一种初雨处理系统的制作方法

本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种初雨处理系统。

背景技术：

目前，对分流制初期雨水所造成的城镇地表径流污染还尚未采取有效系统的控制措施。城市雨水径流是引起受纳水体环境恶化的主要原因之一，城市雨水径流携带污染物种类多而且量大，严重影响受纳水体水质，暴雨径流的首次冲刷污染是水环境管理的重点。研究发现降雨前6-8mm雨量携带了超过60％污染物，前10mm降雨量携带了80％污染物。初期雨水污染均较严重，但其污染物质量浓度较高，不同时间内，天然降雨和不同下垫面污染物质量浓度差异较大。对污染物之间相关性的研究结果表明，COD、TN、TP与SS具有较好的相关性，其中COD与SS相关系数达0.9以上。

受工程投资的局限及尚无初雨处理收费标准的实际情况，且我国污水处理设施还相对缺乏，目前还致力于城市污水处理，对超过污水处理厂规模的初期雨水和雨季合流污水大多经过沉砂池处理后排放，对污染物去除较少，仅仅有个别地方开始对雨季合流污水进行处理。处理工艺由于处理目的、出水标准的不同也有很大差别，广泛意义上的处理包括除磷、脱氮、SS、有机物的去除等，但由于雨季截流污水受时间限制，一年内出现的天数不多，若按城市污水处理流程建设，存在设施利用率过低、运行管理复杂等问题。所以一般来说，雨季截流污水处理主要以物理、化学方法为主。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种初雨处理系统。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种初雨处理系统，包括除渣装置、旋流沉砂装置和反应沉淀装置，所述除渣装置、旋流沉砂装置和反应沉淀装置顺次连通；

初雨进入所述除渣装置后，所述除渣装置对初雨进行除渣处理，并通过管道将经过除渣处理的初雨通过管道通入至所述旋流沉砂装置中，所述旋流沉砂装置对初雨进行旋流沉砂处理，并将经过旋流沉砂处理的初雨通过管道通入至所述反应沉淀装置中，并在所述反应沉淀装置中加入复合絮凝剂形成混合液，对所述混合液搅拌混合均匀后进行泥水分离，得到污泥和清水，并将清水外排，污泥外运处理。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的初雨处理系统，能够较好的去除初雨中的悬浮物SS、总磷TP，能有效降低初雨中的化学需氧量COD以及总氮量TN，又能够满足间歇运行的运行要求，启动快，耐冲击负荷高。本实用新型的初雨处理系统，占地小，成本较低、去污效率高，设备维护简单，使用寿命长，无需鼓风机和曝气装置等，节约能耗。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步：所述除渣装置包括配水渠、第一格栅池、水泵前池、出水池和第二格栅池，所述配水渠、第一格栅池、水泵前池、出水池和第二格栅池依次相邻设置，所述配水渠、第一格栅池、水泵前池、出水池和第二格栅池顺次连通；

所述粗格栅除污机设置在所述第一格栅池外,且所述粗格栅除污机的除污格栅从所述第一格栅池的上端口伸入至所述第一格栅池内,所述水泵前池的底部设有提升泵，所述提升泵的出水端通过管道与所述出水池连通，所述第二格栅池内设有细格栅除污机，且所述细格栅除污机上设有机架的一端向上伸出所述第二格栅池，所述第二格栅池与所述旋流沉砂装置连通。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述第一格栅池可以初步去除初雨中较粗大悬浮物，并拦截直径较大的杂物，保证后续处理设施能正常运行，并且经过初步除渣处理的初雨进入所述水泵前池内，由所述提升泵转移至出水池，并溢流至所述第二格栅池内，通过所述第二格栅池可以二次去除初雨中较大漂浮物，如丝状、带状漂浮物，以保护后续处理设备的正常运行。

进一步：所述配水渠靠近所述第一格栅池一侧的侧壁上设有与所述第一格栅池连通的第一出水口，所述第一格栅池靠近所述水泵前池一侧的侧壁上设有与所述水泵前池连通的第二出水口，所述出水池靠近所述第二格栅池一侧的侧壁上设有与所述第二格栅池连通的溢流口，所述第二格栅池上远离所述出水池一侧的侧壁上设有与所述旋流沉砂装置连通的第三出水口，所述第一出水口、第二出水口、溢流口和第三出水口出均设有用于打开或关闭对应水流通道的阀门。

上述进一步方案的有益效果是：通过在对应水流通道位置处设置所述阀门，可以方便打开或关闭对应的水流通道，方便调节不同装置内的水位，也便于对系统内的各个部件进行检修，提高检修效率。

进一步：所述旋流沉砂装置包括中空圆柱状的旋流沉砂池，所述旋流沉砂池的顶壁悬挂设置有上下贯通的中心筒，所述中心筒的下端呈倒锥状，所述旋流沉砂池的一侧侧壁上沿着切线方向设有进水口，且经过除渣处理的初雨从所述进水口进入所述旋流沉砂池后在所述的旋流沉砂池内沿着池壁形成旋流，且初雨中的砂砾沉降至所述旋流沉砂池底部的砂斗内，初雨从所述旋流沉砂池顶部的第四出水口通过管道进入所述反应沉淀装置，所述中心筒底部还设有至少一个用于将所述砂斗内的砂砾通过穿过所述中心筒的导流筒转移至旋流沉砂池外的提沙泵。

上述进一步方案的有益效果是：通过将经过所述除渣装置除渣处理后的处于沿着所述旋流沉砂池的切线方向通入所述旋流沉砂池内，使得初雨在所述旋流沉砂池内形成向下的旋流并下降至所述中心筒的下端，并绕着所述中心筒形成向上的旋流，在向下的旋流和向上的旋流交界处的水流速度为零，在此区域的砂砾由于重力会沉降至所述旋流沉砂池底部的砂斗内，并经由所述提升泵转移至旋流沉砂池外，完成对初雨的沉砂处理。

进一步：所述旋流沉砂装置还包括呈环状的导流件，所述导流件设置在所述旋流沉砂池内的底部，所述导流件的外边缘与所述旋流沉砂池内壁连接，且所述导流件的外边缘高于内边缘，且所述提沙泵位于所述导流件的中心孔内。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述导流件可以便于初雨中的砂砾沉降至所述旋流沉砂池底部后顺利的进入所述导流件的中心孔内，进而便于提升泵将沉降的砂砾转移至所述旋流沉降池外，以便将初雨中的砂砾与雨水完全分离。

进一步：所述反应沉淀装置包括反应池和沉淀池，所述反应池靠近所述沉淀池一侧的侧壁上设有与所述沉淀池连通的第一过水孔；

所述反应池的顶部设有对所述混合液进行搅拌的搅拌机，所述沉淀池的上端口内设有支撑件，所述支撑件上悬挂设置有刮泥机，所述刮泥机的下端设置在所述沉淀池的底部，所述沉淀池的上部设有用于对进入的混合液进行泥水分离的斜管，所述斜管上方设置有集水槽，经过泥水分离的清水从所述集水槽外排，所述沉淀池的底部设有泥斗，且所述刮泥机的下端位于所述泥斗的上方，并将经过泥水分离的污泥刮至所述泥斗内。

上述进一步方案的有益效果是：初雨在所述反应池与加入的复合絮凝剂经过化学反应后形成混合液并进入所述沉淀池，由所述斜管对所述混合液进行泥水分离，得到污泥和清水，所述污泥沉降至所述沉淀池的底部并通过所述刮泥机刮至所述泥斗内，所述清水所述集水槽外排，实现了对初雨的高效除污处理。

进一步：所述反应池的数量为多个，且多个所述反应池顺次连通，第一级所述反应池通过管道与所述旋流沉砂装置连通，最后一级所述反应池通过管道与所述沉淀池连通。

上述进一步方案的有益效果是：通过多个反应池可以使得初雨与复合絮凝剂更加充分的反应，便于更加高效的去除初雨中的污物，到达更高的去污效果。

进一步：所述沉淀池的底面向下凹陷设置，且所述沉淀池底面的边缘处高于底面中间位置，所述泥斗位于所述底面的中心位置处。

上述进一步方案的有益效果是：通过这种结构可以使得由混合液沉降形成的污泥顺利的进入所述刮泥机下端，并顺利进入所述泥斗内。

进一步：所述沉淀池内设有用于将进入的所述混合液导流至所述刮泥机下端的导流板，所述导流板设置在所述沉淀池内靠近所述反应池的一侧。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述导流板可以将进入所述沉淀池的混合液导流至所述刮泥机下端，以便混合液沉降在所述刮泥机的下端形成的污泥，并被刮至所述泥斗内。

附图说明

图1为本实用新型的除渣装置结构示意图；

图2为本实用新型的旋流沉砂装置结构示意图；

图3为本实用新型的反应沉淀装置结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

11、配水渠，12、第一格栅池，13、水泵前池，14、出水池，15、第二格栅池，16、阀门，21、旋流沉砂池，22、中心筒，23、提沙泵，24、导流件，31、反应池，32、沉淀池；

121、粗格栅除污机，131、提升泵，151、细格栅除污机，311、搅拌机，321、支撑件，322、刮泥机，323、泥斗，324、斜管，325、集水槽，326、导流板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

一种初雨处理系统，包括除渣装置、旋流沉砂装置和反应沉淀装置，所述除渣装置、旋流沉砂装置和反应沉淀装置顺次连通。

初雨进入所述除渣装置后，所述除渣装置对初雨进行除渣处理，并通过管道将经过除渣处理的初雨通过管道通入至所述旋流沉砂装置中，所述旋流沉砂装置对初雨进行旋流沉砂处理，并将经过旋流沉砂处理的初雨通过管道通入至所述反应沉淀装置中，并在所述反应沉淀装置中加入复合絮凝剂形成所述混合液，对所述混合液搅拌混合均匀后进行泥水分离，得到污泥和清水，并将清水外排，污泥外运处理。

本实用新型的初雨处理系统，能够较好的去除初雨中的悬浮物SS、总磷TP，能有效降低初雨中的化学需氧量COD以及总氮量TN，又能够满足间歇运行的运行要求，启动快，耐冲击负荷高。本实用新型的初雨处理系统，占地小，成本较低、去污效率高，设备维护简单，使用寿命长，无需鼓风机和曝气装置等，节约能耗。

如图1所示，本实用新型的一个实施例中，所述除渣装置包括配水渠11、第一格栅池12、水泵前池13、出水池14和第二格栅池15，所述配水渠11、第一格栅池12、水泵前池13、出水池14和第二格栅池15依次相邻设置，所述配水渠11、第一格栅池12、水泵前池13、出水池14和第二格栅池15顺次连通。

所述粗格栅除污机121设置在所述第一格栅池12外,且所述粗格栅除污机121的除污格栅从所述第一格栅池12的上端口伸入至所述第一格栅池12内,所述水泵前池13的底部设有提升泵131，所述提升泵131的出水端通过管道与所述出水池14连通，所述第二格栅池15内设有细格栅除污机151，且所述细格栅除污机151上设有机架的一端向上伸出所述第二格栅池15，所述第二格栅池15与所述旋流沉砂装置连通。

在上述实施例中，通过所述第一格栅池12可以初步去除初雨中较粗大(直径大于20mm)悬浮物，并拦截直径较大的杂物，保证后续处理设施能正常运行，并且经过初步除渣处理的初雨进入所述水泵前池13内，由所述提升泵131转移至出水池14，并溢流至所述第二格栅池15内，通过所述第二格栅池15可以二次去除初雨中较大漂浮物，如丝状、带状漂浮物，以保护后续处理设备的正常运行。

实际中，所述粗格栅除污机可以选用回转式多耙格栅除污机、钢丝绳牵引式格栅除污机、高链式格栅除污机及悬挂移动抓斗式格栅除污机。本实用新型优选使用钢丝绳牵引式格栅除污机。钢丝绳牵引式格栅除污机所有运动元件均在水面之上，维护检修方便；采用大容量、重负荷抓斗式齿耙设计；栅体可垂直安装而不影响除污效果，能直接挖掘栅底沉砂、清除效果好。栅条间隙15-20mm，安装倾角65-75°，过栅流速0.8-1m/s。

所述细格栅除污机型式可选用齿耙回转式格栅除污机、阶梯式格栅除污机、转鼓式格栅除污机、法捷斯F系列格栅除污机及内进流孔板式格栅除污机。本实用新型优选使用内进流孔板式格栅除污机，结构紧凑，占地面积少，处理初雨量大，能适应进水液位波动，水头损失小；截留滤渣、纤维等物质效率高。孔径为4-5mm，过栅水损≤450mm，栅前水深2000mm。

可选地，所述配水渠11靠近所述第一格栅池12一侧的侧壁上设有与所述第一格栅池12连通的第一出水口，所述第一格栅池12靠近所述水泵前池13一侧的侧壁上设有与所述水泵前池13连通的第二出水口，所述出水池14靠近所述第二格栅池15一侧的侧壁上设有与所述第二格栅池15连通的溢流口，所述第二格栅池15上远离所述出水池14一侧的侧壁上设有与所述旋流沉砂装置连通的第三出水口，所述第一出水口、第二出水口、溢流口和第三出水口出均设有用于打开或关闭对应水流通道的阀门16。在上述实施例中，通过在对应水流通道位置处设置所述阀门16，可以方便打开或关闭对应的水流通道，方便调节不同装置内的水位，也便于对系统内的各个部件进行检修，提高检修效率。

如图2所示，在本实用新型的一个实施例中，所述旋流沉砂装置包括中空圆柱状的旋流沉砂池21，所述旋流沉砂池21的顶壁悬挂设置有上下贯通的中心筒22，所述中心筒22的下端呈倒锥状，所述旋流沉砂池21的一侧侧壁上沿着切线方向设有进水口，且经过除渣处理的初雨从所述进水口进入所述旋流沉砂池21后在所述的旋流沉砂池21内沿着池壁形成旋流，且初雨中的砂砾沉降至所述旋流沉砂池21底部的砂斗内，初雨从所述旋流沉砂池21顶部的第四出水口通过管道进入所述反应沉淀装置，所述中心筒22底部还设有至少一个用于将所述砂斗内的砂砾通过穿过所述中心筒22的导流筒转移至旋流沉砂池21外的提沙泵23。

由于所述中心筒22的下端设置为倒锥状，那么向下的旋流西江至所述中心筒22的下端时会在所述中心筒22的外周形成螺旋向上的旋流，那么在向下的旋流和向上的旋流交界处水流速度为零，由于初雨中的砂砾收到重力影响会沉降至所述旋流沉砂池21底部的泥斗内。

在上述实施例中，通过将经过所述除渣装置除渣处理后的处于沿着所述旋流沉砂池21的切线方向通入所述旋流沉砂池21内，初雨中的砂砾沉降至所述旋流沉砂池21底部的砂斗内，并经由所述提升泵23转移至旋流沉砂池21外，完成对初雨的沉砂处理，去除污水中粒径相对较大(大于等于0.1mm)大的无机砂粒，保护后续管道及水处理设备，并减少污泥中的砂粒。

这里，所述旋流沉砂池21的一侧侧壁上沿着切线方向设有进水口位于池体上部，且距离池体顶部的距离约1/3池体高度处，进水口为切线进入方式，进口流速为1.2-1.5m/s；第四出水口设置在圆形池体池顶，进水和出水角度可以根据现场条件，做45°、90°、180°、270°、360°调整。重力流管道连接进水，通过渠道溢流出水。导流筒设置在池体内部，导流筒将池体分割为内外两部分，外部为进水区，内部为出水区，进水区和出水区在底部相连通。

由于沉降至所述旋流沉砂池21底部的砂砾被挤压紧实，流动性差。为顺利吸砂提砂，避免砂砾在泵和管道内堵塞。在提砂之前，采用冲洗水进行冲洗、使砂砾充分流化，提高其流动性。反冲洗流量一般为水5L/s，水压为0.4MPa，冲洗时间为10min。

另外，提沙泵23由电控箱控制，根据砂量的多少，设置合适的提砂频率。提出的砂砾可以进入到带有旋流器的砂水分离器中，进而实现砂水的进一步分离。

与传统的旋流沉砂池相比，水力旋流沉砂采用无动力设计——取消搅拌系统，全部依靠水力自身的推动产生涡流。因此，池内无搅拌叶片、无齿轮连接、无减速电机，无任何运动部件，在最大程度上使设备简化。另外，独特的导流件设计，可以导引水流形成更长的流经，增加水力停留时间，增强沉降作用，提高沉砂效果。另外，水力旋流除砂装置敞口水面较小，一般都采用完全封闭的结构，最大限度减小臭气逸散，无需设置复杂的臭气收集和处理装置，节约大量成本。

再者，传统曝气沉砂池，需要对污水进行连续的曝气，使砂砾得到冲刷，从而使砂砾与有机物分离。曝气量大小与污水量有关，气水比约为0.1-0.2，对于大型污水厂来说，需配备风机，年均电耗十分巨大。而水力旋流依靠旋流技术实现泥沙和水分离，无需对全部进水进行曝气，节约大量能耗。

可选地，在本实用新型的一个实施例中，所述旋流沉砂装置还包括呈环状的导流件24，所述导流件24设置在所述旋流沉砂池21内的底部，所述导流件24的外边缘与所述旋流沉砂池21内壁连接，且所述导流件24的外边缘高于内边缘，且所述提沙泵23位于所述导流件24的中心孔内。在上述实施例中，通过所述导流件24可以便于初雨中的砂砾沉降至所述旋流沉砂池21底部后顺利的进入所述导流件24的中心孔内，进而便于提升泵23将沉降的砂砾转移至所述旋流沉降池21外，以便将初雨中的砂砾与雨水完全分离。

如图3所示，在本实用新型的一个实施例中，所述反应沉淀装置包括反应池31和沉淀池32，所述反应池31靠近所述沉淀池32一侧的侧壁上设有与所述沉淀池32连通的第一过水孔。

所述反应池31的顶部设有对所述混合液进行搅拌的搅拌机311，所述沉淀池32的上端口内设有支撑件321，所述支撑件321上悬挂设置有刮泥机322，所述刮泥机322的下端设置在所述沉淀池32的底部，所述沉淀池32的上部设有用于对进入的混合液进行泥水分离的斜管324，所述斜管324上方设置有集水槽325，经过泥水分离的清水从所述集水槽325外排，所述沉淀池32的底部设有泥斗323，且所述刮泥机322的下端位于所述泥斗323的上方，并将经过泥水分离的污泥刮至所述泥斗323内。

在实际中，为了使得上层的清水更顺利的从集水槽325外排，需要在所述支撑件321上与所述集水槽325等高位置处设第二过水孔，这样可以便于上层清水在所述集水槽325内比较顺利的流动，便于及时将上层清水外排。

在上述实施例中，初雨在所述反应池31与加入的复合絮凝剂经过化学反应后形成混合液，所述混合液经过所述第一过水孔进入所述沉淀池32，自下而上充填所述沉淀池32，并由所述斜管324对所述混合液进行泥水分离，得到污泥和清水，所述污泥沉降至所述沉淀池32的底部并通过所述刮泥机322刮至所述泥斗323内，所述清水所述集水槽325外排，实现了对初雨的高效除污处理。

可选地，在本实用新型的一个实施例中，所述反应池31的数量为多个，且多个所述反应池31顺次连通，第一级所述反应池31通过管道与所述旋流沉砂装置连通，最后一级所述反应池31通过管道与所述沉淀池32连通。在上述实施例中，通过多个反应池可以使得初雨与复合絮凝剂更加充分的反应，便于更加高效的去除初雨中的污物，到达更高的去污效果。

本实用新型的实施例中，在第一级反应池31中反应停留时间为1-3min，速度梯度G为400-1000/s；在第二级反应池31中反应停留时间2-5min，速度梯度G为100-300/s。在第三级反应池31中停留时间为4-10min，速度梯度G为20-60/s。

可选地，在本实用新型的一个实施例中，所述沉淀池32的底面向下凹陷设置，且所述沉淀池32底面的边缘处高于底面中间位置，所述泥斗323位于所述底面的中心位置处。通过这种结构可以使得由混合液沉降形成的污泥顺利的进入所述刮泥机322下端，并顺利进入所述泥斗323内。

可选地，在本实用新型的一个实施例中，所述沉淀池32内设有用于将进入的所述混合液导流至所述刮泥机322下端的导流板326，所述导流板326设置在所述沉淀池32内靠近所述反应池31的一侧。在上述实施例中，通过所述导流板326可以将进入所述沉淀池32的混合液导流至所述刮泥机322下端，以便混合液沉降在所述刮泥机326的下端形成的污泥，并被刮至所述泥斗323内。

沉淀池上层表面负荷设计可高达20-40m3/m2h，斜管324孔径(或斜板净距)宜为80mm～100mm；斜管324(板)长度宜为1.0m～1.2m；斜管324(板)水平倾角宜为60°；斜管324(板)区上部清水区水深不宜小于1.0m。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。