本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種洗車廢水預(yù)處理自動反沖洗表面過濾裝置及其方法。

背景技術(shù)：

實現(xiàn)洗車廢水的回用，有利于緩解城市用水的供需矛盾，洗車廢水中的污染物主要為油類、表面活性劑、泥沙、懸浮物，混凝、沉淀、過濾處理是洗車廢水預(yù)處理的有效途徑，但目前常用的混凝、沉淀工藝體積大，穩(wěn)定性差，很難實現(xiàn)自動控制；而過濾單元多采用如砂濾等深層過濾工藝，過濾裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，濾料易流失和板結(jié)，運行維護(hù)難度大，因此限制了上述工藝在小型洗車市場的推廣應(yīng)用，因此，亟須開發(fā)一種針對性強、體積小、流程簡單、處理效果穩(wěn)定、自動化程度高的洗車廢水預(yù)處理系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有市場上的洗車廢水常用的混凝、沉淀工藝體積大，穩(wěn)定性差，很難實現(xiàn)自動控制，深層過濾裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，濾料易流失和板結(jié)，運行維護(hù)難度大的難題，并提供了一種針對性強、體積小、流程簡單、處理效果穩(wěn)定、自動化程度高的洗車廢水預(yù)處理自動反沖洗表面過濾裝置及其控制方法。

本發(fā)明所采用的具體技術(shù)方案如下：

洗車廢水預(yù)處理自動反沖洗表面過濾裝置，包括裝置主體、進(jìn)水系統(tǒng)、混凝加藥系統(tǒng)和裝置反沖系統(tǒng)；

所述裝置主體上設(shè)進(jìn)水口、壓力表接口、排氣口、出水口、排泥口；

所述進(jìn)水系統(tǒng)包括通過管路順次相連的原水箱、第一電磁閥、進(jìn)水泵、電動調(diào)節(jié)閥、電磁流量計和第二電磁閥，第二電磁閥的出口通過管路連接到裝置主體下方的進(jìn)水口；

所述混凝加藥系統(tǒng)包括3臺加藥泵和管式反應(yīng)器，第一加藥泵、第二加藥泵、第三加藥泵分別用于投加混凝劑、絮凝劑和回流污泥，第一加藥泵的出口通過管路與進(jìn)水泵的進(jìn)水口連接，第二加藥泵的出口通過管路與進(jìn)水泵的出水口連接，第三加藥泵進(jìn)液口通過管路與污泥回流口連接，出口通過管路與進(jìn)水泵的出水口連接；管式反應(yīng)器設(shè)置于第二電磁閥的出口與裝置主體的進(jìn)水口之間的管路上；

所述裝置主體內(nèi)底部設(shè)配水系統(tǒng)，配水系統(tǒng)包括進(jìn)水管，反射塊和錐形底，進(jìn)水管一端與裝置主體進(jìn)水口連接，另一端朝向反射塊的反射面；

所述裝置主體內(nèi)中部設(shè)沉淀系統(tǒng)，沉淀系統(tǒng)包括豎管和豎管支架，豎管支架固定于裝置主體上，豎管垂直固定在支架上且布滿裝置主體內(nèi)部橫截面；

所述裝置主體內(nèi)豎管上方處設(shè)有橫向表面過濾系統(tǒng)，表面過濾系統(tǒng)包括穿孔花板、支撐骨架和表面過濾濾布，支撐骨架通過焊接或螺栓緊固固定在穿孔花板上，濾布套在支撐骨架上；

所述裝置反沖系統(tǒng)包括反沖管路、第三電磁閥和第五電磁閥，反沖管路兩端分別連接過濾裝置主體出水口和產(chǎn)水箱；

所述裝置主體底部設(shè)置排泥系統(tǒng)，排泥系統(tǒng)包括排泥管、污泥回流口和第四電磁閥構(gòu)成，錐形底底部的排泥口通過排泥管連接污泥回流口和第四電磁閥。通過plc控制系統(tǒng)自控控制反沖洗和排泥過程電磁閥的啟閉，污泥回流有可通過形成的污泥絮體對水中的污染物進(jìn)行吸附，此外，有利于形成較大的懸浮物，提高沉淀速度，進(jìn)而有利于提高固液分離效果。

作為優(yōu)選，所述裝置中設(shè)有plc自動控制系統(tǒng)，用于控制過濾、反沖和排泥。

進(jìn)一步的，所述的裝置主體上的壓力表接口連接壓力傳感器，通過反饋信號通路連接到plc自動控制系統(tǒng)。

作為優(yōu)選，所述的沉淀系統(tǒng)的豎管管直徑10-32mm，豎管長度0.35-0.5m，安裝角度與水平方向垂直90度。

作為優(yōu)選，所述的表面過濾系統(tǒng)的穿孔花板孔徑15-32mm，支撐骨架均布1-4mm微孔，過濾濾布孔徑小于等于1微米，濾布采用熱熔焊接，減少漏液，通過豎管的微小絮體經(jīng)濾布和濾布上濾餅的過濾作用去除，過濾后，出水的懸浮物濃度可達(dá)到3mg/l以下。

作為優(yōu)選，所述的反射塊的兩個反射面垂直，進(jìn)水管水流方向與兩個反射面之間的夾角均為45度，進(jìn)水管出口與反射塊之間的距離為0.01-0.1m。進(jìn)水管18出水中的懸浮顆粒經(jīng)反射塊19反射后形成水平方向的分速度，顆粒向上運動經(jīng)過垂直安裝的豎管22時，由于水平方向的分速度，促使顆粒物與垂直豎管22的管壁發(fā)生碰撞，使顆粒物進(jìn)一步凝聚，當(dāng)顆粒增大到沉淀速度大于垂直向上的速度時，顆粒物沉淀到裝置底部。

一種利用所述裝置的洗車廢水預(yù)處理自動反沖洗表面過濾方法，包括如下步驟：

1)過濾過程

當(dāng)原水箱中水位高度達(dá)到預(yù)設(shè)高液位時，進(jìn)水泵、第一加藥泵、第二加藥泵、第三加藥泵、電動調(diào)節(jié)閥、第一電磁閥、第二電磁閥開啟，通過電磁流量計的流量調(diào)節(jié)電動調(diào)節(jié)閥開度，以控制表面過濾系的過濾流量不高于預(yù)設(shè)的過濾流量上限；

根據(jù)預(yù)設(shè)的比例基于過濾流量的大小，調(diào)節(jié)第一加藥泵、第二加藥泵、第三加藥泵的加藥量；當(dāng)原水箱水位低于預(yù)設(shè)低液位時，停止進(jìn)水和過濾；

2)反沖洗過程

當(dāng)過濾壓力達(dá)到設(shè)定值時進(jìn)行反沖洗，第一電磁閥、第二電磁閥關(guān)閉，第三電磁閥和第五電磁閥開啟，對裝置進(jìn)行反沖洗；反沖結(jié)束后，第一電磁閥、第二電磁閥開啟，第三電磁閥和第五電磁閥關(guān)閉；

3)排泥過程

系統(tǒng)運行過程中，每間隔設(shè)定時間，第四電磁閥開啟一定時間后關(guān)閉，系統(tǒng)保存運行狀態(tài)，反沖洗時plc對計時清零。

作為優(yōu)選，所述的裝置主體上的排泥口設(shè)污泥回流口和第四電磁閥，污泥回流口與第三加藥泵進(jìn)口連接，通過plc控制系統(tǒng)自控控制反沖洗和排泥過程電磁閥的啟閉。

作為優(yōu)選，所述的進(jìn)水系統(tǒng)的進(jìn)水流量可設(shè)定，通過電磁流量計反饋流量信號到plc自動控制系統(tǒng)，通過plc控制系統(tǒng)判斷流量大小并調(diào)節(jié)電動調(diào)節(jié)閥開度使流量達(dá)到設(shè)定流量。

作為優(yōu)選，所述的加藥泵的加藥量和污泥回流量與進(jìn)水流量成比例，通過plc對3個加藥泵流量進(jìn)行調(diào)節(jié)；所述的進(jìn)水管出口水流速度0.1-1m/s。

本發(fā)明中，洗車廢水經(jīng)中的大部分泥沙、懸浮物、膠體、油脂通過外加藥劑和回流污泥的物理、化學(xué)和吸附作用去除，再經(jīng)高精度的過濾濾布去除殘留的懸浮物，裝置通過plc自動控制系統(tǒng)的過濾、反沖和排泥。本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護(hù)方便，用于洗車廢水預(yù)處理，有效去除進(jìn)水中的泥沙、懸浮物、膠體和油污，裝置處理出水可直接回用或作為鈉濾和反滲透的進(jìn)水，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為洗車廢水預(yù)處理自動反沖洗表面過濾裝置整體工藝圖；

圖2為洗車廢水預(yù)處理自動反沖洗表面過濾裝置裝置主體圖；

圖3為豎管支架在橫截面上的布置示意圖；

圖4為豎管在橫截面上的布置示意圖；

圖5為穿孔花板在橫截面上的布置示意圖；

圖6為支撐骨架在橫截面上的布置示意圖；

圖中：原水箱1、進(jìn)水口2、壓力表接口3、排氣口4、出水口5、預(yù)留口6、排泥口7、污泥回流口8、第一電磁閥9、進(jìn)水泵10、電動調(diào)節(jié)閥11、電磁流量計12、第二電磁閥13、管式反應(yīng)器14第一加藥泵15、第二加藥泵16、第三加藥泵17、進(jìn)水管18、反射塊19、錐形底20、豎管支架21、豎管22、穿孔花板23、支撐骨架24、反沖管路25、第三電磁閥26、第五電磁閥27排泥管28、第四電磁閥29和產(chǎn)水箱30。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。

如圖1～6所示，一種洗車廢水預(yù)處理自動反沖洗表面過濾裝置，包括裝置主體、進(jìn)水系統(tǒng)、混凝加藥系統(tǒng)和裝置反沖系統(tǒng)、plc自動控制系統(tǒng)。

裝置主體為上流式，裝置主體上的下方側(cè)壁上設(shè)置進(jìn)水口2，頂部設(shè)置壓力表接口3和排氣口4，上部側(cè)壁上設(shè)置出水口5，底部設(shè)置排泥口7。壓力表接口3連接壓力傳感器，通過反饋信號通路連接到plc自動控制系統(tǒng)。裝置主體側(cè)壁還可以設(shè)置預(yù)留口6，用于后續(xù)增加管路或其他功能連接。

進(jìn)水系統(tǒng)中包括原水箱1、第一電磁閥9、進(jìn)水泵10、電動調(diào)節(jié)閥11、電磁流量計12和第二電磁閥13，其通過管路順次相連，原水箱1用于存儲洗車廢水。第二電磁閥13的出口通過管路連接到裝置主體下方的進(jìn)水口2。

混凝加藥系統(tǒng)包括3臺加藥泵和管式反應(yīng)器14，第一加藥泵15、第二加藥泵16、第三加藥泵17分別用于投加混凝劑、絮凝劑和回流污泥，第一加藥泵15的出口通過管路與進(jìn)水泵10的進(jìn)水口連接，第二加藥泵16的出口通過管路與進(jìn)水泵10的出水口連接；第三加藥泵17進(jìn)液口通過管路與污泥回流口8連接，出口通過管路與進(jìn)水泵10的出水口連接；管式反應(yīng)器14設(shè)置于第二電磁閥13的出口與裝置主體的進(jìn)水口之間的管路上，用于對污水和各種藥劑、污泥進(jìn)行混合。

裝置主體內(nèi)底部設(shè)配水系統(tǒng)，配水系統(tǒng)包括進(jìn)水管18，反射塊19和錐形底20，進(jìn)水管18一端與裝置主體進(jìn)水口2連接，另一端垂直向下出水，出水方向朝向反射塊19的反射面。反射塊19的兩個反射面垂直，進(jìn)水管18水流方向與兩個反射面之間的夾角均為45度，進(jìn)水管18出口與反射塊19之間的距離為0.01-0.1m。進(jìn)水管18出口水流速度0.1-1m/s。

裝置主體內(nèi)中部設(shè)沉淀系統(tǒng)，沉淀系統(tǒng)包括豎管22和豎管支架21，豎管支架21固定于裝置主體上，豎管22垂直固定在支架上且布滿裝置主體內(nèi)部橫截面；豎管22管直徑10-32mm，豎管22長度0.35-0.5m，安裝角度與水平方向垂直90度。

裝置主體內(nèi)豎管22上方處設(shè)有橫向表面過濾系統(tǒng)，表面過濾系統(tǒng)包括穿孔花板23、支撐骨架24和表面過濾濾布，支撐骨架24通過焊接或螺栓緊固固定在穿孔花板23上，濾布套在支撐骨架24上，并通過卡扣固定，表面過濾系統(tǒng)通過螺栓密封固定在反應(yīng)器頂部。表面過濾系統(tǒng)的穿孔花板23孔徑15-32mm，支撐骨架24均布1-4mm微孔，過濾濾布孔徑小于等于1微米，濾布采用熱熔焊接，減少漏液，廢水手續(xù)通過豎管22上升至過濾系統(tǒng)，微小絮體經(jīng)濾布和濾布上濾餅的過濾作用去除，過濾后，出水的懸浮物濃度可降低至3mg/l以下。。

裝置反沖系統(tǒng)包括反沖管路25、第三電磁閥26和第五電磁閥27，反沖管路兩端分別連接過濾裝置主體出水口2和產(chǎn)水箱30；第三電磁閥26和第五電磁閥27分別設(shè)置于兩條反沖管路25上，其中一條反沖管路25連接產(chǎn)水箱30和進(jìn)水泵10的進(jìn)水口，另一條反沖管路25連接電磁流量計12出水口和裝置主體出水口2，通過出水口2對過濾系統(tǒng)鏡像反向施加水壓。

裝置主體底部設(shè)置排泥系統(tǒng)，排泥系統(tǒng)包括排泥管28、污泥回流口8和第四電磁閥29構(gòu)成，錐形底20底部的排泥口7通過排泥管28連接污泥回流口8和第四電磁閥29。

各傳感器和電氣設(shè)備均連接plc自動控制系統(tǒng)，用于控制過濾、反沖和排泥。

例如，通過plc控制系統(tǒng)自控控制反沖洗和排泥過程第四電磁閥29的啟閉。進(jìn)水系統(tǒng)的進(jìn)水流量可設(shè)定，通過電磁流量計12反饋流量信號到plc自動控制系統(tǒng)，通過plc控制系統(tǒng)判斷流量大小并調(diào)節(jié)電動調(diào)節(jié)閥11開度使流量達(dá)到設(shè)定流量。加藥泵的加藥量和污泥回流量與進(jìn)水流量成比例，通過plc對3個加藥泵流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

基于該裝置的過濾方法包括如下步驟：

1)過濾過程

當(dāng)原水箱1中水位高度達(dá)到預(yù)設(shè)高液位(可調(diào)節(jié))時，進(jìn)水泵10、第一加藥泵15、第二加藥泵16、第三加藥泵17、電動調(diào)節(jié)閥11、第一電磁閥9、第二電磁閥13開啟，通過電磁流量計12的流量調(diào)節(jié)電動調(diào)節(jié)閥11開度，以控制表面過濾系的過濾流量不高于預(yù)設(shè)的過濾流量上限(可調(diào)節(jié))；

設(shè)定進(jìn)水流量后，混凝劑、絮凝劑、污泥回路加藥泵頻率按比例投加。因此，運行過程中，可以根據(jù)預(yù)設(shè)的比例基于過濾流量的大小，調(diào)節(jié)第一加藥泵15、第二加藥泵16、第三加藥泵17的加藥量。當(dāng)原水箱水位低于預(yù)設(shè)低液位時，停止進(jìn)水和過濾；

2)反沖洗過程

當(dāng)過濾壓力達(dá)到設(shè)定值時進(jìn)行反沖洗，第一電磁閥9、第二電磁閥13關(guān)閉，第三電磁閥26和第五電磁閥27開啟，對裝置進(jìn)行反沖洗；反沖結(jié)束后，第一電磁閥9、第二電磁閥13開啟，第三電磁閥26和第五電磁閥27關(guān)閉；

反沖洗結(jié)束后plc自動判斷過濾過程是否重啟。

3)排泥過程

系統(tǒng)運行過程中，每間隔設(shè)定時間，第四電磁閥29開啟一定時間后關(guān)閉，系統(tǒng)保存運行狀態(tài)，反沖洗時plc對計時清零。

實施例1：

采用上述裝置(結(jié)構(gòu)相同，不再贅述)，以洗車廢水為處理對象，設(shè)計處理水量300l/h，預(yù)處理自動反沖洗表面過濾裝置直徑0.35m，高度1.5m，過濾濾布面積0.7m²，濾布濾芯直徑15mm，豎管22長度400mm，直徑15mm，進(jìn)水流量為每100l水，第一加藥泵15％、2運行頻率15％，合加藥量分別為150mg/l，第三加藥泵17運行運行頻率50％，管式反應(yīng)器反應(yīng)時間6min，表面負(fù)荷3.11m³。

控制方法和步驟如下：

1)過濾過程

當(dāng)原水箱/儲水池水位高度達(dá)到高液位0.8m(設(shè)定值)時，進(jìn)水泵10、加藥泵、電動調(diào)節(jié)閥11、第一電磁閥9、第二電磁閥13開啟。通過電磁流量計12的流量調(diào)節(jié)電動調(diào)節(jié)閥11開度(設(shè)定值)以達(dá)到控制過濾流量250l/h(設(shè)定值)，不高于過濾流量上限300l/h(設(shè)定值)。

根據(jù)流量大小調(diào)節(jié)計量泵的加藥量。設(shè)定250l/h進(jìn)水流量時，混凝劑、絮凝劑、污泥回路加藥泵加藥頻率為50％(設(shè)定值)，加藥泵額定流量2.5l/h。

當(dāng)原水箱水位低于低液位0.3m(設(shè)定值)時，停機。

2)反沖洗過程

當(dāng)過濾壓力達(dá)到0.3mpa(可設(shè)定)時進(jìn)行反沖洗。第一電磁閥9、第二電磁閥13關(guān)閉，第三電磁閥、第四電磁閥開啟，通過進(jìn)水泵10的動力進(jìn)行反沖洗，反沖時間5s(可調(diào)節(jié))，反沖流量400l/h(可調(diào)節(jié))。反沖結(jié)束后，第一電磁閥9、第二電磁閥13開啟，第三電磁閥、第四電磁閥關(guān)閉。

反沖洗結(jié)束后plc自動判斷過濾過程是否重啟。

3)排泥過程

系統(tǒng)運行過程中，每間隔30min(設(shè)定值)，電磁閥4開啟5s(設(shè)定值)后關(guān)閉，系統(tǒng)保存運行狀態(tài)。反沖洗時plc對計時清零。

系統(tǒng)運行7200s反沖洗一次，反沖時間5s，進(jìn)水cod200mg/l，ss100mg/l，出水cod<45mg/l,ss<3mg/l,完全滿足洗車廢水回用對上述指標(biāo)的要求或作為洗車廢水鈉濾或反滲透深度處理的進(jìn)水要求。

對比試驗：

采用與實施例1相同結(jié)構(gòu)的裝置，以洗車廢水為處理對象，設(shè)計處理水量120l/h，預(yù)處理自動反沖洗表面過濾裝置直徑0.2m，高度1.2m，豎管22長度400mm，直徑15mm，第一加藥泵15％、2運行頻率15％，合加藥量分別為150mg/l，第三加藥泵17運行運行頻率50％，管式反應(yīng)器反應(yīng)時間6min。裝置中的豎管22設(shè)置成可拆卸式，在相同的試驗條件下分別對有豎管和沒有豎管的工況進(jìn)行對比試驗，結(jié)果如下：

1)出水ss濃度對比：

進(jìn)水ss100mg/l條件下，有垂直豎管存在條件下，在豎管頂部位置取樣，運行20分鐘內(nèi)出水ss濃度小于10mg/l，運行20-60分鐘出水ss濃度小于15mg/l，60-80min豎管頂部位置出水的ss濃度15-20mg/l。

沒有垂直豎管存在條件下，取樣位置相同，運行5分鐘內(nèi)出水ss濃度大于10mg/l，運行5-10分鐘出水ss濃度大于30mg/l，10min后，豎管頂部位置出水的ss濃度大于100mg/l。

對比結(jié)果表明，垂直豎管能明顯提高沉淀顆粒的尺寸。

2)沉淀的懸浮顆粒尺寸對比：

有垂直豎管存在條件下，在豎管底部位置取樣，運行20分鐘后，懸浮物的尺寸在4-10mm，顆粒較緊實，絮體顆粒沉淀速度5-10m/h。

沒有垂直豎管存在條件下，取樣位置相同，懸浮物的尺寸1-3mm，顆粒較緊實，絮體顆粒沉淀速度0-1.5m/h。

對比結(jié)果表明，垂直豎管能明顯提高沉淀顆粒的沉淀速度，進(jìn)而提高裝置的表面負(fù)荷3倍以上。

3)排泥時間對比

有垂直豎管存在條件下，進(jìn)水流量120l/h，排泥時間60min條件下，出水仍然非常穩(wěn)定。

沒有垂直豎管存在條件下，進(jìn)水流量40l/h，排泥時間<20min，否則污泥層上浮，出水變差。

對比結(jié)果表明，垂直豎管能明顯降低裝置底部污泥層的高度，進(jìn)而延長排泥時間。

以上所述的實施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，然其并非用以限制本發(fā)明。有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型。因此凡采取等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。