集超磁混凝沉淀与在线消毒的雨水快速处理设备的制作方法

本发明属于雨水径流污染控制设备技术领域，具体涉及一种集超磁混凝沉淀与在线消毒的雨水快速处理设备。

背景技术：

目前国内初期雨水径流污染控制领域经过三代产品，第一代：以自然处理为主，工艺简单，体积大，投资成本高，已逐步被市场淘汰。第二代：多采用以mbr、a/o等传统的污水处理技术，对污染物的降解需要时间较长，污染物指标降解率低，运营维护需人工操作，将逐步被取代。第三代；多采用旋流、沉淀等物理处理技术与传统的生物处理技术相结合，自动化程度低，出水水质不稳定，需添加药剂，运行成本高。

当前，雨水处理领域现有的技术主要包括：a/o处理工艺、mbr膜处理工艺、生化处理等。

1、a/o处理工艺：ao法是英文anaerobic-oxic第一个字母的简称(厌氧-好氧法)，是我国最为广泛使用的污水处理工艺。主要优点包括：良好的脱氮除磷效果、无污泥膨胀之虞、工艺运行稳定、对操作要求不高、常规条件下不需要投药。其缺点为：占地面积大、一次性投资大，运行成本高。

2、mbr膜处理工艺：mbr又称膜生物反应器(membranebio-reactor)，是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。按照膜的结构可分为平板膜、管状膜和中空纤维膜等，按膜孔径可划分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等。其主要优点包括：出水水质优质稳定、剩余污泥产量少、占地面积小，不受设置场合限制、可去除氨氮及难降解有机物、操作管理方便，易于实现自动控制等优点；缺点为运行成本高、膜污染严重、能耗高等。

技术实现要素：

发明目的：针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种集超磁混凝沉淀与在线消毒的雨水快速处理设备，解决现有的初期雨水径流处理设备体积庞大、安装不便；污水处理时间长；自动化程度低的技术问题。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种集超磁混凝沉淀与在线消毒的雨水快速处理设备，包括相互接通的泵室模块、污水处理模块和闸室模块；

在污水处理模块与泵室模块之间设置有第一截污阀门，在闸室模块与污水处理模块之间设置有第二截污阀门；在闸室模块内设置有排水闸；在闸室模块的上游侧和下游侧分别设置有入水口和排水口，排水闸设置在排水口的内侧；

在泵室模块内设置有截污格栅、排污泵和压力管，排污泵与压力管连通；截污格栅紧邻第一截污阀门的进水孔设置；

污水处理模块内由上到下依次设置有储藏罐、混凝反应器、超磁分离机和紫外线消毒装置；还设置有污泥处理设备；压力管接入储藏罐，紫外线消毒装置的出水管道接水泵，水泵连接有第二压力管，在污水处理模块内的一侧设置清水口，第二压力管与清水口连接；

在所述储藏罐、混凝反应器、超磁分离机和紫外线消毒装置的一侧通过管道互相接通，且每个管道上均设有电磁阀门；污水依靠依靠重力沿储藏罐、混凝反应器、超磁分离机和紫外线消毒装置自流，另一侧设置有磁粉投放器和助凝剂投放器；磁粉投放器和助凝剂投放器与混凝反应器连接；另外超磁分离机的分离出的磁粉经过管道与磁粉投放器连接，污泥经过管道排入污泥处理设备，污泥处理设备的水管接入紫外线消毒装置。

进一步地，所述泵室模块、污水处理模块和闸室模块均为双层钢板预制剪力墙，双层钢板预制剪力墙的底部连接有混凝土垫层。

进一步地，所述闸室模块由闸室上端模块、闸室下端模块和闸室旁端模块组成；泵室模块、污水处理模块、闸室上端模块、闸室下端模块和闸室旁端模块的剪力墙相互焊接固定。

进一步地，所述集超磁混凝沉淀与在线消毒的雨水快速处理设备还包括设置在泵室模块、污水处理模块和闸室模块内外用于监测水量的液位计、水质监测仪和摄像头和设置在井外的集成控制主站和雨量计，在集成控制主站内设置有scada测控终端机和液压集成模块；所述第一截污阀门、第二截污阀门、排水闸分别与液压集成模块液压传动连接；液压集成模块、截污格栅、排污泵、水泵、液位计、水质监测仪、雨量计和摄像头分别与scada测控终端机电连接，雨量计、液位计、水质监测仪将感测到的信息传输到scada测控终端机，控制第一截污阀门、第二截污阀门和排水闸的启闭。

进一步地，所述集成控制主站内还设有污水处理控制器；污水处理模块内的储藏罐、混凝反应器、超磁分离机、紫外线消毒装置以及电磁阀门、磁粉投放器和助凝剂投放器均和污水处理控制器电连接，污水处理控制器与scada测控终端机电连接，由scada测控终端机统一控制。

进一步地，所述磁粉投放器和助凝剂投放器均设置在污水处理模块的上部或者围绕储藏罐设置。

进一步地，在所述泵室模块内侧设有与周边污水管网连接的污水口，污水口设置在泵室模块的底部，通过重力流的方式进行直接排污或者在泵室模块底部增加设置第二排污泵与污水口连接进行排污，第二排污泵与scada测控终端机电连接。

进一步地，所述紫外线消毒装置的底部通过支撑柱固定在污水处理模块的底部。

进一步地，所述储藏罐、混凝反应器、超磁分离机和紫外线消毒装置的表面均设有防腐层。

进一步地，在泵室模块、污水处理模块和闸室模块的上方均设置有若干预制盖板和检修口，在检修口下方设置检修楼梯。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明在现有截流井的基础上不仅实现初期雨水的有效截留并且利用超磁混凝沉淀和病原体消毒技术可以对生活污水和初期雨水进行快速的净化处理，使得污水可以达到国家一级a排放标准，在固定区域内实现雨水的循环利用。可以缓解城市水资源紧缺的局面，减轻管网压力和污水厂处理负荷，同时也减轻下游的洪涝灾害。

2、在现有截流井的基础上，增加超磁混凝沉淀污水处理模块，要达到体积小，污水停留时间短，出泥少，费用不高，操作性简单易学，达到1级a排放标准；另外增加处理污水中病原微生物的消毒模块；整个模块体积小、工艺简单，对大肠杆菌、结核杆菌、肝炎病毒等处理效果达到国家相关排放标准。

3、本发明采用装配式的模块化组成，将整个装置分为泵室模块、污水处理模块和闸室模块，模块均为双层钢板预制剪力墙，可以预先在厂内加工完成直接运输到现场进行后续安装，施工方便、快捷。现场装配式的结构大大缩短了现场施工时间和施工难度，施工更加高效、质量有保证，便于管理，满足市场多样化的需求。

4、本发明配备了scada测控终端机、液压集成模块和各类监测装置，实现雨水截污及处理的线监测和智能化控制。

5、污水处理模块采用了单独的污水处理控制器，便于安装、调试和后期维护。由于采用了剪力墙模块的装配式安装方式，可以选择性安装污水处理模块，使得整个装置的应用更加灵活。

附图说明

图1是本发明的竖向截面示意图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明的aa向右观察的结构示意图；

图4是本发明的bb向下观察的结构示意图。

附图标记：1-泵室模块；2-污水处理模；3-第一截污阀门；4-第二截污阀门；5-排水闸；7-截污格栅；61-入水口；62-和排水口；63-闸室上端模块；64-闸室下端模块；65-闸室旁端模块65；8-排污泵；9-压力管；10-进水孔；11-提升吊篮；12-储藏罐；13-混凝反应器；14-超磁分离机；15-紫外线消毒装置；16-污泥处理设备；17-水泵；18-清水口；20-磁粉投放器；21-助凝剂投放器；22-混凝土垫层；23-集成控制主站；24-雨量计；25-污水口；26-第二排污泵；27-支撑柱；28-预制盖板；29-检修口；30-检修楼梯。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图1-4所示，本发明公开一种集超磁混凝沉淀与在线消毒的雨水快速处理设备，包括相互接通的泵室模块1、污水处理模块2和闸室模块。

在污水处理模块2与泵室模块1之间设置有第一截污阀门3，在闸室模块与污水处理模块2之间设置有第二截污阀门4；在闸室模块内设置有排水闸5；在闸室模块的上游侧和下游侧分别设置有入水口61和排水口62，排水闸5设置在排水口62的内侧。入水口61的标高要高于排水口62，雨水由上游进入，下游排出。

在泵室模块1内设置有截污格栅7、排污泵8和压力管9，排污泵8与压力管9连通；优选地，排污泵8采用自动耦合式潜污泵，便于检修。截污格栅7紧邻第一截污阀门3的进水孔10设置，作为优选，在截污格栅7内设置有提升吊篮11，提升吊篮11利用钢丝绳和定滑轮连接，截污格栅7的作用是将污水中的固体垃圾尤其是降雨期道路上随雨水进入截流井内的固体垃圾进行拦截，防止固体垃圾堵塞管道以及排入污水处理厂增加污水处理厂的工作压力；提升吊篮11的设置方便固体垃圾的定期清理，提升吊篮11也可以利用液压马达驱动提出和下放，节省人力。

污水处理模块2内由上到下依次设置有储藏罐12、混凝反应器13、超磁分离机14和紫外线消毒装置15；还设置有污泥处理设备16；压力管9接入储藏罐12，紫外线消毒装置15的出水管道接水泵17，水泵17连接有第二压力管(图中未标记)，在污水处理模块2内的一侧设置清水口18，第二压力管与清水口18连接接入市政循环用水管网内用于绿植灌溉、晒扫道路等公共用水。整个污水处理模块2可对雨水进行直接、高效的处理，使得污水可以达到国家一级a排放标准，在固定区域内实现雨水的循环利用。可以缓解城市水资源紧缺的局面，减轻管网压力和污水厂处理负荷，同时也减轻下游的洪涝灾害。

在储藏罐12、混凝反应器13、超磁分离机14和紫外线消毒装置15的一侧通过管道互相接通，且每个管道上均设有电磁阀门(图中未标记)污水依靠依靠重力沿储藏罐12、混凝反应器13、超磁分离机14和紫外线消毒装置15自流，另一侧设置有磁粉投放器20和助凝剂投放器21；其中磁粉投放器20和助凝剂投放器21与混凝反应器13连接；另外超磁分离机14的分离出的磁粉经过磁剂回收管道与磁粉投放器20连接，混杂有水分的污泥经过管道排入污泥处理设备16，污泥处理设备16将污泥压缩后定期外运处理，压缩后的水经过管道接入紫外线消毒装置15。实现磁粉的循环利用，节约磁粉投入量，降低成本。

本发明的污水处理模块2内通过向紫外线消毒装置15进行消毒，从而实现对雨水中的病毒、病原微生物、寄生虫卵等进行杀灭。紫外线消毒装置15为现有的装置。紫外线消毒避免了药剂的投放，另外本发明的紫外线消毒装置15设置在超磁分离机14之后，使得紫外线消毒步骤在超磁沉淀分离水体净化步骤之后，解决了污水浑浊度影响紫外线杀毒效果的技术问题。

本发明利用超磁沉淀分离水体净化技术可快速解决水体黑臭问题。其原理是把不带磁性的污染物赋予磁性，然后通过混凝超磁分离设备进行固液分离，使水体净化，整个装置快速、高效。而超磁分离水体净化技术为成熟的现有技术。

本发明的污水处理模块2内采用储藏罐12对雨水进行泵入暂存，使得后续的超磁分离步骤和紫外线消毒步骤形成时间差，从而能够高效的处理雨水。具体原理为：排污泵8将污水排入储藏罐12，然后经过管道进入混凝反应器13，整个混凝过程需要一定时间，此时排污泵8可以继续工作将污水暂存起来，加快了处理进程。或者混凝反应器13的水位超过了预设值，污水可以暂存在储藏罐12，等待处理。或者储藏罐12通过管道将污水迅速排入混凝反应器13，可以实现边排放边进行消毒处理，也间接的节约了时间，加快了消毒进程。后续的紫外线消毒步骤同理。

为便于施工安装、便于现场管理、降低施工成本和提高施工效率，本发明的泵室模块1、污水处理模块2和闸室模块均为双层钢板预制剪力墙，双层钢板预制剪力墙的底部连接有混凝土垫层22；由于闸室模块的体积较大，所以闸室模块由闸室上端模块63、闸室下端模块64和闸室旁端模块65组成。现场施工时，泵室模块1、污水处理模块2、闸室上端模块63、闸室下端模块64和闸室旁端模块65的剪力墙相互焊接固定。整个装置采用装配式结构，模块化、现场装配式的结构大大缩短了现场施工时间和施工难度，施工更加高效、质量有保证，便于管理，满足市场多样化的需求。

为实现整个装置的雨水截污及处理的线监测和智能化控制，系统还包括设置在泵室模块1、污水处理模块2和闸室模块内外用于监测井体内外水量的液位计、水质监测仪和摄像头(根据需要设置在不同位置，图中未示出)，以及设置在井外的集成控制主站23和雨量计24，在集成控制主站23内设置有scada测控终端机和液压集成模块(图中未示出)，液压集成模块、截污格栅7、排污泵8、水泵17、液位计、水质监测仪、雨量计和摄像头分别与scada测控终端机电连接，雨量计24、液位计、水质监测仪将感测到的信息传输到scada测控终端机，从而准确控制第一截污阀门3、第二截污阀门4和排水闸5的启闭。

第一截污阀门3、第二截污阀门4、排水闸5分别与液压集成模块液压传动连接。液压集成模块包括电机，液压泵，油箱，蓄能器，电磁阀组等，均是现有技术的设备，液压集成模块与采用液压控制的排水闸5、第一截污阀门3和第二截污阀门4液压传动连接，同时液压集成模块通过电磁阀组与scada测控终端机连接，最终由scada测控终端机控制排水闸5、第一截污阀门3、第二截污阀门4的动作。

集成控制主站23内还设有污水处理控制器(图中未示出)，污水处理模块2内的储藏罐12、混凝反应器13、超磁分离机14、紫外线消毒装置15以及电磁阀门、磁粉投放器20和助凝剂投放器21均和污水处理控制器电连接，污水处理控制器与scada测控终端机电连接，由scada测控终端机统一控制。

污水处理模块2内的装置采用单独的污水处理控制器控制，便于安装、调试和后期维护。由于采用了剪力墙模块的安装方式，可以选择性安装污水处理模块2，使得整个装置的应用更加灵活。

磁粉投放器20和助凝剂投放器21均设置在污水处理模块2的上部或者围绕储藏罐12设置，便于药剂的添加。

在泵室模块1内侧设有与周边污水管网连接的污水口25，污水口25设置在泵室模块1的底部，通过重力流的方式进行直接排污或者增加设置第二排污泵26与污水口25连接进行排污，第二排污泵26与scada测控终端机电连接。污水口25和第二排污泵26的设置是在大雨时期污水量超过了污水处理模块2的处理量，多余的污水需要排入污水管网进入污水处理厂进行污水处理。

第一截污阀门3和第二截污阀门4位于同一水平线上，且都位于底部位置，便于水流的排放。

紫外线消毒装置15的底部通过支撑柱27固定在污水处理模块2的底部，与污水处理模块2的底部留有一段距离，便于雨水的快速流动。

储藏罐12、混凝反应器13、超磁分离机14和紫外线消毒装置15的表面均设有防腐层，防止污水的腐蚀，延长使用寿命。

在泵室模块1、污水处理模块2和闸室模块的上方均设置有若干预制盖板28和检修口29，在检修口29下方设置检修楼梯30，靠近墙壁，用于检修时上下。

本发明有4种工作模式，具体如下：

晴天截污模式：在晴天时，从上游入水口3流入泵室模块1的水位较低，全部为污水，排水闸5主动关闭，第一截污阀门3和第二截污阀门4主动打开，污水可以通过排污泵8提升至污水处理模块2内进行污水的处理，处理后的水直接排入市政循环用水管网，实现水资源的循环利用。

初雨限流模式：下雨初期，地表径流带着污染物由上游入水口61进入泵室模块1，排水闸5主动关闭，第一截污阀门3和第二截污阀门4主动打开，雨水经过截污格栅7将大体积杂物拦截，然后通过排污泵8提升至污水处理模块2内进行污水的处理，液位计监测泵室模块内的水位，当水位超过预设值时，打开第二排污泵26进行同时排污处理。当外部雨量计24或者水质监测仪监测到雨水进入了中期或者水质达到了排放要求，则关闭排污泵8和第二排污泵26，打开排水闸5，关闭第一截污阀门3和第二截污阀门4，雨水进行排出。或者排水闸5根据井内外水位逐渐打开，上层污染较小水体先溢出，第一截污阀门3和第二截污阀门4以及排污泵和第二排污泵26根据水质检测值和水位高度自动提升和启动。

暴雨直排模式：降雨量达到峰值时，井内超过警戒水位时，排水闸5打开，第一截污阀门3和第二截污阀门4全部关闭，防止洪水对泵室模块1和污水处理模块2内的设备造成损伤；并关闭排污泵8和第二排污泵26，雨水流入河道，实现暴雨行洪，也可根据天气信息，在降雨前期，打开第一截污阀门3和第二截污阀门4，启动排污泵8和第二排污泵26，动力提升，排出污水，最大限度地扩大井体内的调蓄空间。

防倒灌模式：当外河水高于污水管水位时，排水闸5自动完全关闭，阻止河水倒灌至污水干管，减少污水处理模块2和污水处理厂的处理负担。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。