[发明专利]一种水中杂质分离的预处理方法

说明书

技术领域

一种水中杂质分离的预处理方法，涉及水处理过程中去除水中杂质的技术，尤其涉及水中粒径较小、难以被传统细格栅去除的杂质，适用于城市污水厂中污水的预处理、雨水泵站或雨污合流泵站初期CSO溢流中杂质的去除、河道清理浮渣、砂水分离以及类似水体中的杂质分离。

技术背景

随着城市生活水平的提高及污(废)水排放量的日益增加，城市污水厂的进水中有机、无机杂质和溶解态物质也逐渐复杂化、多样化，而其中许多杂质的有效粒径小于1mm，如毛发、棉絮、砂粒、塑料片、动物皮屑等，这些小颗粒杂质难以被传统的细格栅(栅距2-3mm)拦截，从而随水流进入后续的生物反应池和污泥处理系统；其中，重质杂质将在构筑物底部沉积，并随着工艺运行周期的延长而累积；在污泥处理系统中，这些杂质由于污泥浓缩的作用而被富集，从而影响管道系统及处理设备运行的稳定性和使用寿命。

目前，国内一些大型污水处理厂(如上海白龙港污水厂，重庆鸡冠石污水厂等)普遍存在沉砂池处理效果不佳，超细砂难沉降去除的问题，导致污泥中含砂量较大；有报告指出，污泥中含砂量约为20％～50％。而砂粒在生化池和污泥处理系统的累积将大大减少池体的有效容积，对曝气设备产生不利影响，加剧水泵及脱水设备的磨损，并影响絮凝效果降低污泥成饼率。因此，在污水厂的升级改造中，强化和细化沉砂处理成为了一个重要的设计要素。

而在雨水泵站和雨污合流系统中，由于合流溢流中含有未经处理的生活污水、工业废水及雨水径流，各种污染物及颗粒物的浓度较大，且合流溢流量大，成为受纳水体的主要污染源之一。为减少雨污合流溢流对天然水体的直接污染，往往增加机械格栅、旋流沉砂池等一级处理构筑物。而降雨量通常很不均匀，造成雨水径流流量变化非常大，使得沉砂池水力负荷高，颗粒物去除效果不佳。

针对污水(雨水、雨污合流、河道水等)中杂质的分离，国内外工程实践中常用的方法有机械细格栅、旋流分离器、毛发过滤器等，但由于格栅栅距较大，一般只能分离粒度大于1mm以上的杂质；旋流沉砂池则不耐水量冲击负荷，且对超细砂去除效果不佳；而毛发过滤器则主要拦截水中较大固体杂物，对分离砂粒等细微颗粒物处理效果不好。因此，开发高效节能、自动化控制的水中杂质分离的预处理方法对于污水厂升级改造、雨污合流系统的污染控制、河道景观的改善等都有着积极的作用。

发明内容

本发明目的在于提供一种能够有效地将水中不同粒径的有机、无机杂质分离，减少其在后续生物系统中的累积、减少对污泥处理设备及管道系统的磨损、降低雨污合流溢流对河道水体的污染，改善河道水体景观，且操作方便，投资省且运行能耗低的水中杂质分离的预处理方法。

本发明预处理方法通过杂质筛分系统和杂质收集系统实现。杂质筛分系统由反应器、微网筛分装置和曝气装置组成，曝气装置设置在微网筛分装置下方，在微网表面产生流动剪切力，以防止杂质在微网表面附着。微网筛分装置由膜支架和微网元件组成，微网元件由微网膜制成，微网膜的孔径为0.01mm～1.0mm，根据水处理要求设置，微网膜可以为涤纶、锦纶、尼龙、钢丝网或其他具有一定表面光洁度、机械强度和均匀孔径的材料。杂质筛分系统根据处理对象的不同，采用单级筛分系统、两级筛分系统或者多级串联组成的筛分系统，根据处理要求，每个筛分系统中选用不同孔径的微网膜，各个筛分系统通过虹吸自流管连接，实现杂质的逐级筛分，提高处理精度。另外，在每个筛分系统中，采用一段反应器或者将多段反应器进行串联，对杂质进行逐级浓缩。杂质收集系统由杂质收集装置和尾水收集装置组成，浓缩杂质被筛网拦截，少量的滤液混入微网出水进入后续的生物处理系统。处理水通过水泵或由其他方式引入杂质筛分系统的反应器内，由微网膜组件将大于微网孔径的杂质拦截在反应器内，微网出水由虹吸自流管收集后排出系统或进入下一级筛分系统，微网出水的过程中，需曝气装置对微网膜组件进行冲刷，以维持微网一定的水通量和清洗周期。处理水中的杂质经过反应器浓缩。然后，浓缩杂质通过溢流管进入杂质收集系统，被收集后由外运设备输出系统，滤液则被尾水收集装置汇集，混入微网出水输出反应器。