CN108423917A - 一种用于雨水泵站的污染物削减组合装置及其工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水、废水、污水或污泥的处理技术领域，具体是一种用于雨水泵站的污染物削减组合装置及其工艺，包括前池水原位处理装置、前池水异位处理装置和廊道净化装置，前池水原位处理装置包括曝气装置，前池水异位处理装置包括提升泵和澄清装置，廊道净化装置包括拦污消浪网、生物膜反应器、曝气系统，廊道净化装置设置在排放口处。本发明对雨水泵站水体从前池到排放进行全方位的净化处理，能有效削减泵站污水污染物，提升泵站放江水质，对于改善河道黑臭具有显著效果。本发明可显著提升水的透明度，打破营养平衡，抑制藻类及富营养化，出水可达到二类水质标准。本发明占地面积小，可根据泵站布局调整分布，用药量少，全自动控制，运行维护方便。
Description
技术领域
本发明涉及水、废水、污水或污泥的处理技术领域，具体是一种用于雨水泵站的污染物削减组合装置及其工艺。
背景技术
城市河道黑臭的主要原因包括泵站放江、不利的水动力条件、上游水源条件差、河道功能被异化、水生态系统被破坏等。其中泵站放江导致大量外源性污染物进入河道，生活污水和垃圾及各种重金属等都会引起水体黑臭，是河道水质急剧下降变成黑臭水体的主要原因。
泵站通过放江途径进入河道的主要污染源为污泥、污水和初期雨水等三类，其主要来源及远、近期工程措施如下：
1、污泥主要来源为混接污水中的污泥和在雨水冲刷下的管道污泥。远期需建立完善的定期管道疏浚及泵站污泥清掏的工程措施及规范标准。近期可设置污泥处理系统。
2、旱流污水主要来源为雨污水管道混接错接导致的生活污水进入雨水管道、道路冲洗/路边洗车等污废水经由管道雨水收集口进入雨水管道、其它因素包括阳台洗衣机污水经建筑物雨水立管排入雨水管道等。远期应对雨污混接管网进行摸排、管网改造，完善排水管网。近期可设置污水处理系统。
3、初期雨水主要来源为地表径流污染及对管道的冲刷污染。有调查结果表明，上海市地表径流污染情况相当严重，地表径流水质主要受生活废弃物的污染，其中可生物降解有机物所占比例较大。远期需加快海绵城市建设，对初期雨水进行预过滤净化。近期暂不考虑。
综上所述，远期工程措施能从根本上解决泵站放江污染物的问题，但由于管网改造周期长，污染在短期难实施完成。因此，当前将污染物削减后排河，是解决泵站放江污染较为有效且可行的措施。
国内外对于泵站放江污染物削减的研究较少，无相关的系统性研究。一方面受资金和实施条件的限制，推广进度慢；另一方面，缺少从污染源减量至入河末端处理的系统性研究。因此，应根据我国城市水污染的成因特点，开展系统研究，构建泵站放江污染物削减技术体系，切实有效控制和削减入河污染源。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述技术问题，提供一种用于雨水泵站污染物削减的组合工艺，包括前池水原位处理、前池水异位处理、放江水廊道净化三个部分，提供泵站水体治理全方位解决方案，提升泵站放江水质，对于改善河道黑臭具有显著效果。
为实现上述目的，提供一种用于雨水泵站的污染物削减组合装置，所述雨水泵站包括前池及排放口，所述的污染物削减组合装置包括前池水原位处理装置、前池水异位处理装置和廊道净化装置，所述的前池水原位处理装置包括曝气装置，所述的前池水异位处理装置包括提升泵和澄清装置，所述的廊道净化装置包括拦污消浪网、生物膜反应器、曝气系统，所述的廊道净化装置设置在排放口处。
所述的澄清装置包括进水管、与进水管连接的反应池、设置在反应池下游的沉淀区、管道混合器、加药系统、脱水机、出水管，所述的反应池通过管道混合器连接加药系统，所述的沉淀区包括预沉区和高效沉淀池，所述的高效沉淀池包括刮泥机、导流板，所述的导流板为斜向设置，所述的导流板下方设有污泥回收装置，所述高效沉淀池连接出水管，所述的污泥回收装置连接脱水机。
所述的反应池包括T1反应池和T2反应池，所述的T1反应池和T2反应池分别通过一管道混合器连接加药系统，所述的T1反应池和T2反应池内均设有搅拌机。
在所述的T1反应池内加入混凝介质，所述的T2反应池由加药系统通过管道混合器加入絮凝剂PAM。
所述的混凝介质定义为能与絮体结合，并加大絮体的大小、增加絮体密度、加速絮体的沉降的物质，所述的混凝介质为磁粉或砂或活性炭或无烟煤。
所述的高效组合澄清装置还包括一介质回收系统，所述的高效沉淀池通过出水管连接介质回收系统，所述的介质回收系统内设有介质分离器和超磁分离机。
所述的廊道净化装置包括若干块拦污生态栅，所述的拦污生态栅顶部采用聚乙烯浮标球，拦污生态栅底部与素砼块连接固定，在排水口外设置两层拦污消浪网，两层拦污消浪网中间设置生物膜反应器和曝气系统。
所述的生物膜反应器中填充有生物填料。
该雨水泵站污染物削减组合装置的工艺包括以下步骤：
a.原位处理，即在前池中投加微生物菌剂并通过曝气装置曝气；
b.通过提升泵将前池水泵入澄清装置进行异位处理；
c.从澄清装置异位处理后的水回到前池循环或直接排河；
d.排河前经过廊道净化装置，通过拦污消浪网及微生物进一步净化。
投加微生物菌剂前确认水体溶解氧大于4mg/L，投放时应尽量均匀分布泼洒。
本发明对雨水泵站水体从前池到排放进行全方位的净化处理，通过前池水原位处理装置、前池水异位处理装置、放江水廊道净化系统，能有效削减泵站污水污染物，提升泵站放江水质，对于改善河道黑臭具有显著效果。首先通过投加微生物菌剂和曝气对前池水进行原位处理，接着将前池水经提升泵进入高效组合澄清装置，异位处理后循环或直接排河，最后在排放口处设置一套廊道净化系统，强化处理效果。本发明可有效去除污水中的COD、BOD、SS、NH3-N、TP，显著提升透明度，打破营养平衡，抑制藻类及富营养化，出水可达到地表水二类水质标准。本发明所涉及的设备占地面积小，可根据泵站布局调整分布，用药量少，全自动控制，运行维护方便。
附图说明
图1为本发明实施例的工艺流程示意图；
图2为本发明实施例的前池水异位处理装置的流程示意图；
图3为本发明实施例的放江水廊道净化系统的平面布置示意图；
如图所示，图中：1.拦污消浪网 2.生物膜反应器 3.曝气系统 4.微生物菌剂 5.曝气装置 6.前池 7.澄清装置 8.泵站 9.河道 10.泵站排放口 11.前池水原位处理装置 12.前池水异位处理装置 13.廊道净化装置 a.循环或排河 b.排河
201.进水泵 202.系统进水 203.混凝剂 204.混凝介质 205.超磁分离机 206.介质分离器 207.絮凝剂 208.剩余污泥 209.污泥回流 210.系统产水 211.回流污泥 212.剩余污泥 213.T1反应池 214.T2反应池 215.高效沉淀池 216.叠螺脱水机 217.污泥外运。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明包括前池水原位处理装置、前池水异位处理装置、廊道净化装置三个部分，处理后的出水能达到地表水二类水质标准。
前池水原位处理装置，包括风机曝气及投加微生物菌剂。在泵站前池中增设曝气装置，曝气机功率不能过大，应尽量采用对底部干扰较小的曝气方式。
优选地，所述泵站前池中投加微生物菌剂，投放前应确认水体溶解氧大于4mg/L，投放时应尽量均匀分布泼洒。
前池水异位处理装置，将前池水通过泵提升入高效组合澄清装置进行处理，出水回到前池循环或直接排河。高效组合澄清装置流程如图2所示，包括T1反应池、T2反应池、预沉区、高效沉淀池、介质回收系统、叠螺脱水机、配套加药系统。其中：
如图2所示，泵站蓄积的旱流污水经进水泵201提升入进水管，随后进入T1反应池213，混凝剂PAC通过管道混合器加入，在T1反应池内加入混凝介质，和混凝絮体有效结合，固体颗粒物得到混凝。T1反应池内配置搅拌机，需要快速较高的搅拌强度，反应时间1-2分钟。T1反应池所加的混凝介质选用多样化，可采用磁粉、砂、活性炭、无烟煤等介质。后续介质回收系统可以回收大部分的介质，但不能全部回收，需根据使用情况向T1反应池内补充介质。
T2反应池内投加絮凝剂PAM，形成大颗粒、高密度的矾花。为了防止介质沉降，同时可以有效的形成絮状颗粒，T2反应池需要一定的搅拌强度，池内配置有搅拌机。理想的絮状颗粒直径为大约2毫米。
优选地，所述T1反应池和T2反应池内投加的混凝介质、絮凝剂均通过自控系统全程同步在线控制，以满足所需要的加药量。
澄清装置还包括预沉区和高效沉淀池，在前一段形成的絮凝水通过水力隔墙和沉淀池之间的淹没堰进入预沉区，绝大部分的悬浮固体在该区沉淀并浓缩。高效沉淀池215池内采用斜板沉淀和刮泥机，使污泥快速沉降至污泥斗中，实现固液分离，降低SS，提高透明度。处理后的水经出水管流出。
优选地，所述高效沉淀池中采用斜板设计，一方面提高了水力上升流速，节约占地；另一方面将预沉区逃逸的剩余矾花进一步分离，保证出水澄清。所述沉淀区上部采用出水堰型设计，进一步降低出水SS浓度。
优选地，所述污泥斗中的沉淀污泥分两路设计，其中一路为回流污泥，通过回流污泥泵回流至T2反应池。另一路为剩余污泥，通过污泥泵进入介质分离设备，分离的介质回至T1反应池内循环利用，分离的污泥进入叠螺脱水机系统进行污泥脱水处理。污泥泵采用变频控制，可以控制污泥回流量。
在系统调试的初始阶段，所有污泥要回流至T1反应池内，以形成池体内大量有效的固体物质。一旦系统内的固体物质充足，就要提高剩余污泥排放量，以保证系统内的固体物质量处于稳定状态。剩余污泥排放率可以通过仔细观测沉淀池内污泥层厚度来确定。
澄清装置还包括介质回收系统，对前段反应出水中带出的介质采用专门装置进行有效分离，以使介质得到循环使用，介质补给量很少。
优选地，所述介质回收系统可因地制宜选用不同类型的介质进行强化反应，且根据介质不同可串联或并联使用。
澄清装置还包括叠螺脱水机，剩余污泥可脱水至含水率75%左右，委外处理。优选地，所述叠螺脱水机独特的动、静环滤缝结构使得设备不易堵塞，减少冲洗水量，减少内循环负担。自动控制，不需人员操作，机体轻巧，经久耐用。
放江水廊道净化系统平面布置如图3所示，包括拦污消浪网、生物膜反应器、曝气系统：
拦污消浪网顶部采用聚乙烯浮标球，让设施悬浮，可以在不同水位下工作。整个拦污消浪设施由数块拦污生态栅组成，每小块是高300mm*宽500mm，采用迎水侧消浪拦污生态栅+透水或不透水材料。为防止水流往复流动造成拦污网晃动，在两侧均设置锦纶拉绳，拉绳顶端与浮球相连，底端通过挂钩与C30素砼块连接固定。生态栅的下端为沙土袋，其固定作用，上端通过浮标球底部挂钩与浮标球连接。
优选地，所述网的表面可以形成微生物挂膜，改善水质。在排水口外设置两层拦污消浪网，两层中间设置生物膜反应器和曝气系统。生物膜反应器通过生物膜上微生物的作用降解、截留污染物。优选地，所述生物膜反应器采用框架式单体结构，安装、更换方便；生物膜反应器中填充有生物填料，填料的巨大比表面积能为微生物的生长、繁殖提供良好的场所，为微生物的生长创造良好的条件，通过微生物的新陈代谢来降解水中的污染物，净化水质。曝气系统通过风机给净化廊道提供风曝气，可采用射流曝气或微孔曝气方式。
本发明对雨水泵站水体从前池到排放进行全方位的净化处理，通过前池水原位处理装置、前池水异位处理装置、放江水廊道净化系统，能有效削减泵站污水污染物，提升泵站放江水质，对于改善河道黑臭具有显著效果。首先通过投加微生物菌剂和曝气对前池水进行原位处理，接着将前池水经提升泵进入高效组合澄清装置，异位处理后循环或直接排河，最后在排放口处设置一套廊道净化系统，强化处理效果。高效组合澄清装置在传统混凝沉淀工艺基础上改进，通过投加介质，加大絮体的大小，增加絮体密度，加速絮体的沉降。介质选用多样化，可采用磁粉、砂、活性炭、无烟煤等介质，均可通过介质分离设施使介质在系统内循环利用。本发明可有效去除污水中的COD、BOD、SS、NH3-N、TP，显著提升透明度，打破营养平衡，抑制藻类及富营养化，出水可达到二类水质标准。本发明所涉及的设备占地面积小，可根据泵站布局调整分布，用药量少，全自动控制，运行维护方便。
Claims (10)
1.一种用于雨水泵站的污染物削减组合装置，所述雨水泵站包括前池及排放口，其特征在于所述的污染物削减组合装置包括前池水原位处理装置、前池水异位处理装置和廊道净化装置，所述的前池水原位处理装置包括曝气装置，所述的前池水异位处理装置包括提升泵和澄清装置，所述的廊道净化装置包括拦污消浪网、生物膜反应器、曝气系统，所述的廊道净化装置设置在排放口处。
2.如权利要求1所述的一种用于雨水泵站的污染物削减组合装置，其特征在于所述的澄清装置包括进水管、与进水管连接的反应池、设置在反应池下游的沉淀区、管道混合器、加药系统、脱水机、出水管，所述的反应池通过管道混合器连接加药系统，所述的沉淀区包括预沉区和高效沉淀池，所述的高效沉淀池包括刮泥机、导流板，所述的导流板为斜向设置，所述的导流板下方设有污泥回收装置，所述高效沉淀池连接出水管，所述的污泥回收装置连接脱水机。
3.如权利要求2所述的一种用于雨水泵站的污染物削减组合装置，其特征在于所述的反应池包括T1反应池和T2反应池，所述的T1反应池和T2反应池分别通过一管道混合器连接加药系统，所述的T1反应池和T2反应池内均设有搅拌机。
4.如权利要求3所述的一种用于雨水泵站的污染物削减组合装置，其特征在于在所述的T1反应池内加入混凝介质，所述的T2反应池由加药系统通过管道混合器加入絮凝剂PAM。
5.如权利要求4所述的一种用于雨水泵站的污染物削减组合装置，其特征在于所述的混凝介质定义为能与絮体结合，并加大絮体的大小、增加絮体密度、加速絮体的沉降的物质，所述的混凝介质为磁粉或砂或活性炭或无烟煤。
6.如权利要求1～5任一所述的一种用于雨水泵站的污染物削减组合装置，其特征在于所述的高效组合澄清系统还包括一介质回收系统，所述的高效沉淀池通过出水管连接介质回收系统，所述的介质回收系统内设有介质分离器和超磁分离机。
7.如权利要求1所述的一种用于雨水泵站的污染物削减组合装置，其特征在于所述的廊道净化装置包括若干块拦污生态栅，所述的拦污生态栅顶部采用聚乙烯浮标球，拦污生态栅底部与素砼块连接固定，在排水口外设置两层拦污消浪网，两层拦污消浪网中间设置生物膜反应器和曝气系统。
8.如权利要求1所述的一种用于雨水泵站的污染物削减组合装置，其特征在于所述的生物膜反应器中填充有生物填料。
9.一种采用如权利要求1所述的雨水泵站污染物削减组合装置的工艺，其特征在于该工艺包括以下步骤：
a.原位处理，即在前池中投加微生物菌剂并通过曝气装置曝气；
b.通过提升泵将前池水泵入澄清装置进行异位处理；
c.从澄清装置异位处理后的水回到前池循环或直接排河；
d.排河前经过廊道净化装置，通过拦污消浪网及微生物进一步净化。
10.如权利要求9所述的一种用于雨水泵站的污染物削减组合装置的工艺，其特征在于投加微生物菌剂前确认水体溶解氧大于4mg/L，投放时应尽量均匀分布泼洒。
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