[发明专利]一种短时絮凝强化固液旋流分离装置及基于该装置的方法

说明书

本发明涉及一种短时絮凝强化固液旋流分离装置及基于该装置的方法，装置包括絮凝反应池、与絮凝反应池的进水管相连通的絮凝剂投加单元、与絮凝反应池的出水管相连通的旋流分离单元、设置在絮凝反应池顶部的搅拌机、插设在絮凝反应池中并与搅拌机传动连接的第一搅拌桨，所述的旋流分离单元包括与絮凝反应池的出水管相连通的旋流分离器、插设在旋流分离器中的中心导流筒以及设置在旋流分离器底部的底流口。与现有技术相比，本发明具有分离粒径更细，分离时间更短，分离效果更优的技术特点，适合应用于强化旋流分离效果中，优化筛选絮凝条件，以实现短时、高处理负荷条件下分离效果的提高，具技术经济可行性。

技术领域

本发明属于固液分离技术领域，涉及一种短时絮凝强化固液旋流分离装置及基于该装置的方法。

背景技术

排水系统溢流污染是城市水环境质量难以得到根本改善的重要因素之一。在合流制管网系统以及分流制排水系统雨水管网，特别是存在不同程度雨污混接的分流制排水系统的雨水管网，晴天时旱流污水流速低，污染物易在管道底部形成沉积。降雨初期，雨水进入排水管网后管网流速加快，管道底部沉积物泛起，随水流排入河道，造成溢流污染物浓度急剧升高，严重影响受纳水体水环境质量。沉积物的累积与旱流污水有密切的关系，管道沉积物对雨天溢流污染负荷排放具有重要影响。研究表明，降雨事件发生时自然水体的污染负荷中30％～80％来源于溢流排放的管道沉积物。

围绕雨天溢流放江低水头高流量的特点，国外始于20世纪60年代陆续开发了一系列的商用水力旋流分离器(Hydrodynamic Vortex Separation,HVS)，例如SwirlConcentrator,StormOverflow,DownstreamVortechs^TM StormwaterTreatment System等，因其简单的物理分离过程、基本无需外加能耗、无运动部件，并可在极短的分离时间(多数在数分钟内)取得较好的分离效果，在国外已广泛应用于削减雨天放江溢流污染物。这一技术特别适合在土地空间受限的城区排水系统的溢流污染末端控制。

为提高水力旋流分离器对细微颗粒或悬浮物的分离效果，国内外在旋流器构造优化方面做了大量工作。例如，公开号为CN1410167A的专利公开了一种多功能复合型固-液旋流分离器，包括由螺线形筒体和锥形筒体组成的壳体、切向进水管、切向出水管、底流口、溢流管以及设置在螺线形筒体内的圆柱形导流板。该专利技术通过旋流器内部流场改善提高了30μm以上颗粒或悬浮物的分离效果，但该旋流器所需能耗偏大(0.14MPa)，限制了其应用的范围。公开号为CN102949887A的专利公开了一种流体动力旋流分离系统，包括井体，位于所述井体中心的柱形壳体，与所述柱形壳体上端相连的细颗粒筛分柱，位于所述井体一侧下端的出水管，位于所述井体另一侧上端的进水管，所述进水管与所述柱形壳体切向相接，位于所述柱形壳体四周下部的清水室，位于所述清水室上端的细颗粒过滤分离室；所述柱形壳体的上端与所述细颗粒筛分柱的外侧围成漂浮物储存室，所述柱形壳体内侧的下部围成粗颗粒旋流沉降室；所述井体的下部为沉积物储存室；所述漂浮物储存室与粗颗粒旋流沉降室相连通，所述粗颗粒旋流沉降室与沉积物储存室相连通，所述粗颗粒旋流沉降室通过细颗粒筛分柱与细颗粒过滤分离室相连通，所述细颗粒过滤分离室与清水室相连通，所述细颗粒过滤分离室通过溢流口与清水室相连通，所述清水室与出水管相连通。该专利技术的特点在于它增加了填料过滤功能，有效提高了旋流分离器对细颗粒的去除效果，但长时间运行后过滤填料的堵塞和后期维护也会制约其应用。