为了提高污水厂的污染物去除能力,大量学者的研究点都主要集中提高生化单元以及后续处理单元的处理能力方面,少有对预处理段除砂单元的相关研究。但是,随着氧化沟等不设置初沉池的污水处理工艺、以及为了保证生物除磷脱氮的碳源而采用超越初沉池运行的A2/O工艺运行模式的推广和应用,沉砂池几乎成了污水处理工艺中唯一的除砂功能单元,未被去除的细微沙已严重影响了污水处理厂的正常运行。因此,针对氧化沟等不设置初沉池的污水处理工艺,强化沉砂池的除砂能力,对维持污水厂的稳定运行意义重大。90年代以来,随着国外技术设备的引进,旋流沉砂池已成为我国污水厂最常见的沉砂池。但是,我们通过大量实地考察发现,运行中旋流沉砂池普遍存在除砂量少、砂水分离器的溢流水细微沙含量高等问题。课题以重庆某污水厂旋流沉砂系统为研究对象,围绕旋流沉砂系统的沉砂、提砂和砂水分离等功能环节展开现场调查,进行问题诊断,分别提出各功能单元的技术改造和中试运行,提高现有沉砂池的除砂能力;针对沙水分离器普遍存在溢流水细微沙含量高的共性问题,构建基于有机物截留和细微沙强化分离一体化的新型砂水分离器。论文的主要研究内容和结果如下:(1)通过现场调研、测试、分析,发现试验污水厂旋流沉砂池分选区旋流条件不充分,砂粒沉淀效果不佳;气提装置携砂能力低,砂水含气量高,致使已沉淀的砂粒不能顺利排出旋流沉砂池;砂水分离器排砂量低,溢流水中细微沙偏高等问题。(2)对旋流沉砂系统的技术改造措施主要包括:一是在旋流沉砂池分选区设置了开孔圆锥盘,增设了中水射流管;二是气提装置提砂管管径由之前DN110改为DN140,提砂管与进气管管径比由2.4:1增大为2.9:1,提砂管头与底部距离由200mm增大为400mm,并增设喇叭口;三是砂水分离器进水设置排气装置,进水方式改为多点进水,溢流堰由水箱后端改为水箱侧面,在进水管前部设置了V型挡板,在无轴螺旋与水箱交界面设置了U型导流板。(3)通过对旋流沉砂系统的技术改造,在除砂量、COD截留效、SS去除效果方面较改造前分别提高至原来的2倍、2倍、2.48倍,在粒径分级处理效果方面对>200μm颗粒物,100-200μm.颗粒物去除效果分别提高至原来的1.37倍、2.92倍,对于<100μm颗粒物旋流沉砂池基本没有去除效果。(4)设计和研发了一体化XPSF砂水分离器,旨在强化去除细微砂粒和提高出水有机物(COD)含量,并且在重庆某污水厂中试过程中取得了阶段性成果,改型砂水分离器溢流水COD和SS平均值分别为332mg/L、167mg/L,除砂量提高至400~550kg/d,较LSSF砂水分离器在降低COD截留量、SS以及提高排砂量等方面分别提升至原来的2倍、2倍和2倍,ISS去除率提高至原来2倍,对100~200μm的细微砂粒去除率提高至原来的4倍。