用于隧道施工废水处理的系统及工艺技术方案

本发明专利技术涉及用于隧道施工废水处理的系统及工艺，包括第一加药箱、依次连通的第一泵、第一阀门、第一管道混合器、第一反应池、第二反应池和沉淀池，所述第一管道混合器的出料口与第一反应池的底部连通；还包括依次连通的第二阀门、介质投加池、第二泵和第二管道混合器，所述第一泵与第一阀门之间的管路与第二阀门的进口连通；所述第一加药箱分别与第一管道混合器、第二管道混合器连通。本发明专利技术的系统可以广泛地适用于因地质情况不同而产生的不同水质情况的隧道施工废水、全方位地满足铁路沿线不同区域的废水治理要求。

System and Technology for Wastewater Treatment in Tunnel Construction

【技术实现步骤摘要】
用于隧道施工废水处理的系统及工艺
本专利技术涉及用于隧道施工废水处理的系统及工艺，属于污水处理

技术介绍
山区铁路建设时，线路设计中桥梁及隧道较多，桥隧比例高。而隧道工程的建设施工过程中容易当地的自然生态环境带来不少影响，如环境污染、水源污染、水土流失、植被破坏等自然生态问题。隧道施工过程中的废水来源主要有以下几种：（1）掘进产生的废水。TBM掘进过程中使用的外循环冷却水取自附近的河道，通过管道输送至TBM设备，冷却水经过热交换后直接外排。外排废水混合了石料粉，呈浊白色；钻爆法施工中，隧道爆破后用于降尘的水，含大量悬浮物外排。（2）隧道内的岩石缝隙水。裂隙水流经隧道壁上的化学注浆材料和混凝土后，流入隧道排水沟，由于混合了注浆材料和混凝土，水体呈现浊白色。（3）过岩层接触带富水区产生的涌水。水量大、水质根据地质情况不同而有所区别，同时冲刷隧道后卷入大量悬浮物。根据过去的施工经验，隧道外排的废水流量变化较大，从每小时几立方到每小时几百立方不等，主要是不良地质、隧道施工进度等诸多因素的影响所致。目前，处理隧道施工废水的主要方法有：（1）自然沉淀。不加药剂，只需在沉淀池中自然沉淀。沉淀池规模较大，微粒子不易处理，但相对比较经济，如施工期砂石料加工冲冼废水预沉池。（2）絮凝沉淀。向污水中投放絮凝剂，在沉淀池中进行沉降分离处理。沉淀池的规模较大，并配置絮凝剂添加设施，经济程度仅次于自然沉淀方式，如施工期混凝土拌和冲洗废水、大坝围堰内灌浆废水、砂石料加工冲冼废水等絮凝沉淀池。（3）机械处理。向污水中投放絮凝剂，使污泥在沉淀池中凝聚沉淀，并针对污泥采用机械脱水处理。此种方法适用于污泥细粒成分多的情况和狭窄的场地，但投资和运行费用均较高，适用于施工期细砂回收、污泥处置、含油废水处理、污水回用等机械成套装置。我国隧道施工中处理废水最常见的方法是将废水引到沉淀池，让废水停留一定时间，以待悬浮物沉降后排放。由于隧道开挖地区腹地通常不大，可以利用的面积受到很大限制，设置大型沉淀池往往比较困难，因此导致废水沉淀时间不足，只能去除废水中约50%～70%的SS，因而隧道施工废水基本是超标排放。已有的调查表明仅有约10%的隧道施工废水采取了上述沉淀处理措施，其余的则没有采取任何措施，而是直接将施工废水排入自然沟道。至目前为止，隧道施工废水的处理达标仍然是困扰环境保护工作者的一大难题，这不仅有资金方面的困扰，技术方面的不成熟也成为隧道废水处理达标的一大瓶颈。目前市场上也出现了高密度工艺、砂混凝工艺、磁混凝工艺等新型高效的沉淀工艺，但在隧道施工污水的治理中还没有得到广泛应用，而由于不同隧道地质情况、施工方法等有所不同，废水水质、水量、污染物类型有很大的差异，单一的技术难以满足不同地区隧道施工废水的治理需求。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供用于隧道施工废水处理的系统及工艺，该系统配置灵活，可满足不同的净化需求。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：用于隧道施工废水处理的系统，包括第一加药箱、依次连通的第一泵、第一阀门、第一管道混合器、第一反应池、第二反应池和沉淀池，所述第一管道混合器的出料口与第一反应池的底部连通；还包括依次连通的第二阀门、介质投加池、第二泵和第二管道混合器，所述第一泵与第一阀门之间的管路与第二阀门的进口连通；所述第一加药箱分别与第一管道混合器、第二管道混合器连通。进一步地，所述第二阀门与介质投加池的顶部连通；第二泵与介质投加池的底部连通。进一步地，所述第一加药箱上连通有第三泵，所述第一管道混合器、第二管道混合器并联于第三泵的出口，第三泵与第一管道混合器之间的并联支路上设有第三阀门，第三泵与第二管道混合器之间的并联支路上设有第四阀门。进一步地，还包括与第一反应池连通的第二加药箱、与第二反应池连通的第三加药箱和与第一反应池连通的第四加药箱；所述第二加药箱与第一反应池之间的管路上设有第四泵，所述第三加药箱与第二反应池之间的管路上设有第五泵，所述第四加药箱与第一反应池之间的管路上设有第六泵。进一步地，所述第二反应池内设有顶部开口且设置于第二反应池底面上方的导流筒，所述第一反应池内设有溢流道，溢流道的顶端与第一反应池连通，溢流道的底端与导流筒的底部连通；第二反应池的底部与沉淀池的顶部连通。进一步地，所述第一反应池内设有布水器，该布水器位于第一反应池的内底面与溢流道的顶端之间。进一步地，所述沉淀池的底部连通有第七泵，所述第七泵的出料口与溢流道连通；还包括依次连通的第八泵、第一介质分离装置、第二介质分离装置和介质清洗装置，所述沉淀池的底部与第八泵的进料口连通，介质清洗装置的介质出口与第一反应池顶部连通。进一步地，所述第一反应池、第二反应池和沉淀池由一中空的箱体分隔而成，所述第二反应池和沉淀池之间设有相互平行的第一折流板和第二折流板，第一折流板位于导流筒与第二折流板之间，所述第一折流板固定于箱体内顶面，所述第二折流板固定于箱体内底面，形成连通第二反应池和沉淀池的折流通道。进一步地，所述沉淀池的顶部设有溢流堰，溢流堰下方设有斜板，所述斜板下方设有刮泥机。用于隧道施工废水处理的工艺，利用如上所述的系统进行，包括如下步骤：S1、开启第一泵、第一阀门，使得待处理隧道施工废水直接进入第一反应池；同时，通过第一管道混合器向待处理隧道施工废水中混入混凝剂；或者，开启第一泵、第二阀门，使得待处理隧道施工废水进入介质投加池并与介质投加池内的目标介质混合均匀；再开启第二泵，使得介质投加池内的介质、废水混合物进入第一反应池，同时，通过第二管道混合器向所述混合物中混入混凝剂；S2、向第一反应池中加入氧化剂、氨氮去除剂的至少一种，搅拌5-10min后，将隧道施工废水输入第二反应池；或者，直接对第一反应池中的隧道施工废水进行搅拌0.5-1min后，将隧道施工废水输入第二反应池；S3、向第二反应池中的隧道施工废水中混入絮凝剂，反应，形成絮凝体，获得絮凝体、废水混合物；S4、将S3获得的絮凝体、废水混合物输入沉淀池，沉淀分层，在上层获得清水，在下层获得剩余污泥。本专利技术提供的用于隧道施工污水处理的系统及工艺，针对隧道施工污水中含有的悬浮物、石油类、COD、硬度等污染物质，将混凝、絮凝、加载沉淀、斜管沉淀、高级氧化、化学软化多种工艺进行集成，并实现集成系统在隧道施工污水处理中的应用，可以广泛地适用于因地质情况不同而产生的不同水质情况的隧道施工废水、全方位地满足铁路沿线不同区域的废水治理要求：①对于以《污水综合排放标准》一级标准为出水要求的隧道污水处理，隧道污水中粉细物去除率可达到85%以上，在相同的处理效果下，成本较传统工艺节约40~50%，设备占地仅为传统工艺的15~20%。②针对生态敏感地带的隧道污水处理，可以达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）I类标准，排放可满足环境容量要求。③针对有回用需求的隧道污水处理，出水硬度可达到TBM外用循环水的水质要求，实现污水的回用，节约用水。附图说明图1是本专利技术第一种实施方式的用于隧道施工废水处理的系统的结构简图。具体实施方式以下将结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于隧道施工废水处理的系统，其特征在于，包括第一加药箱（1）、依次连通的第一泵（13）、第一阀门（21）、第一管道混合器（26）、第一反应池（6）、第二反应池（7）和沉淀池（8），所述第一管道混合器（26）的出料口与第一反应池（6）的底部连通；还包括依次连通的第二阀门（22）、介质投加池（5）、第二泵（18）和第二管道混合器（25），所述第一泵（13）与第一阀门（21）之间的管路与第二阀门（22）的进口连通；所述第一加药箱（1）分别与第一管道混合器（26）、第二管道混合器（25）连通。

【技术特征摘要】
1.用于隧道施工废水处理的系统，其特征在于，包括第一加药箱（1）、依次连通的第一泵（13）、第一阀门（21）、第一管道混合器（26）、第一反应池（6）、第二反应池（7）和沉淀池（8），所述第一管道混合器（26）的出料口与第一反应池（6）的底部连通；还包括依次连通的第二阀门（22）、介质投加池（5）、第二泵（18）和第二管道混合器（25），所述第一泵（13）与第一阀门（21）之间的管路与第二阀门（22）的进口连通；所述第一加药箱（1）分别与第一管道混合器（26）、第二管道混合器（25）连通。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二阀门（22）与介质投加池（5）的顶部连通；第二泵（18）与介质投加池（5）的底部连通。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一加药箱（1）上连通有第三泵（14），所述第一管道混合器（26）、第二管道混合器（25）并联于第三泵（14）的出口，第三泵（14）与第一管道混合器（26）之间的并联支路上设有第三阀门（23），第三泵（14）与第二管道混合器（25）之间的并联支路上设有第四阀门（24）。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括与第一反应池连通的第二加药箱（2）、与第二反应池连通的第三加药箱（3）和与第一反应池连通的第四加药箱（4）；所述第二加药箱与第一反应池之间的管路上设有第四泵（15），所述第三加药箱与第二反应池之间的管路上设有第五泵（16），所述第四加药箱与第一反应池之间的管路上设有第六泵（17）。5.根据权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，所述第二反应池（7）内设有顶部开口且设置于第二反应池底面上方的导流筒（40），所述第一反应池（6）内设有溢流道（37），溢流道的顶端与第一反应池连通，溢流道的底端与导流筒的底部连通；第二反应池（7）的底部与沉淀池（8）的顶部连通。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一反应池（6）内设有布水器（39），该布水器（39）位于第一反应池的内底面与溢流道（37）的顶端之间。7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述沉淀池（...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东斌，陈亚利，言海燕，曹文娟，徐德良，田滨，王喜，黄沧，
申请(专利权)人：中铁环境科技工程有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43