CN103816715A - 雨污分离装置及其雨污分离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及固液分离技术领域，具体的说是一种雨污分离装置及其雨污分离方法，所述方法包括步骤：a.合流污水进入圆柱型旋流筒体，沿着旋流通道流动，沿圆柱曲面并切线加速流出底端出口；b.经过旋流后的合流污水剧烈旋转，使得比重较大的杂物和颗粒物聚集到旋流的中心，并下沉至细滤筒底部，清液部分则从细滤筒侧壁的细滤网孔中流出；c.比重较大的杂物和颗粒物进入粗滤篮，将大块杂物截留。本发明将较脏的雨水直接分解成二股水流一堆杂物，约90%较清澈雨水流、约10%含泥沙的污水流以及大块杂物，流经分离的雨水再进入河道后大大减轻了污染负荷，污水厂的处理成本很低。
Description
[技术领域]
本发明涉及固液分离技术领域，具体的说是一种布置在市政管网中将含有污物、杂质、油污的污水进行自动分流和消解的雨污分离装置及其雨污分离方法。
[背景技术]
沿海旅游区的河道改造治理时，往往因旅游旺季和雨季，使得废水量增加，并随着雨水一起排到河中，而且周围一些小型的海鲜加工厂也会排放含油脂的污水进入管道中，这样河水发黑，河底的淤泥很厚也不断散发臭味，游客和居民对环境投诉很多。
虽然附近已建造了一座污水处理厂，但由于水量大时污水厂来不及处理，现有技术是将含有污物的雨水直接排放河道或者输送到污水厂，其中：
排到河道之前格栅清除中的缺点是只能去处其中部分杂物（如大块漂浮杂物）而不能去除油污和控制流量，因此也会引起河水受污染；
直排到污水厂中的缺点是增加污水厂的负荷，用电量增加、机械设备运行损耗、操作人员耗时耗力，雨量大的时段来不及处理。
因此亟待一种高处理量的雨污分离装置实现降低油脂类污水的污染程度；减少管网和油池、泵站中的油脂积聚；增加水体的透气性，使水充氧率增加，水质改善。提供在市政管网中将含有污物、杂质、油污的污水进行自动分流和消解。
[发明内容]
本发明的目的在于设计一种集成管网水处理装置，可用于河道、湖泊水治理，旧区合流污水治理等的分离。其涉及到三个技术难点：分离雨水中的大块杂物、沙泥的旋流分离；消除水中油污的微生物除油脂；水流量过大时的节流。
为实现上述目的设计一种雨污分离装置，包括筒体、进水管口、出水管口、污水管口及底座，筒体设于底座上，其特征在于：所述筒体内纵向依次设有上中下三部腔体，上部腔体内设有旋流筒体组件，中部腔体内设有细滤筒，下部腔体内设有粗滤篮，所述旋流筒体组件、细滤筒及粗滤篮之间呈纵向首尾连通；所述旋流筒体组件的进口与进水管口相连，所述旋流筒体组件的底端出口与细滤筒顶端进口相连，所述细滤筒上设有与出水管口相连的侧端出口，所述细滤筒的底端出口与粗滤篮顶端进口相连，所述污水管口设于底座，并与粗滤篮底端出口相接，所述污水管口通过管道连接至污水处理站，所述出水管口通过管道连接至雨水井。
所述筒体由上中下三部分筒体分段纵向叠加而成，所述上中下三部分筒体内腔分别形成上部腔体、中部腔体、下部腔体。
所述旋流筒体组件的下端面上设有防旋槽，细滤筒的上端面上设有防旋板，旋流筒体组件的下端面通过防旋槽及防旋板与细滤筒的上端面嵌合固定；所述细滤筒的筒径大于粗滤篮筒径，细滤筒内向下嵌套连接粗滤篮，所述细滤筒的底部设有细格栅，所述粗滤篮的底部设有粗格栅，在粗格栅下部还设有一锥形漏斗状腔体并带出流管，将泥沙水收集后引流至污水管。
所述旋流筒体组件包括圆柱型旋流筒体，所述圆柱型旋流筒体的侧板上切向设有进口，所述圆柱型旋流筒体的底板中央设有底端出口，所述圆柱型旋流筒体内设有环绕圆柱型旋流筒体内壁固定的旋流通道，所述旋流通道的流径逐渐缩小，实现水流流速加快，同时引导水流沿圆柱曲面并切线加速流出底端出口，所述圆柱型旋流筒体的顶部侧端面上还设有溢流口。
所述进水管口与旋流筒体组件进口之间还设有竖板，所述竖板上开孔，并预留螺栓孔用于安装固定节流阀，所述节流阀底部设置导流板。
所述细滤筒的侧旁设有由隔油围板、除油芯筒构成的除油组件，所述隔油围板固定于中部腔体的顶板处，所述隔油围板的侧旁设有若干除油芯筒，所述除油芯筒内吊装GSOL微生物和酶的组合物，并用尼龙绳悬吊挂于筒体顶部。
所述筒体顶部设有侧开合的上盖，装上玻璃钢筒体的上盖，使内部称为完整的工作单位，采用胶结并喷涂玻璃纤维层；所述上盖内径大于粗滤筒外径。进行清理时，粗滤筒可以从上盖内侧提出来和放下去，较大块的杂物如：塑料、碎布、棉纸等就会堆积在粗滤网篮中，定期可以将粗滤网提出，倒掉杂物至垃圾车中，也可以采用吸污车，开到HCSS雨污分离站附近，打开井盖后用吸污软管直接吸除此类垃圾，方便清污等操作。
一种如上述雨污分离装置的雨污分离方法，采用连续偏离、切向水流分离方法，实现过滤、分离和截留雨水管网中的碎片、沉淀物以及油脂，包括以下步骤：
a.旋流：合流污水通过进水管口流入雨污分离装置内后，首先进入旋流筒体组件，合流污水经由圆柱型旋流筒体的侧板上的切向进口进入圆柱型旋流筒体，并沿着环绕圆柱型旋流筒体内壁固定的旋流通道流动，所述旋流通道的流径逐渐缩小，实现水流流速加快，同时引导水流沿圆柱曲面并切线加速流出底端出口，并经由圆柱型旋流筒体的底板中央的底端出口流入细滤筒；
b.固液一次分离：经过旋流后的合流污水带着剧烈的旋转，使得比重较大的杂物和颗粒物聚集到旋流的中心，并逐渐下沉至细滤筒底部，而清液部分则从细滤筒侧壁的细滤网孔中流出，同时由于水流的旋转，也使滤网孔得到不断的冲洗，不会引起堵塞；
c.固液二次分离：比重较大的杂物和颗粒物聚集到旋流的中心经由细滤筒底端出口进入粗滤篮，粗滤篮中的粗滤网将大块杂物截留，泥沙等污水经过粗滤篮底部的粗格栅渗流到下部的锥形漏斗状腔体并通过底座的污水管口将泥沙水收集后引流至污水管，之后可以排放到污水厂处理。
在合流污水进入旋流筒体组件之前还可通过节流阀控制流量，以使进入的污水得到充分处理。
经过固液一次分离后的上层清液仍含有油脂，由于水中的油污比重小，浮于水上部，隔油围板将油污节流在一定范围内，并经由除油芯筒内的微生物和酶的组合物分解除油后，可消除污染和发臭源，最后经细滤筒的侧端出口与出水管口相连。
本发明提供的雨污分离装置及其雨污分离方法，可将较脏的雨水直接分解成二股水流一堆杂物，具体包括：一股经过滤去除杂质和消解油脂的较清澈雨水流，约为总流量的90%；一股含泥沙的污水流，约为总流量的10%；一堆被拦聚的大块杂物，积留在粗滤篮内，这样流经分离的雨水再进入河道后大大减轻了对自然生态的污染负荷，而分离后的污水流则进入污水厂处理，由于污水量少且集中，污水厂的处理成本很低。
性能归纳：
1）螺旋水流技术，有效去除可沉淀性杂质和漂浮型污物、油脂；强化性截污能力，可去除80%以上的固体杂物；漩涡腔—强化细颗粒去污（最小50微米）；
2）灵活、集成式设计。具体的说，占地空间小、布置灵活、工期短；单管或组合多管进水均可特殊设计、串联配合加药可二级深化治水；土建挖深量小、安装快捷；
3）节流阀使用降低进水流速、延长滞留时间，保证处理流量的前提下维持处理效果；
4）GSOL微生物除油芯筒，消除油脂等发臭源，清洁河道、污水厂、水厂。
[附图说明]
图1为本发明雨污分离装置的主剖视图；
图2为本发明雨污分离装置的侧剖视图；
图3为本发明雨污分离装置的俯剖视图；
图中1.进水管口2.出水管口3.污水管口4.旋流筒体组件5.细滤筒6.粗滤篮7.隔油围板8.除油芯筒9.节流阀10.溢流口11.筒体12上盖。
[具体实施方式]
现结合附图及具体实施例对本发明的技术方案作进一步阐述，相信对本领域技术人员来说是清楚的。
本实施例的雨污分离装置，设计规格上采用3000吨/天、6000吨/天、10000吨/天、60000吨/天等处理量，最大处理流量为1400L/S（12万m3/日），也可多座分离站并联组合适应更大水量。如图1至3所示，包括筒体、进水管口1、出水管口2、污水管口3及底座，筒体11设于底座上，而筒体11是由玻璃钢材质并采用模块式制成，筒体11内纵向依次设有上中下三部腔体，所述筒体也可由分段成型制作的上中下三部分筒体分段纵向叠加而成，并经由胶结再喷刷玻璃钢纤维使之成为一体，上中下三部分筒体内腔分别形成上部腔体、中部腔体、下部腔体。
步骤一，在上盖12装接之前，先在中部腔体内放入具有0.5-1mm细孔圆柱滤网的细滤筒5，放置时应与筒体11底部玻璃钢横板的大孔同心，所述细滤筒5的筒径大于粗滤篮6筒径，在细滤筒5内向下嵌套连接粗滤篮6至下部腔体，二者法兰面相贴合，且二只滤筒的法兰上均设计有防旋板和防旋槽相互配合，便于提上和放下并防止旋转。所述细滤筒5的底部设有细格栅，所述粗滤篮6的底部设有粗格栅，在粗格栅下部还设有一锥形漏斗状腔体并带出流管，将泥沙水收集后引流至污水管。
步骤二，在上部腔体内安装旋流筒体组件4，并用圆周布置的6只螺栓固定，防止其工作时受水流冲击而旋转。所述旋流筒体组件4的下端面上设有防旋槽，细滤筒5的上端面上设有防旋板，旋流筒体组件4的下端面通过防旋槽及防旋板与细滤筒5的上端面嵌合固定，因此放置时注意旋流筒的防旋槽与细滤筒的上端防旋板嵌合，防止旋转。
所述旋流筒体组件4包括均采用不锈钢304材料焊接固定的圆柱型旋流筒体，所述圆柱型旋流筒体的侧板上切向设有进口，所述圆柱型旋流筒体的底板中央设有底端出口，所述圆柱型旋流筒体内设有环绕圆柱型旋流筒体内壁固定的旋流通道，所述旋流通道的流径逐渐缩小，实现水流流速加快，同时引导水流沿圆柱曲面并切线加速流出底端出口，所述圆柱型旋流筒体的顶部侧端面上还设有溢流口。
步骤三，将所述旋流筒体组件4的进口与进水管口1相连，所述旋流筒体组件4的底端出口与细滤筒5顶端进口相连，所述细滤筒5上设有与出水管口2相连的侧端出口，所述细滤筒4的底端出口与粗滤篮6顶端进口相连，即实现所述旋流筒体组件4、细滤筒5及粗滤篮6之间呈纵向首尾连通。所述污水管口3设于底座，并与粗滤篮6底端出口相接，所述污水管口3通过管道连接至污水处理站，所述出水管口通过管道连接至雨水井。所述进出水管口和污水管口设计成无法兰形式，与市政管道嵌接后，用水泥弥缝防止运行时漏水。
步骤四，在进水管口1与旋流筒体组件4进口之间安装竖板，所述竖板上开孔，并预留螺栓孔用于安装固定节流阀9，所述节流阀9底部设置导流板。根据GB规范，进水管径按照流速0.7-1.2m/s之间设定管径，考虑到进水量浮动变化，在低于设计值时自然流动到腔体中；当高于设计流量时，设置节流阀9使进入腔体内的水量恒定，并进行分离；同时设定旁通管溢流到下游出水管口。
步骤五，在筒体11顶部安装侧开合的上盖12，使内部称为完整的工作单位，并采用胶结并喷涂玻璃纤维层。上盖内径大于粗滤筒外径。进行清理时，粗滤筒可以从孔内侧提出来和放下去，方便清污等操；
步骤六，在细滤筒5的侧旁设有由隔油围板7、除油芯筒8构成的除油组件，所述隔油围板7固定于中部腔体的顶板处，所述隔油围板7的侧旁设有若干除油芯筒8，所述除油芯筒8内吊装GSOL微生物和酶的组合物，并用尼龙绳悬吊挂于筒体顶部的上盖12，放置位置是使芯筒的圆柱体上端浸没至旋流筒底板下的水中，目测低于底板5-10cm即可，尼龙绳上端拴在盖口的挂钩上，更换时也同样操作。
上述雨污分离装置的雨污分离方法，采用连续偏离、切向水流分离方法，实现过滤、分离和截留雨水管网中的碎片、沉淀物以及油脂，包括以下步骤：
a.旋流：合流污水通过进水管口流入雨污分离装置内后，首先进入旋流筒体组件，合流污水经由圆柱型旋流筒体的侧板上的切向进口进入圆柱型旋流筒体，并沿着环绕圆柱型旋流筒体内壁固定的旋流通道流动，所述旋流通道的流径逐渐缩小，实现水流流速加快，同时引导水流沿圆柱曲面并切线加速流出底端出口，并经由圆柱型旋流筒体的底板中央的底端出口流入细滤筒；在合流污水进入旋流筒体组件之前还可通过节流阀控制流量，以使进入的污水得到充分处理。
b.固液一次分离：经过旋流后的合流污水带着剧烈的旋转，使得比重较大的杂物和颗粒物聚集到旋流的中心，并逐渐下沉至细滤筒底部，而清液部分则从细滤筒侧壁的细滤网孔中流出，同时由于水流的旋转，也使滤网孔得到不断的冲洗，不会引起堵塞；
c.固液二次分离：比重较大的杂物和颗粒物聚集到旋流的中心经由细滤筒底端出口进入粗滤篮，粗滤篮中的粗滤网将大块杂物截留，泥沙等污水经过粗滤篮底部的粗格栅渗流到下部的锥形漏斗状腔体并通过底座的污水管口将泥沙水收集后引流至污水管，之后可以排放到污水厂处理。较大块的杂物如：塑料、碎布、棉纸等就会堆积在粗滤网篮中。定期可以将粗滤网提出，倒掉杂物至垃圾车中，也可以采用吸污车，开到HCSS雨污分离站附近，打开井盖后用吸污软管直接吸除此类垃圾。
d.经过固液一次分离后的上层清液仍含有油脂，由于水中的油污比重小，浮于水上部，隔油围板将油污节流在一定范围内，并经由除油芯筒内的微生物和酶的组合物分解除油后，可消除污染和发臭源，最后经细滤筒的侧端出口与出水管口相连。除油芯筒是微生物和酶的组合，可以在短时间（30分钟后激活）快速成倍繁殖，并附着在固定壁上，它会把硝酸氮和亚硝酸氮作为营养源来吸收。其碳吸收量远远高于其它自然菌种，在处理过程中氨的含量被降低。这种脱氮作用可将有机物（油脂类）彻底氧化为二氧化碳和水，随着对碳的吸收，出水BOD5、COD降低到排放标准值以提高水质，每隔约2个月更换一次即可。
Claims (10)
1.一种雨污分离装置，包括筒体、进水管口、出水管口、污水管口及底座，筒体设于底座上，其特征在于：所述筒体内纵向依次设有上中下三部腔体，上部腔体内设有旋流筒体组件，中部腔体内设有细滤筒，下部腔体内设有粗滤篮，所述旋流筒体组件、细滤筒及粗滤篮之间呈纵向首尾连通；所述旋流筒体组件的进口与进水管口相连，所述旋流筒体组件的底端出口与细滤筒顶端进口相连，所述细滤筒上设有与出水管口相连的侧端出口，所述细滤筒的底端出口与粗滤篮顶端进口相连，所述污水管口设于底座，并与粗滤篮底端出口相接，所述污水管口通过管道连接至污水处理站，所述出水管口通过管道连接至雨水井。
2.如权利要求1所述的一种雨污分离装置，其特征在于：所述筒体由上中下三部分筒体分段纵向叠加而成，所述上中下三部分筒体内腔分别形成上部腔体、中部腔体、下部腔体。
3.如权利要求1所述的一种雨污分离装置，其特征在于：所述旋流筒体组件的下端面上设有防旋槽，细滤筒的上端面上设有防旋板，旋流筒体组件的下端面通过防旋槽及防旋板与细滤筒的上端面嵌合固定；所述细滤筒的筒径大于粗滤篮筒径，细滤筒内向下嵌套连接粗滤篮，所述细滤筒的底部设有细格栅，所述粗滤篮的底部设有粗格栅，在粗格栅下部还设有一锥形漏斗状腔体并带出流管，将泥沙水收集后引流至污水管。
4.如权利要求1或3所述的一种雨污分离装置，其特征在于：所述旋流筒体组件包括圆柱型旋流筒体，所述圆柱型旋流筒体的侧板上切向设有进口，所述圆柱型旋流筒体的底板中央设有底端出口，所述圆柱型旋流筒体内设有环绕圆柱型旋流筒体内壁固定的旋流通道，所述旋流通道的流径逐渐缩小，实现水流流速加快，同时引导水流沿圆柱曲面并切线加速流出底端出口，所述圆柱型旋流筒体的顶部侧端面上还设有溢流口。
5.如权利要求1所述的一种雨污分离装置，其特征在于：所述进水管口与旋流筒体组件进口之间还设有竖板，所述竖板上开孔，并预留螺栓孔用于安装固定节流阀，所述节流阀底部设置导流板。
6.如权利要求1所述的一种雨污分离装置，其特征在于：所述细滤筒的侧旁设有由隔油围板、除油芯筒构成的除油组件，所述隔油围板固定于中部腔体的顶板处，所述隔油围板的侧旁设有若干除油芯筒，所述除油芯筒内吊装GSOL微生物和酶的组合物，并用尼龙绳悬吊挂于筒体顶部。
7.如权利要求1所述的一种雨污分离装置，其特征在于：所述筒体顶部设有侧开合的上盖，所述上盖内径大于粗滤筒外径。
8.一种如权利要求1所述雨污分离装置的雨污分离方法，其特征在于：所述雨污分离方法采用连续偏离、切向水流分离方法，包括以下步骤：
a.旋流：合流污水通过进水管口流入雨污分离装置内后，首先进入旋流筒体组件，合流污水经由圆柱型旋流筒体的侧板上的切向进口进入圆柱型旋流筒体，并沿着环绕圆柱型旋流筒体内壁固定的旋流通道流动，所述旋流通道的流径逐渐缩小，实现水流流速加快，同时引导水流沿圆柱曲面并切线加速流出底端出口，并经由圆柱型旋流筒体的底板中央的底端出口流入细滤筒；
b.固液一次分离：经过旋流后的合流污水带着剧烈的旋转，使得比重较大的杂物和颗粒物聚集到旋流的中心，并逐渐下沉至细滤筒底部，而清液部分则从细滤筒侧壁的细滤网孔中流出，同时由于水流的旋转，也使滤网孔得到不断的冲洗，不会引起堵塞；
c.固液二次分离：比重较大的杂物和颗粒物聚集到旋流的中心经由细滤筒底端出口进入粗滤篮，粗滤篮中的粗滤网将大块杂物截留，泥沙等污水经过粗滤篮底部的粗格栅渗流到下部的锥形漏斗状腔体并通过底座的污水管口将泥沙水收集后引流至污水管，之后可以排放到污水厂处理。
9.如权利要求8所述的雨污分离方法，其特征在于：在合流污水进入旋流筒体组件之前还可通过节流阀控制流量，以使进入的污水得到充分处理。
10.如权利要求8所述的雨污分离方法，其特征在于：经过固液一次分离后的上层清液仍含有油脂，由于水中的油污比重小，浮于水上部，隔油围板将油污节流在一定范围内，并经由除油芯筒内的微生物和酶的组合物分解除油后，可消除污染和发臭源，最后经细滤筒的侧端出口与出水管口相连。
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