合續環境：城市水環境“守衛者” CSO高速過濾一體機

時間：2022-06-20 09:38

來源：合續環境

▼合續CSO高速過濾一體機實物圖

隨著我國城市黑臭水體治理工作的持續推進，目前旱季城市的黑臭水體已基本消除，但相當一部分城市仍然面臨著河道水體雨后返黑返臭的困境，其中雨季合流制溢流(Combined Sewer Overflows，CSO)是重要成因。CSO是指合流制排水系統在強降雨發生后，大量雨水的流入導致系統內雨污混合污水流量超過干管的輸送能力而產生的溢流水體，通常會通過沿河溢流排水口直接流入河道。CSO中包含的污染物來自于生活污水、地表徑流雨水以及管道沉積物，其水質雖有一定的地域差，總體上來說SS和BOD高達數百～數千mg/L。因此，CSO已成為城市水環境惡化的典型面源污染之一，制約著城市的可持續發展。

為實現對CSO的削減和控制，《“十四五”重點流域水環境綜合治理規劃》中明確提出，以流域水環境改善為首要目標。應加強污水處理等環境基礎設施建設，提升截污減排能力，有效削減入水體污染負荷，提升流域水環境質量;因地制宜實施雨污分流改造，暫不具備改造條件的，采取措施減少雨季溢流污染等要求。

源頭控制、管道控制、儲存調蓄、末端處理技術是有效削減和控制CSO的技術。其中，源頭控制技術(如海綿城市建設、分流制排水系統改造)、管道控制技術(如提高管道截流倍數)、儲存調蓄(建設調蓄池)存在規模大、投資費用高、實施周期長等問題。而以快速凈化為代表的末端處理技術被認為是削減污染物總量“立竿見影”的一種經濟有效措施。

CSO具有突發性、非連續性、流量變化大、污染物濃度高等特點，因此用于 CSO末端快速凈化的設備必須滿足過濾速度快、去除率高、占地面積小、啟動快速的特點。合續的CSO高速過濾一體機是基于上浮型纖維濾料構建的上向流過濾系統，上向流的過濾方式和優質濾料是實現CSO高效處理的關鍵。

上向流的過濾方式具有水頭損失增長緩慢、過濾周期長、易于反洗的特點，利于實現CSO的長周期高速過濾。優選的濾料具備比重小，易于自適應形成緊密的過濾層;表面粗糙，易于截留SS;空隙率高，水頭損失增長小，過濾速度快;耐久性強等優點，利于實現SS和BOD等污染物的高效去除。

過濾單元是CSO高速過濾一體機的核心，主要由遷移和附著兩個過程實現對SS等污染物的去除。

遷移主要依靠濾料的攔截作用和沉淀作用去除SS，攔截作用是指顆粒尺寸較大的SS處于流線中時直接碰到濾料表面而被攔截;沉淀作用同理于斜板沉淀池的原理，濾層中每一個濾料的空隙空間均起著一個微型沉淀池的作用，濾料則提供了巨大的沉淀面積便于SS在其空隙中積聚。

附著是指SS貼近濾料并粘附到其的表面上的過程。附著作用是一種物理化學作用，涉及到表面雙電層、范德華力以及化學鍵和某些特殊的化學吸附力的作用。

隨著過濾的進行，濾層間隙被截流的SS堵塞，水頭損失增大，過濾速度降低，此時反洗是使濾層恢復初始狀態的重要環節。CSO高速過濾一體機采用氣水聯合的方式反洗濾料，在濾料的相互碰撞作用和氣、水的剪切力作用下，“一次污泥”(直接吸附在濾料表面的SS)和“二次污泥”(積聚在濾料空隙中的SS)得到去除。優選的濾料在較少量的曝氣下即可呈現自由流動狀態，可增加填料間的相互碰撞，使得濾料在低能耗條件下實現高洗凈度。

CSO高速過濾一體機的主體部分包括調壓池、過濾池、排水渠，以及反洗曝氣系統、排泥系統和設備間六大功能區。其中調壓池主要起到保持高液位差，同時緩沖水流沖擊的作用，此外比重較大的泥沙等可在沉降作用下被去除。過濾池內填充上浮型纖維濾料，用于實現去除原水中SS，并協同去除BOD等污染物的目的。排水渠用于將過濾水排出設備外。反洗時排泥系統啟動先排除設備底部部分沉積物，隨后開啟反洗曝氣程序。反洗完成后，利用排泥系統將反洗水排出設備外，并開啟下一輪過濾。

該設備具有：成套化設計，集約度高，無需土建施工配合，可大幅縮短工程時間;優選上向流過濾專用濾料，由日本材料領域的領軍企業為CSO上向流過濾“量身定制”;撬裝式，可移動，適用于應急處理。此外，還具有濾速度快(最LV=1000m/d)、占地面積小、SS及BOD去除率高(>50%，其中粒徑1mm以上的固體懸浮物的去除率達100 %)、抗沖擊負荷能力強(日處理量高達10,000m3)、快速啟停、能耗低(單位處理量的運行成本電耗約 0.06 kWh/m3)、全自動運行、可遠程監控等特點。可廣泛應用于合流制市政污水處理(雨天CSO處理、晴天一級強化或二沉池出水的提標增量)、消除黑臭水體(沿河溢流口CSO的快速凈化)和海綿城市功能提升(配套調蓄池的末端強化處理)。