CN113144698B - 一种砂渣共除的高效预处理系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种砂渣共除的高效预处理系统及工艺，预处理系统包括除渣单元和除砂单元，除渣单元包括水力旋流器，除砂单元包括孔板格栅设备；水力旋流器的溢流口与孔板格栅设备的进水端相连通，水力旋流器利用离心力沉降分离砂粒和栅渣，孔板格栅设备用于进一步拦截砂粒和栅渣；本预处理系统，采用先除砂后先除渣的方式来进行市政污水预处理，既可以显著提高除砂效率，对于100um以上细砂的去除率可以达到90％，可以有效防止细砂进入后续处理单元，从而可以有效降低工艺设备及管道的磨损、避免出现MLVSS/MLSS下降、污泥产率升高、后续污泥处理难度大等问题，又可以高精度、高去除率的进一步拦截污水中的砂粒和栅渣，有利于提升渣/砂去除率。

Description

一种砂渣共除的高效预处理系统及工艺

技术领域

本发明涉及污水处理设备技术领域，具体涉及一种砂渣共除的高效预处理系统及工艺。

背景技术

污水预处理是污水进入传统的生物等处理工艺之前根据后续处理流程对水质的要求而设置的预处理设施，其主要作用是利用过滤与分离的原理实现除砂和除渣，在市政污水的预处理中，通常采用格栅来除渣、采用传统的旋流沉砂池来除砂。

然而，现有的市政污水预处理工艺中，普遍采用先除渣后除砂的方式进行污水预处理，一方面，导致除渣过程普遍存在过滤精度不够高、拦截效率低，密封性差、易堵塞，特别是对毛发、纤维物的拦截效果差，易造成后端工艺设备堵塞、膜缠绕等问题；另一方面，导致除砂过程普遍存在除砂效率低等问题，例如，现有除砂工艺对于200um以上砂粒的去除效率仅有65％左右，而对于占比约80％的200um以下细砂的去除率却低于10％；此外，由于先除渣后除砂，在除渣过程中，污水中砂粒会发生沉积，使得除渣的处理能力下降甚至发生堵塞；由于除砂过程不能有效拦截200um以下的细砂，使得细砂可以进入后续处理单元，容易造成工艺设备及管道磨损，并会在生化池内逐渐累积，减小有效池容，同时还会造成MLVSS/MLSS下降、污泥产率升高，严重影响生化处理效果，尤其是当污泥中无机砂含量高的情况下，还会进一步增大后续污泥处理的难度，亟待解决。

发明内容

本发明要解决现有市政污水预处理工艺中，采用先除渣后除砂的方式进行预处理时所存在的，除渣过程过滤精度和拦截效率低，容易因砂的沉积而堵塞，除砂过程的除砂效率低，容易加剧后续设备及管道磨损、堵塞、污水处理效果降低等问题，提供了一种砂渣共除的高效预处理系统，通过先除砂后先除渣的方式来进行市政污水预处理，可以有效解决所述技术问题，具体构思为：

一种砂渣共除的高效预处理系统，包括除渣单元和除砂单元，所述除渣单元包括水力旋流器，所述除砂单元包括孔板格栅设备；

所述水力旋流器的溢流口与孔板格栅设备的进水端相连通，水力旋流器利用离心力沉降分离砂粒和栅渣，所述孔板格栅设备用于进一步拦截砂粒和栅渣。在本方案中，水力旋流器的溢流口与孔板格栅设备的进水端相连通，即除渣单元设置于除砂单元的上游，污水先经过除渣单元后再进入除砂单元，也就是说，本方案采用先除砂后先除渣的方式来进行市政污水预处理，其中，设置于除渣单元中的水力旋流器，可以在离心力的作用下根据两相或多相之间的密度/粒度差来实现两相或多相分离，并利用旋转流场可以加速污水中的砂粒，尤其是无机颗粒沉降的原理，使得大于100um的砂粒以及比重大的颗粒、栅渣等，由于惯性较大，能够克服旋转流场的曳力形成外旋流，并可以在向下运动的过程中，通过水力旋流器下端的沉砂口排出；而粒度小于100um的砂粒、栅渣等，由于惯性小，沉降速度较慢，在一起向下运动的过程中由于水力旋流器锥体的收缩，因水力旋流器底部沉砂口的流通能力有限，迫使大部分水及水中惯性小的颗粒(包括粒度小于100um的砂粒、栅渣等)，可以从水力旋流器上方的溢流口排出，从而达到高效拦截100um以上细砂及部分易沉降栅渣的目的，而从溢流口排出的污水可以顺利进入孔板格栅设备，利用孔板格栅设备可以高精度、高去除率的进一步拦截污水中的砂粒和栅渣；

相比于现有技术，本系统利用先除砂后先除渣的方式来进行市政污水预处理，并结合水力旋流器与孔板格栅设备，一方面，可以显著提高除砂效率，对于100um以上细砂的去除率可以达到90％，可以有效防止细砂进入后续处理单元，从而可以有效降低工艺设备及管道的磨损、避免出现MLVSS/MLSS下降、污泥产率升高、后续污泥处理难度大等问题，从而可以有效解决上述技术问题；另一方面，结合孔板格栅设备，不仅可以高精度、高去除率的进一步拦截污水中的砂粒和栅渣，有效提升渣/砂去除率，而且可以大大降低了土建要求，减少占地及土建成本，对污水厂的建设、运营产生直接经济效益，从而可以解决经济性的问题；

此外，本方案中，由于水力旋流器在实际运行过程中需要0.06-0.12MPa左右的压力，且污水在通过孔板格栅设备时也需要一定的压力，本方案采用先除砂后先除渣的方式将水力旋流器布置于孔板格栅设备的上游，只需在水力旋流器的上游利用水泵为污水加压，使得污水可以顺利通过水力旋流器及孔板格栅设备即可，中途无需二次加压，既节约设备和能耗，又可以解决避免二次加压的问题。

为解决砂水分离的问题，进一步的，所述除渣单元还包括砂水分离器，所述砂水分离器的入水口与所述水力旋流器下端的沉砂口相连通，

砂水分离器的出水口通过管道与所述水力旋流器的进水口相连通，砂水分离器利用重力沉降实现砂水分离，且分离出的砂通过砂水分离器的出砂螺旋排出。通过设置砂水分离器，以便接收和处理从水力旋流器中分离出来的砂水混合物使得砂水混合物可以在重力作用下进行沉降，干净的水从砂水分离器出水口进入水力旋流器的前端工序，沉淀的砂通过出砂螺旋排出，解决了砂的高效分离问题。

为解决自动输送的问题，进一步的，所述砂水分离器的安装高度低于水力旋流器下端沉砂口的安装高度。使得砂水分离器的入水口与水力旋流器的沉砂口之间存在高度差，使得从水力旋流器中分离出来的砂水混合物可以在重力的作用下自动经由沉砂口和入水口进入砂水分离器。

为解决砂水混合物从水力旋流器进入砂水分离器的过程中产生大幅度紊流，不利于输送和砂水分离器分离的问题，进一步的，所述除渣单元还包括底流箱，所述底流箱设置于所述沉砂口的下方，用于承接从沉砂口排出的砂水混合物；砂水分离器的入水口通过管道与所述底流箱的下端相连通。通过在沉砂口的下方设置底流箱，以承接从上方分离出来的砂水混合物，可以有效消除下落过程中产生的紊流，从而可以起到缓和砂水混合物的作用，使得底流箱中的砂水混合物可以在自身重力的作用下，均匀且缓和的沿管道流入砂水分离器。

为解决提高水力旋流器底部沉砂口排砂浓度的问题，进一步的，还包括控制器和阀门，所述沉砂口处连接有排砂管，所述阀门安装于所述排砂管，且所述底流箱设置于所述排砂管的下方；

所述控制器与所述阀门相连，用于控制阀门定时开/关、及控制阀门开启所设定的时长。即，在本方案中，通过设置控制器和阀门，控制器不仅可以控制阀门在设定的时间开启或关闭，而且还可以控制阀门保持开启状态的持续时间；以便在实际运行过程中，有效控制水力旋流器底部沉砂口的排砂周期和排砂时间，使得沉砂口不会保持一直开启状态，而是处于间断式开关、关闭状态，而当阀门处于关闭状态时，沉砂口处的砂会聚集，浓度会提高，当阀门开启时，聚集于沉砂口处砂可以顺利排出沉砂口，有利于后续的砂水分离过程；从而使得本方案可以有效解决提高水力旋流器底部沉砂口排砂浓度的问题。

优选的，所述阀门为电动阀或电磁阀；和/或，所述控制器为PC机、PLC、单片机或嵌入式芯片。

为解决水力旋流器和孔板格栅设备运行过程中需要一定工作压力的问题，进一步的，还包括输送泵，所述输送泵通过管道与所述水力旋流器的进水口相连通，输送泵用于为待处理的污水增压。以使得污水可以在一定的压力作用下向下游输送，在这个过程中，可以满足水力旋流器在实际运行过程中需要0.06-0.12MPa左右压力的需求，也可以满足污水通过孔板格栅设备时需要一定压力的需求，从而可以有效解决所述技术问题；此外，本方案将输送泵布置于水力旋流器的上游，并结合本方案所利用先除砂后先除渣的预处理方式，使得在系统的运行过程中，无需二次加压，既节约设备和能耗，又可以解决避免二次加压的问题。

为解决栅渣水中栅渣和水的分离和后处理问题，进一步的，所述除砂单元还包括螺旋压榨机，孔板格栅设备的排渣口通过栅渣水输送管与所述螺旋压榨机相连通，螺旋压榨机的排水口通过排水管与所述水力旋流器的进水口相连通；

螺旋压榨机用于分离栅渣水中的栅渣和水，分离后的栅渣经压榨后从螺旋压榨机的出渣口排出，分离后的水经过滤后从排水口排出。排出后的水可以通过排水管输送到水力旋流器的前端工序，而排出后的栅渣因含水量低，便于栅渣的后续处理，从而有效解决了栅渣水中栅渣和水的分离和后处理问题。

为解决污水顺利穿过孔板格栅设备的问题，进一步的，还包括流道，所述孔板格栅设备安装于所述流道中，所述水力旋流器的溢流口与该流道的一端相连通，污水从该端流入孔板格栅设备，并在穿过孔板格栅设备后流向流道的另一端。通过构造流道，使得污水只能沿流道横穿孔板格栅设备，以便在横穿孔板格栅设备的过程中达到进一步拦截污水中的砂粒和栅渣的目的。

优选的，所述流道是由混凝土结构所围成和/或钢板所述围成。

优选的，所述孔板格栅设备采用的是单精度内进流孔板格栅设备或双精度内进流孔板格栅设备。其中，单精度内进流孔板格栅设备中仅设置有一种孔板，各孔板的过滤孔尺寸是相同的，如过滤孔的直径可以是3mm；而双精度内进流孔板格栅设备中设置有两种孔板，两种孔板的过滤孔尺寸不同，如，一种孔板的过滤孔直径可以是3mm，另一种孔板的过滤孔直径可以是0.75mm，在运行过程中，污水会先后穿过两种类型的孔板，从而有利于进一步提高过滤及拦截精度。

进一步的，所述孔板格栅设备中的孔板采用的是非金属孔板。

优选的，所述水力旋流器为高效旋流器。高效旋流器是强旋流成套设备，更有利于去除100um以上的细砂及部分易沉降栅渣。

一种砂渣共除的高效预处理工艺，包括如下流程：

1、利用输送泵将污水输入水力旋流器，水力旋流器利用离心力沉降分离出污水中的砂粒和栅渣并形成砂水混合物，分离出砂水混合物后的污水输入孔板格栅设备，以利用孔板格栅设备进一步拦截污水中的砂粒和栅渣；

2、利用控制器控制安装于水力旋流器下端沉砂口处的阀门，来控制砂水混合物的排放周期和时间，以提高砂水混合物中砂的浓度；

3、将分离出的所述砂水混合物输入砂水分离器，砂水分离器利用重力沉降实现砂水混合物中砂和水的分离，并将分离出的水输送到水力旋流器中。

与现有技术相比，使用本发明提供的一种砂渣共除的高效预处理系统及工艺，利用先除砂后先除渣的方式来进行市政污水预处理，并结合水力旋流器与孔板格栅设备，一方面，可以显著提高除砂效率，对于100um以上细砂的去除率可以达到90％，可以有效防止细砂进入后续处理单元，从而可以有效降低工艺设备及管道的磨损、避免出现MLVSS/MLSS下降、污泥产率升高、后续污泥处理难度大等问题，从而可以有效解决上述技术问题；另一方面，结合孔板格栅设备，不仅可以高精度、高去除率的进一步拦截污水中的砂粒和栅渣，有效提升渣/砂去除率，而且可以大大降低了土建要求，减少占地及土建成本，对污水厂的建设、运营产生直接经济效益，从而可以解决经济性的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1中提供的一种砂渣共除的高效预处理系统的结构示意图。

图2为本发明实施例1中提供的一种砂渣共除的高效预处理系统的结构示意图。

图中标记说明

输送泵101、水力旋流器102、砂水分离器103、孔板格栅设备104、螺旋压榨机105、流道106、栅渣水输送管107、排水管108、孔板109、管道110、出渣口111、

排砂管201、阀门202、底流箱203。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1，本实施例中提供了一种砂渣共除的高效预处理系统，包括除渣单元和除砂单元，除渣单元包括输送泵101、水力旋流器102以及砂水分离器103，除砂单元包括孔板格栅设备104、所构造的流道106以及螺旋压榨机105，其中，

在本实施例中，水力旋流器102的上部设置有溢流口和进水口，水力旋流器102的下端设置有沉砂口，输送泵101通过管道110与水力旋流器102的进水口相连通，如图1所示，输送泵101用于为待处理的污水增压，一方面，使得上游的待处理污水可以在输送泵101的输送下顺利进入水力旋流器102，另一方面，可以满足水力旋流器102在实际运行过程中需要0.06-0.12MPa左右压力的需求，也可以满足污水通过孔板格栅设备104时需要一定压力的需求，此外，本实施例将输送泵101布置于水力旋流器102的上游，并结合本实施例采用先除砂后先除渣的预处理方式，使得在本系统的运行过程中，无需二次加压，既节约设备和能耗，又可以解决避免二次加压的问题；

在本实施例中，进入输送泵101的污水可以是未经过如何处理的污水，也可以是经过初步预处理的污水，例如，在输送泵101的上游还可以设置用于供污水流动的渠道，所述渠道内可以设置粗格栅和/或中格栅，所述粗格栅和中格栅都是由一组平行的栅条所构成，通常为板状结构，都可以用于拦渣，二者的区别在于，粗格栅中栅条的净间距通常为50～100mm，而中格栅中栅条的净间距通常为10～40mm，可以用于拦截废水中体积较大的杂质，如树叶、瓶子、大直径的石头等，使得污水依次经过粗格栅、中格栅之后再被输送泵101输送到水力旋流器102中进行进一步地处理。

在本实施例中，水力旋流器102利用离心力沉降分离污水中的砂粒和栅渣，尤其是分离污水中100um以上细砂粒和一些特定的栅渣，而孔板格栅设备104则用于进一步拦截污水中较小尺寸的砂粒和栅渣，且主要是拦截栅渣。

如图1所示，砂水分离器103的入水口与水力旋流器102下端的沉砂口相连通，作为举例，入水口与沉砂口可以通过管道110相连通，如图1所示，以便顺利排放水力旋流器102分离出来的砂水混合物；如图1所示，砂水分离器103的出水口通过管道110与所述水力旋流器102的进水口相连通，以便回收分离出来的水，在本实施例中，砂水分离器103主要是利用重力沉降来实现砂水分离，且分离出的砂可以通过砂水分离器103的出砂螺旋排出；在本实施例中，通过设置砂水分离器103，以便接收和处理从水力旋流器102中分离出来的砂水混合物使得砂水混合物可以在重力作用下进行沉降，干净的水从砂水分离器103出水口进入水力旋流器102的前端工序，沉淀的砂通过出砂螺旋排出，解决了砂的高效分离问题。

在本实施例中，所述水力旋流器102可以优先采用高效旋流器，高效旋流器是强旋流成套设备，更有利于去除100um以上的细砂及部分易沉降栅渣，而砂水分离器103可以采用现有的砂水分离器103，这里不再举例说明。

而为了实现砂水混合物的自动输送，在进一步的方案中，所述砂水分离器103的安装高度低于水力旋流器102下端沉砂口的安装高度，如图1所示，使得砂水分离器103的入水口与水力旋流器102的沉砂口之间存在高度差，使得从水力旋流器102中分离出来的砂水混合物可以在重力的作用下自动经由沉砂口和入水口进入砂水分离器103。

如图1所示，在本实施例中，流道106可以是由混凝土结构和/或钢板所述围成，便于污水的流动，而孔板格栅设备104安装于所述流道106中，如图1所示，水力旋流器102的溢流口与孔板格栅设备104的进水端相连通，即水力旋流器102的溢流口可以与该流道106的一端相连通，例如，如图1所示，水力旋流器102的溢流口可以通过管道110与该流道106的一端相连通，使得污水可以从该端流入孔板格栅设备104，并在穿过孔板格栅设备104后流向流道106的另一端，以便在横穿孔板格栅设备104(具体是横穿孔板格栅设备104中的孔板109)的过程中达到进一步拦截污水中的砂粒和栅渣的目的。

如图1所示，在本实施例中，孔板格栅设备104的排渣口通过栅渣水输送管107与螺旋压榨机105相连通，螺旋压榨机105的排水口通过排水管108与水力旋流器102的进水口相连通，以便回流分离出来的水；而螺旋压榨机105通过过滤、螺旋输送、压榨来分离栅渣水中的栅渣和水，其中，分离后的栅渣经压榨后从螺旋压榨机105的出渣口111排出，而分离后的水经过滤后从排水口排出，排出后的水可以通过排水管108输送到水力旋流器102的前端工序，而排出后的栅渣因含水量低，便于栅渣的后续处理，从而有效解决了栅渣水中栅渣和水的分离和后处理问题。

在本实施例中，所述流道106可以设置与距离地面所设定高度的位置处，而所述螺旋压榨机105可以的安装位置低于所述孔板格栅设备104的排渣口位置，使得从排渣口排出的栅渣水，可以在重力的作用下自动经由栅渣水输送管107输入螺旋压榨机105内，而所述螺旋压榨机105可以采用现有的螺旋压榨机105，其具体结构和工作原理这里不再赘述。

在本实施例中，孔板格栅设备104优先采用现有的单精度内进流孔板格栅设备104或双精度内进流孔板格栅设备104，其中，单精度内进流孔板格栅设备104中仅设置有一种孔板109，各孔板109的过滤孔尺寸是相同的，如过滤孔的直径可以是3mm，使得过滤精度一致；而双精度内进流孔板格栅设备104中设置有两种孔板109，两种孔板109的过滤孔尺寸不同，例如，一种孔板109的过滤孔直径可以是3mm，另一种孔板109的过滤孔直径可以是0.75mm，在运行过程中，污水会先后穿过两种类型的孔板109，从而有利于进一步提高过滤及拦截精度。

孔板格栅设备104中的孔板109可以是金属板，也可以是非金属孔板109，但对于本实施例而言，为进一步提高过滤及拦截精度，孔板格栅设备104中的孔板109可以优先采用非金属孔板109，且设置于非金属孔板109的过滤孔优先采用锥形孔，可以利用锥形孔中倾斜设置的内表面拦截低于过滤孔直径的细砂及栅渣，有利于进一步提高拦截精度，而经孔板格栅设备104过滤后的污水，完成预处理，而后可以在格栅输出泵的作用下输送到下游，以便进行后续的污水处理。

可以理解，所述孔板格栅设备104还设置有冲洗装置、卸渣装置等，以保证孔板格栅设备104能够正常、长期运行，这里不再赘述。

在本实施例所提供的预处理系统中，水力旋流器102的溢流口与孔板格栅设备104的进水端相连通，即除渣单元设置于除砂单元的上游，污水先经过除渣单元后再进入除砂单元，也就是说，本实施例采用先除砂后先除渣的方式来进行市政污水预处理，其中，设置于除渣单元中的水力旋流器102，可以在离心力的作用下根据两相或多相之间的密度/粒度差来实现两相或多相分离，并利用旋转流场可以加速污水中的砂粒，尤其是无机颗粒沉降的原理，使得大于100um的砂粒以及比重大的颗粒、栅渣等，由于惯性较大，能够克服旋转流场的曳力形成外旋流，并可以在向下运动的过程中，通过水力旋流器102下端的沉砂口排出；而粒度小于100um的砂粒、栅渣等，由于惯性小，沉降速度较慢，在一起向下运动的过程中由于水力旋流器102锥体的收缩，因水力旋流器102底部沉砂口的流通能力有限，迫使大部分水及水中惯性小的颗粒(包括粒度小于100um的砂粒、栅渣等)，可以从水力旋流器102上方的溢流口排出，从而达到高效拦截100um以上细砂及部分易沉降栅渣的目的，而从溢流口排出的污水可以顺利进入孔板格栅设备104，利用孔板格栅设备104可以高精度、高去除率的进一步拦截污水中的砂粒和栅渣。

而相比于现有技术，本预处理系统利用先除砂后先除渣的方式来进行市政污水预处理，并结合水力旋流器102与孔板格栅设备104，一方面，可以显著提高除砂效率，对于100um以上细砂的去除率可以达到90％(现有技术对于200um以上砂粒的去除效率仅有65％左右，而对于占比约80％的200um以下细砂的去除率却低于10％)，且可以有效防止细砂进入后续处理单元，从而可以有效降低工艺设备及管道110的磨损、避免出现MLVSS/MLSS下降、污泥产率升高、后续污泥处理难度大等问题，从而可以有效解决现有技术存在的不足，且相对于现有技术具有显著的进步；另一方面，结合孔板格栅设备104，不仅可以高精度、高去除率的进一步拦截污水中的砂粒和栅渣，有效提升渣/砂去除率，而且可以大大降低了土建要求，减少占地及土建成本，对污水厂的建设、运营产生直接经济效益，从而可以解决经济性的问题。

实施例2

为解决提高水力旋流器102底部沉砂口排砂浓度的问题，本实施例2与上述实施例1的主要区别在于，本实施例所提供的砂渣共除的高效预处理系统中，还包括控制器和阀门202，如图2所示，所述沉砂口处连接有排砂管201，所述阀门202安装于所述排砂管201，且所述底流箱203设置于排砂管201的下方，如图2所示，以承接砂水混合物；

所述控制器与阀门202相连，控制器用于控制阀门202定时开/关、及控制阀门202保持开启状态的时长。即在本实施例中，通过设置控制器和阀门202，控制器不仅可以控制阀门202在设定的时间开启或关闭，而且还可以控制阀门202保持开启状态的持续时间；以便在实际运行过程中，有效控制水力旋流器102底部沉砂口的排砂周期和排砂时间，使得沉砂口不会保持一直开启状态，而是处于间断式开关、关闭状态，而当阀门202处于关闭状态时，沉砂口处的砂会聚集，浓度会提高，当阀门202开启时，聚集于沉砂口处砂可以顺利排出沉砂口，有利于后续的砂水分离过程；从而使得本方案可以有效解决提高水力旋流器102底部沉砂口排砂浓度的问题。

作为举例，所述阀门202可以采用电动阀或电磁阀；而所述控制器可以采用PC机、PLC、单片机或嵌入式芯片等。

而为了进一步解决砂水混合物从水力旋流器102进入砂水分离器103的过程中产生大幅度紊流(湍流)，不利于输送和砂水分离器103分离的问题，在更进一步的方案中，除渣单元还包括底流箱203，如图2所示，所述底流箱203设置于所述沉砂口的下方，用于承接从沉砂口排出的砂水混合物；

同时，如图2所示，砂水分离器103的入水口通过管道110与所述底流箱203的下端相连通；通过在沉砂口的下方设置底流箱203，以承接从上方分离出来的砂水混合物，可以有效消除下落过程中产生的紊流，从而可以起到缓和砂水混合物的作用，使得底流箱203中的砂水混合物可以在自身重力的作用下，均匀且缓和的沿管道110流入砂水分离器103，更便于输送和分离砂水混合物。

实施例3

根据实施例2中所述提供的砂渣共除的高效预处理系统，本实施例提供了一种砂渣共除的高效预处理工艺，包括如下流程：

1、利用输送泵101将污水输入水力旋流器102，水力旋流器102利用离心力沉降分离出污水中的砂粒和栅渣并形成砂水混合物，分离出砂水混合物后的污水输入孔板格栅设备104，以利用孔板格栅设备104进一步拦截污水中的砂粒和栅渣，达到高效拦截砂粒和栅渣的目的；将孔板格栅设备104中输出的水输入后续处理单元，并将从孔板格栅设备104中分离出来的栅渣水输送螺旋压榨机105进行栅渣和水的分离，并将分离出来的水送到水力旋流器102中；

2、利用控制器控制安装于水力旋流器102下端沉砂口处的阀门202，来控制砂水混合物的排放周期和时间，以提高砂水混合物中砂的浓度；便于后续分离砂水混合物中的砂和水；

3、将分离出的所述砂水混合物输入砂水分离器103，砂水分离器103利用重力沉降实现砂水混合物中砂和水的分离，并将分离出的水输送到水力旋流器102中，将分离出的砂进行后处理。

本预处理工艺，利用先除砂后先除渣的方式来进行市政污水预处理，可以显著提高除砂效率，对于100um以上细砂的去除率可以达到90％，不仅可以有效解决现有技术问题，而且可以大大降低了土建要求，减少占地及土建成本，对污水厂的建设、运营产生直接经济效益。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种砂渣共除的高效预处理系统，其特征在于，包括输送泵、除渣单元、除砂单元和控制器，所述除渣单元包括水力旋流器、砂水分离器、底流箱和阀门，所述除砂单元包括孔板格栅设备；

所述水力旋流器的上部设置有溢流口和进水口，水力旋流器的下端设置有沉砂口，输送泵通过管道与水力旋流器的进水口相连通，输送泵用于为待处理的污水增压，使水力旋流器在实际运行过程中有0.06-0.12MPa的压力；

所述砂水分离器的安装高度低于水力旋流器下端沉砂口的安装高度, 所述沉砂口处连接有排砂管，所述阀门安装于所述排砂管，且所述底流箱设置于所述排砂管的下方；底流箱用于承接从沉砂口排出的砂水混合物，消除下落过程中产生的紊流，起到缓和砂水混合物的作用；砂水分离器的入水口通过管道与所述底流箱的下端相连通，砂水分离器利用重力沉降实现砂水分离，且分离出的砂通过砂水分离器的出砂螺旋排出；

所述控制器与所述阀门相连，用于控制阀门定时开/关、及控制阀门开启所设定的时长，以便在实际运行过程中控制水力旋流器底部沉砂口的排砂周期和排砂时间，使得沉砂口处于间断式开启、关闭状态；

所述水力旋流器的溢流口与孔板格栅设备的进水端相连通，水力旋流器利用离心力沉降分离砂粒和栅渣，孔板格栅设备用于进一步拦截砂粒和栅渣。

2.根据权利要求1所述的砂渣共除的高效预处理系统，其特征在于，所述除砂单元还包括螺旋压榨机，孔板格栅设备的排渣口通过栅渣水输送管与所述螺旋压榨机相连通，螺旋压榨机的排水口通过排水管与所述水力旋流器的进水口相连通；

螺旋压榨机用于分离栅渣水中的栅渣和水，分离后的栅渣经压榨后从螺旋压榨机的出渣口排出，分离后的水经过滤后从排水口排出。

3.根据权利要求1所述的砂渣共除的高效预处理系统，其特征在于，还包括流道，所述孔板格栅设备安装于所述流道中，所述水力旋流器的溢流口与该流道的一端相连通，污水从该端流入孔板格栅设备，并在穿过孔板格栅设备后流向流道的另一端。

4.根据权利要求3所述的砂渣共除的高效预处理系统，其特征在于，所述流道是由混凝土结构所围成和/或由钢板所述围成。

5.根据权利要求1所述的砂渣共除的高效预处理系统，其特征在于，所述孔板格栅设备采用的是单精度内进流孔板格栅设备或双精度内进流孔板格栅设备。

6.根据权利要求5所述的砂渣共除的高效预处理系统，其特征在于，所述孔板格栅设备中的孔板采用的是非金属孔板；

和/或，所述水力旋流器为高效旋流器。

7.一种砂渣共除的高效预处理工艺，其特征在于，包括权利要求1-6任一所述的预处理系统，所述预处理工艺包括如下流程：

（1）利用输送泵将污水输入水力旋流器，水力旋流器利用离心力沉降分离出污水中的砂粒和栅渣并形成砂水混合物，分离出砂水混合物后的污水输入孔板格栅设备，以利用孔板格栅设备进一步拦截污水中的砂粒和栅渣；

（2）利用控制器控制安装于水力旋流器下端沉砂口处的阀门，来控制砂水混合物的排放周期和时间，以提高砂水混合物中砂的浓度；

（3）将分离出的所述砂水混合物输入砂水分离器，砂水分离器利用重力沉降实现砂水混合物中砂和水的分离，并将分离出的水输送到水力旋流器中。

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