合续环境：城市水环境“守卫者” CSO高速过滤一体机

时间：2022-06-20 09:38

来源：合续环境

▼合续CSO高速过滤一体机实物图

随着我国城市黑臭水体治理工作的持续推进，目前旱季城市的黑臭水体已基本消除，但相当一部分城市仍然面临着河道水体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是指合流制排水系统在强降雨发生后，大量雨水的流入导致系统内雨污混合污水流量超过干管的输送能力而产生的溢流水体，通常会通过沿河溢流排水口直接流入河道。CSO中包含的污染物来自于生活污水、地表径流雨水以及管道沉积物，其水质虽有一定的地域差，总体上来说SS和BOD高达数百～数千mg/L。因此，CSO已成为城市水环境恶化的典型面源污染之一，制约着城市的可持续发展。

为实现对CSO的削减和控制，《“十四五”重点流域水环境综合治理规划》中明确提出，以流域水环境改善为首要目标。应加强污水处理等环境基础设施建设，提升截污减排能力，有效削减入水体污染负荷，提升流域水环境质量;因地制宜实施雨污分流改造，暂不具备改造条件的，采取措施减少雨季溢流污染等要求。

源头控制、管道控制、储存调蓄、末端处理技术是有效削减和控制CSO的技术。其中，源头控制技术(如海绵城市建设、分流制排水系统改造)、管道控制技术(如提高管道截流倍数)、储存调蓄(建设调蓄池)存在规模大、投资费用高、实施周期长等问题。而以快速净化为代表的末端处理技术被认为是削减污染物总量“立竿见影”的一种经济有效措施。

CSO具有突发性、非连续性、流量变化大、污染物浓度高等特点，因此用于 CSO末端快速净化的设备必须满足过滤速度快、去除率高、占地面积小、启动快速的特点。合续的CSO高速过滤一体机是基于上浮型纤维滤料构建的上向流过滤系统，上向流的过滤方式和优质滤料是实现CSO高效处理的关键。

上向流的过滤方式具有水头损失增长缓慢、过滤周期长、易于反洗的特点，利于实现CSO的长周期高速过滤。优选的滤料具备比重小，易于自适应形成紧密的过滤层;表面粗糙，易于截留SS;空隙率高，水头损失增长小，过滤速度快;耐久性强等优点，利于实现SS和BOD等污染物的高效去除。

过滤单元是CSO高速过滤一体机的核心，主要由迁移和附着两个过程实现对SS等污染物的去除。

迁移主要依靠滤料的拦截作用和沉淀作用去除SS，拦截作用是指颗粒尺寸较大的SS处于流线中时直接碰到滤料表面而被拦截;沉淀作用同理于斜板沉淀池的原理，滤层中每一个滤料的空隙空间均起着一个微型沉淀池的作用，滤料则提供了巨大的沉淀面积便于SS在其空隙中积聚。

附着是指SS贴近滤料并粘附到其的表面上的过程。附着作用是一种物理化学作用，涉及到表面双电层、范德华力以及化学键和某些特殊的化学吸附力的作用。

随着过滤的进行，滤层间隙被截流的SS堵塞，水头损失增大，过滤速度降低，此时反洗是使滤层恢复初始状态的重要环节。CSO高速过滤一体机采用气水联合的方式反洗滤料，在滤料的相互碰撞作用和气、水的剪切力作用下，“一次污泥”(直接吸附在滤料表面的SS)和“二次污泥”(积聚在滤料空隙中的SS)得到去除。优选的滤料在较少量的曝气下即可呈现自由流动状态，可增加填料间的相互碰撞，使得滤料在低能耗条件下实现高洗净度。

CSO高速过滤一体机的主体部分包括调压池、过滤池、排水渠，以及反洗曝气系统、排泥系统和设备间六大功能区。其中调压池主要起到保持高液位差，同时缓冲水流冲击的作用，此外比重较大的泥沙等可在沉降作用下被去除。过滤池内填充上浮型纤维滤料，用于实现去除原水中SS，并协同去除BOD等污染物的目的。排水渠用于将过滤水排出设备外。反洗时排泥系统启动先排除设备底部部分沉积物，随后开启反洗曝气程序。反洗完成后，利用排泥系统将反洗水排出设备外，并开启下一轮过滤。

该设备具有：成套化设计，集约度高，无需土建施工配合，可大幅缩短工程时间;优选上向流过滤专用滤料，由日本材料领域的领军企业为CSO上向流过滤“量身定制”;撬装式，可移动，适用于应急处理。此外，还具有滤速度快(最LV=1000m/d)、占地面积小、SS及BOD去除率高(>50%，其中粒径1mm以上的固体悬浮物的去除率达100 %)、抗冲击负荷能力强(日处理量高达10,000m3)、快速启停、能耗低(单位处理量的运行成本电耗约 0.06 kWh/m3)、全自动运行、可远程监控等特点。可广泛应用于合流制市政污水处理(雨天CSO处理、晴天一级强化或二沉池出水的提标增量)、消除黑臭水体(沿河溢流口CSO的快速净化)和海绵城市功能提升(配套调蓄池的末端强化处理)。