科技成果

成果简介

1、技术成果研发背景

因地表冲刷、水土流失、城市排水体制局部混乱等问题，近年来我国城镇污水中悬浮颗粒物粒度细微，其浓度及SS/BOD 比值居高不下，现行规范设计的沉砂池无法实现粒径小于200μm细微无机颗粒的有效去除；同时，为保证脱氮除磷对有机碳源的需求，取消或超越初沉池运行的污水厂越来越多，致使原本应在初沉池去除的细微泥沙直接进入生化池。因此导致生化池混合液MLVSS/MLSS比值低、淤沙与设备磨损严重、剩余污泥无机组分含量高、资源化处理处置困难等问题。如何在低碳源损耗的情况下，实现污水厂工艺系统中小于200μm细微无机颗粒的强化去除，已成为污水处理厂节能降耗与资源利用领域亟待解决的重要问题。

2、成果的关键技术

成果涵盖如下3个主要关键技术，分别是旋流沉砂池细砂强化沉降技术、砂水分离器细砂强化分离技术和污泥淤沙分离集成技术。

（1）旋流沉砂池细砂强化沉降技术：结合污水厂现场中试模型实验与数值模拟结果，确定了城镇污水处理厂旋流沉砂池细微砂去除技术的构型参数（表1，其中n为几何相似比例），由于进水渠流速、有效水深（宜<0.90m）等直接影响颗粒入流沉砂区的流动特征与沉砂效能，从流态保障角度建议设计时选择多个小型号池型并联。中试结果表明，优化条件下旋流沉砂池对粒径d>200μm的颗粒物去除率为96.98%，粒径在100um~200um范围的颗粒物去除率为84.26%。

（2）砂水分离器细砂强化分离技术：砂水分离器溢流水回流线路增设一个旁路平流沉砂池，利强化溢流水中细微砂的去除。研究结果表明，嵌入旁路平流沉砂池后溢流水碳源截留效果好，SS和ISS分别降低了52%和78%，除砂量较原系统增加1.3倍。从粒径分布来看，嵌入旁路平流沉砂池溢流水200μm的颗粒甚微，分离颗粒物的中位径为117.5μm，细砂去除效果显著。

基于重力沉降和旋流分离的理论基础，研发一体化砂水强化分离器。设置旋流水力分离器，通过离心作用和消能作用强化有机物剥离、细微颗粒物分离，沉降水箱中设置斜板交错布置和溢流三角堰强化细沙分离效能。运行结果表明，一体化砂水强化分离器对粒径≥200μm的颗粒的分离效率可达96%~98%，100μm≤粒径≤200μm的分离效率70%~75%，有机物截留率大于85%。

（3）污泥淤沙分离集成技术：针对旋流沉砂池系统难以实现小于100μm极细沙去除的实际，研发了污泥淤沙分离集成技术，该集成技术的主要部件包括粗筛、储泥箱、液位控制器、污泥提升泵、污泥淤沙分离器（简称“分离器”）、细筛、溢流污泥箱、振筛机等。其核心设备为污泥淤沙分离器，中试装置的分离器筒体直径为150mm，单台处理能力为20m/h，该分离器分离示范污水厂活性污泥细微砂时，ISS去除率为24.9%，分离度为1.91。中试结果表明，集成设备对示范污水厂活性污泥中ISS的总去除率为24.3%、活性污泥MLVSS/ MLSS比值提高22%。

3、技术创新点

成果结合数值模拟和中试研究，针对不同粒级的悬浮颗粒，开发了旋流沉砂池预处理系统设计方法及细沙强化与生化单元污泥淤沙分离技术，关注整个城镇污水厂中细沙强化去除的系统性与优化组合，填补了国内外城镇污水处理领域细沙强化去除的空白。

通过成果中3个关键技术的协同设置与合理匹配，能够实现粒径d>200μm的颗粒物的稳定去除（去除率可达95%以上），粒径在100μm~200μm范围颗粒物的高效去除（去除率为84%），同时获得良好的有机物截留效果（有机物截留率大于86%），污水厂除砂量与生化单元活性污泥MLVSS/MLSS比值显著增加。

4、成果的推广运用

目前，研究成果已不同程度在重庆鸡冠石污水厂、永川污水厂、合川污水厂、万州明镜滩污水厂、忠县污水厂等5个污水厂（总规模为96万立方米/天）进行了推广应用。主要内容涉及：预处理系统除砂问题诊断、除砂效能提升的优化运行和强化去除的技术改造方案等。成果的推广运用，实现了显著的社会和环境效益。此外应企业技术需求，研究成果还推广应用于广西梧州第一污水厂，并在现场完成了污泥淤沙分离集成设备的中试应用。

市场及经济效益分析

（1）针对旋流沉砂池细沙强化沉降技术：旋流沉砂池虽为引进技术，但由于国内外的水质差异及处理目标不同，不存在国外技术竞争；由于现有研究多针对粗砂的去除，该技术在国内细沙强化去除方面具有优势；旋流沉砂池作为最常见的预处理除砂单元，市场潜力巨大。

（2）砂水分离器细沙强化分离技术：该技术在查阅范围内未见类似报道；由于该技术可显著提高污水厂的排沙量，直接提升系统的除砂效果，应用价值显著。

（3）污泥淤沙分离集成技术：该技术破解了国外对此类集成技术的“垄断”，且在关键部件的性能方面优于国外研究，在该领域的市场方面具有绝对优势。