在于，所述滤网盘（101）有多个，多个滤网盘（101）的目数沿水流方向依次增加，相邻两个滤网盘（101）之间均设有集渣盒（103）。
4.根据权利要求1所述的一种盾构施工中的污水连续净化处理系统，其特征在于，所述污水收集池（1）的进水侧连接有污水收集组件（11），所述污水收集组件（11）包括设于相邻两片隧道管片（12）之间的弧形挡水板（110）、设于所述弧形挡水板（110）左右两侧且与相邻两片隧道管片（12）连接的弧形固定夹板（111）、设于所述弧形固定夹板（111）内壁上下两端的膨胀夹紧材料块（112）、设于弧形固定夹板（111）侧边内壁的负压吸盘（113）。
5.根据权利要求4所述的一种盾构施工中的污水连续净化处理系统，其特征在于，所述弧形固定夹板（111）的上下两端均设有水平滑动口（114），且所述水平滑动口（114）内滑动连接有滑动安装板（115），位于上下两端的滑动安装板（115）的相对侧均设有多个安装凹口（116），每个所述安装凹口（116）内铰接有连接杆（117），所述连接杆（117）上设有负压吸盘（113）。
6.根据权利要求1所述的一种盾构施工中的污水连续净化处理系统，其特征在于，所述连续处理主体（60）外壁底端套设有安装架（66），所述安装架（66）底端通过连接支杆（660）连接有多个滑动轮（661），所述滑动轮（661）上设有刹车组件（662）。
7.根据权利要求1所述的一种盾构施工中的污水连续净化处理系统，其特征在于，所述絮凝沉淀池（2）内设有絮凝沉淀组件（20），所述絮凝沉淀组件（20）包括设于絮凝沉淀池（2）内壁左侧的絮凝箱（21）和设于絮凝沉淀池（2）内壁右侧的沉淀箱（22）、用于连接所述絮凝箱（21）和沉淀箱（22）的多个螺旋沉淀管（23），絮凝箱（21）侧壁设有第二药剂添加盘（210），沉淀箱（22）通过连接管与所述调质分离池（3）连接且连接处设有抽水泵（220），每个所述螺旋沉淀管（23）底端设有多个排料阀（230）。
8.根据权利要求7所述的一种盾构施工中的污水连续净化处理系统，其特征在于，所述絮凝箱（21）和所述沉淀箱（22）底端均设有出料口（24），所述絮凝沉淀池（2）底端设置有废料暂存盘（25）。
9.一种盾构施工中的污水连续净化处理方法，基于权利要求1-8任意一项所述的一种盾构施工中的污水连续净化处理系统，其特征在于，包括以下步骤：S1、将盾构施工过程中产生的污水收集在污水收集池（1）内，再通过污水泵吸至絮凝沉淀池（2）内，并向絮凝沉淀池（2）内添加絮凝剂，通过搅拌使絮凝剂与污水充分混匀，加速污水中固体颗粒的沉降，然后，将絮凝沉淀后的清水抽至反渗透处理池（5）内，将沉淀泥浆抽至调质分离池（3）内；S2、向调质分离池（3）内投入调质剂，再进行搅拌处理，破坏泥浆的粘性，改变污泥的通透性，使沉淀泥浆进行固液分离，再将固液分离后的水体抽至反渗透处理池（5）内，固液分离后的沉淀物抽至压滤池（4）内；S3、通过压滤池（4）对固液分离后的沉淀物进行压滤处理，收集压滤后的泥饼，将压滤后的滤液泵吸至反渗透处理池（5）内；S4、通过反渗透处理池（5）内部的半透膜分离得到纯净水和浓缩液，收集纯净水，排出浓缩液；S5、应急检修处理，包括：S5-1、当絮凝沉淀池（2）或调质分离池（3）需要检修时，用所述连续应急设备（6）来替代，若絮凝沉淀池（2）需要检修，则将污水收集池（1）内的污水泵吸至连续处理主体（60）内，通过其中一个试剂添加口（602）向对应的暂存筒（617）内添加絮凝剂，若调质分离池（3）需要检修，则将絮凝沉淀池（2）内的沉淀泥浆泵吸至连续处理主体（60）内，通过另一个试剂添加口（602）向对应的暂存筒（617）内添加调质剂，然后通过电动升降设备（610）带动复合压滤板（61）向下移动，同时，通过微型液压杆（611）带动第一药剂添加盘（612）向下移动，使每个顶出添加块（613）从对应的贯通口（615）移出，并将该贯通口（615）处的弹性滤网（616）顶出，此时，絮凝剂或调质剂经各个添加孔（614）均匀喷洒在污水中，通过动力设备（63）带动转动处理筒（62）旋转，使絮凝剂或调质剂和污水混合均匀，最后，将絮凝沉淀后的清水或固液分离后的水体抽至反渗透处理池（5）内，将沉淀泥浆抽至调质分离池（3）内或将固液分离后的沉淀物抽至压滤池（4）内；S5-2、当压滤池（4）需要检修时，将调质分离池（3）固液分离后的沉淀物抽至连续处理主体（60）内，通过电动升降设备（610）带动复合压滤板（61）向下移动，利用复合压滤板（61）对转动处理筒（62）内的沉淀物进行压滤处理，收集压滤后的泥饼，将压滤后的滤液泵吸至反渗透处理池（5）内。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供了一种盾构施工中的污水连续净化处理系统及方法。
本发明的技术方案是：一种盾构施工中的污水连续净化处理系统，包括首尾依次连接的污水收集池、絮凝沉淀池、调质分离池、压滤池、反渗透处理池、连续应急设备；所述污水收集池、絮凝沉淀池、调质分离池以及压滤池的出水侧与所述反渗透处理池连接；所述连续应急设备包括连续处理主体、通过电动升降设备与所述连续处理主体顶端连接的复合压滤板、设于连续处理主体下端的转动处理筒、驱动所述转动处理筒转动的动力设备；连续处理主体内部上端设有两个安装凸腔，每个所述安装凸腔侧壁通过一个第一弹性连接管连接有试剂添加口，复合压滤板内通过微型液压杆连接有第一药剂添加盘，所述第一药剂添加盘底端均匀设有多个顶出添加块，每个所述顶出添加块底端设有添加孔，复合压滤板底端且对应每个所述顶出添加块下端位置处设有多个贯通口，每个所述贯通口内设有弹性滤网，复合压滤板上端且对应每个安装凸腔下端位置处设有一个通过第二弹性连接管与第一药剂添加盘连接的暂存筒；转动处理筒底端中心处设有贯穿至连续应急设备外部的排泥管，转动处理筒侧壁以及连续处理主体侧壁均设有排水管，连续处理主体侧壁上的排水管与污水收集池、絮凝沉淀池、调质分离池、压滤池以及反渗透处理池连接。
进一步地，所述污水收集池侧壁且与所述絮凝沉淀池的连接处设有滤网组件，所述滤网组件包括上端为开口结构的滤网安装盒、与所述滤网安装盒前后两侧壁滑动连接的滤网盘、设于滤网安装盒上且位于污水收集池相对侧的安装收口、设于滤网安装盒底端的集渣盒，集渣盒位于污水收集池与滤网盘之间。
说明：当需要对污水收集池内的污水进行处理时，污水通过滤网盘过滤固体杂质，避免堵塞管路，影响后续处理过程的正常进行，过滤后的污水通过安装收口汇集至连接管路中，而过滤后的固体杂质掉落至集渣盒内，当需要清理时，将集渣盒拆下清理即可，当需要对滤网盘清理时，从上端将其滑动抽出即可，结构简单，拆卸方便，确保污水连续净化处理系统的稳定运行。
更进一步地，所述滤网盘有多个，多个滤网盘目数沿水流方向依次增加，相邻两个滤网盘之间均设有集渣盒。
说明：通过目数依次增加的各个滤网盘进行梯度过滤，可依次滤除各种粒径的固体杂质，提高了过滤效果和过滤精度，同时，每个滤网盘上过滤掉的杂质都会聚集至对应的集渣盒内，使得固体杂质容易收集和移除。
进一步地，所述污水收集池的进水侧连接有污水收集组件，所述污水收集组件包括设于相邻两片隧道管片之间的弧形挡水板、设于所述弧形挡水板左右两侧且与相邻两片隧道管片连接的弧形固定夹板、设于所述弧形固定夹板内壁上下两端的膨胀夹紧材料块、设于弧形固定夹板侧边内壁的负压吸盘。
说明：将弧形挡水板放置于相邻两片隧道管片之间，并通过其左右两侧的弧形固定夹板夹持在相邻的隧道管片上下两端，而设于弧形固定夹板内壁上下两端的膨胀夹紧材料块遇水后会发生体积膨胀，从而产生很大的径向压力，通过两个膨胀夹紧材料块对同一隧道管片上下两端进行夹紧固定，同时，通过负压吸盘对同一隧道管片侧壁进行吸附固定，通过上述两种固定方式，大大提高了弧形挡水板与相邻两片隧道管片之间的连接牢靠性，通过弧形挡水板对盾构施工中的污水进行收集，并通过连接管排入污水收集池内，方便污水集中处理。
更进一步地，所述弧形固定夹板的上下两端均设有水平滑动口，且所述水平滑动口内滑动连接有滑动安装板，位于上下两端的滑动安装板的相对侧均设有多个安装凹口，每个所述安装凹口内铰接有连接杆，所述连接杆上设有负压吸盘。
说明：为了增加弧形固定夹板与相邻两片隧道管片之间的接触面积和连接牢靠性，在同一弧形固定夹板的上下两端设置滑动安装板，当滑动安装板从水平滑动口内滑出时，转动滑动安装板底端的各个连接杆，使连接杆上的负压吸盘对隧道管片表面进行吸附固定，进一步提高了弧形挡水板与相邻两片隧道管片之间的连接牢靠性。
进一步地，所述连续处理主体外壁底端套设有安装架，所述安装架底端通过连接支杆连接有多个滑动轮，所述滑动轮上设有刹车组件。
说明：当需要移动连续处理主体的位置时，通过各个滑动轮的滑动即可完成，当连续处理主体移动至工作位置后，通过刹车组件对滑动轮进行锁定，防止其移动，确保连续处理主体的安装稳定性。
进一步地，所述絮凝沉淀池内设有絮凝沉淀组件，所述絮凝沉淀组件包括设于絮凝沉淀池内壁左侧的絮凝箱和设于絮凝沉淀池内壁右侧的沉淀箱、用于连接所述絮凝箱和沉淀箱的多个螺旋沉淀管，絮凝箱侧壁设有第二药剂添加盘，沉淀箱通过连接管与所述调质分离池连接且连接处设有抽水泵，每个所述螺旋沉淀管底端设有多个排料阀。
说明：将污水收集池内的污水泵吸至絮凝沉淀池内的絮凝箱内，并通过第二药剂添加盘向絮凝箱内添加絮凝剂，使絮凝剂与污水充分混匀，絮凝沉淀后的水体进入各个螺旋沉淀管内，经过螺旋沉淀管的螺旋结构使水体在管内缓慢流动，从而延长了颗粒的沉淀时间，有助于更多的悬浮物沉降，絮凝沉淀后的清水进入沉淀箱，并通过抽水泵抽至调质分离池内，絮凝沉淀后的沉淀物经各个螺旋沉淀管底端的排料阀排出清理即可，通过各个螺旋沉淀管将污水分成多组进行分散处理，使得每一组污水得到更加充分均匀的絮凝沉淀处理，提高整体的处理效果。
更进一步地，所述絮凝箱和所述沉淀箱底端均设有出料口，所述絮凝沉淀池底端设置有废料暂存盘。
说明：当需要清理絮凝箱和沉淀箱内的残余沉淀杂物时，打开出料口排出即可，絮凝箱、沉淀箱以及各个排料阀排出的杂物掉落至废料暂存盘内进行统一收集处理，增加了絮凝沉淀池清洁工作的便捷性。
本发明还提供了一种盾构施工中的污水连续净化处理方法，基于上述污水连续净化处理系统，包括以下步骤：S1、将盾构施工过程中产生的污水收集在污水收集池内，再通过污水泵吸至絮凝沉淀池内，并向絮凝沉淀池内添加絮凝剂，通过搅拌使絮凝剂与污水充分混匀，加速污水中固体颗粒的沉降，然后，将絮凝沉淀后的清水抽至反渗透处理池内，将沉淀泥浆抽至调质分离池内；S2、向调质分离池内投入调质剂，再进行搅拌处理，破坏泥浆的粘性，改变污泥的通透性，使沉淀泥浆进行固液分离，再将固液分离后的水体抽至反渗透处理池内，固液分离后的沉淀物抽至压滤池内；S3、通过压滤池对固液分离后的沉淀物进行压滤处理，收集压滤后的泥饼，将压滤后的滤液泵吸至反渗透处理池内；S4、通过反渗透处理池内部的半透膜分离得到纯净水和浓缩液，收集纯净水，排出浓缩液；S5、应急检修处理，包括：S5-1、当絮凝沉淀池或调质分离池需要检修时，用所述连续应急设备来替代，若絮凝沉淀池需要检修，则将污水收集池内的污水泵吸至连续处理主体内，通过其中一个试剂添加口向对应的暂存筒内添加絮凝剂，若调质分离池需要检修，则将絮凝沉淀池内的沉淀泥浆泵吸至连续处理主体内，通过另一个试剂添加口向对应的暂存筒内添加调质剂，然后通过电动升降设备带动复合压滤板向下移动，同时，通过微型液压杆带动第一药剂添加盘向下移动，使每个顶出添加块从对应的贯通口移出，并将该贯通口处的弹性滤网顶出，此时，絮凝剂或调质剂经各个添加孔均匀喷洒在污水中，通过动力设备带动转动处理筒旋转，使絮凝剂或调质剂和污水混合均匀，最后，将絮凝沉淀后的清水或固液分离后的水体抽至反渗透处理池内，将沉淀泥浆抽至调质分离池内或将固液分离后的沉淀物抽至压滤池内；S5-2、当压滤池需要检修时，将调质分离池固液分离后的沉淀物抽至连续处理主体内，通过电动升降设备带动复合压滤板向下移动，利用复合压滤板对转动处理筒内的沉淀物进行压滤处理，收集压滤后的泥饼，将压滤后的滤液泵吸至反渗透处理池内。
相对于现有技术，本发明的有益效果体现在以下几点：本发明通过污水收集池将盾构施工过程中的污水收集暂存，通过絮凝沉淀池进行絮凝沉淀，再通过调质分离池将絮凝沉淀后的泥浆进行调质处理，破坏泥浆的粘性，改变污泥的通透性，使沉淀泥浆进行固液分离，通过压滤池对固液分离后的沉淀物进行压滤处理，收集压滤后的泥饼，同时，将絮凝沉淀池、调质分离池以及压滤池内产生的水体通过反渗透处理池统一处理，通过半透膜只允许水分子通过的特性，将水体中大多数溶解盐分、细菌、病毒和其他杂质进行截留，分离出纯净水和浓缩液，纯净水收集用于后续用途，而浓缩液则包含被截留的污染物，通常会被排出或进一步处理，该系统通过连续的污水净化处理流程，实现了盾构施工污水的减量化、资源化和无害化，具有重要的环保意义和经济价值；本发明还设置了与污水收集池、絮凝沉淀池、调质分离池、压滤池以及反渗透处理池连接的连续应急设备，该连续应急设备集絮凝沉淀、调质处理以及压滤处理功能于一体，当絮凝沉淀池、调质分离池以及压滤池需要检修时，作为应急设备确保盾构施工污水处理过程的稳定性和连续性，以有效防止未经处理的污水直接排放到环境中，保护周边生态系统和水源，同时，集多种功能于一身的应急设备具备操作便捷和节省占用空间的优点。
（发明人：郭敏;谷亚军;顾杰;胡洁;郭利国）