本發明屬于環保設備，更具體地說，涉及一種多疊盤式除砂裝置及含砂污水處理方法。
背景技術：
1、當前國內外主流沉砂工藝以平流沉砂池、曝氣沉砂池、機械旋流式沉砂池為主。這些沉砂池通常以大于200μm的砂礫作為除砂設計標準。然而在實際運行中，由于不同地區地質地勢的差異，污水進水中大于200μm的砂礫僅占20～40％，而大于106μm的砂礫所占比例達到了60％-80％以上。但傳統工藝對細微泥砂去除效率有限，受設計精度、現存技術、工藝研發深度等影響去除細微泥砂效率低，導致砂礫淤積在后續工藝段中造成一系列運行問題，基于此，多層旋流沉砂池因其獨特的結構，在一定程度上能夠提升現有沉砂池除砂精度和效率。
2、多層旋流沉砂池的工作原理為：利用淺層沉淀+渦流掃捕，使得污水通過廊道切向引入混凝土池體內，通過布水器將污水均勻地分布到每個疊盤中，并形成渦流。砂礫通過淺層沉淀效應強化的重力沉降作用沉降到疊盤表面，然后通過渦流掃捕作用將沉淀在疊盤表面得砂礫掃捕至底部砂斗中，實現除砂效率與精度同步提升。
3、經檢索，中國專利申請號為202321784148.x，申請日為：2023年7月10日，發明創造名稱為：一種高效曝氣沉砂池。該申請案的高效曝氣沉砂池，包括曝氣沉淀池和多層旋流沉砂池，曝氣沉淀池的輸出端與多層旋流沉砂池相連通，曝氣沉砂池內設置有曝氣管，多層旋流沉砂池設置有多層旋流固液分離器，多層旋流固液分離器包括分離碟盤，分離碟盤間隔套設，分離碟盤包括呈環形的導流板和導流管，導流管呈螺旋狀與導流板的外圓面切向相連，導流板的底部設置有錐形導板，且該錐形導板的底部設置有固體排放口。該申請案通過在曝氣沉砂池末端增加多層旋流沉砂池，利用多層旋流沉砂池中的多層旋流固液分離器實現精細除砂，解決曝氣沉砂池除砂精度低的問題。但是，該申請案設置的多層旋流沉砂池在實際使用過程中，存在盤片之間布水不均，耐負荷沖擊能力差，處理效果不穩定，難清淤等缺點，需要對其進行改進，以滿足實際沉砂需求，確保沉砂過程穩定進行。
技術實現思路
1、1.要解決的問題
2、針對現有多層旋流沉砂池存在的布水不均、耐負荷沖擊能力差，造成處理效果不穩定的問題，提出了一種多疊盤式除砂裝置，通過對現有多層旋流沉砂池的結構進行優化設計，有效解決了上述問題，提高沉砂效率和精度，并且保證裝置使用效果的穩定性。
3、此外，本發明還提供了一種采用上述除砂裝置對含砂污水進行處理的方法，在來水量波動較大的場景下仍然可以保證沉砂過程穩定運行，除砂效果穩定，且便于清理和維護設備。
4、2.技術方案
5、為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案如下：
6、其一，本發明的一種多疊盤式除砂裝置，包括箱體和設于箱體內的多層疊盤，以及控制系統，其中：
7、每層疊盤的污水入口處涂覆有耐磨涂層，耐磨涂層可以有效抵擋污水中大顆粒對疊盤表面的沖擊，提高裝置耐負荷沖擊能力，保證裝置使用壽命。同時，每層疊盤連接的支管上單獨設置有支管流量計、電動閥和壓力表，所有支管均通過分水器與進水總管相連。
8、所述支管流量計、電動閥和壓力表均與控制系統電連接。
9、通過設置控制系統對支管流量計和壓力表的檢測數據進行分析，并對每個疊盤上電動閥的開啟程度進行控制，可以有效確保每個疊盤的機械能差值在±5％以內，有利于保證疊盤的布水均勻性，進而提升除砂效果。同時，為了確保各個疊盤之間配水均勻，在面對波動較大的應用場景同樣可以通過調整對應閥門的啟閉實現處理水量的寬閾調節。
10、作為本發明的優選，每根支管均單獨通過管接頭和方管一端連接，方管中間區域可拆卸安裝有強化分離電場組件，方管另一端擠壓形成楔形管結構，貼合在疊盤外側壁上。本發明通過設置方管便于裝卸強化分離電場組件，且設置的管接頭可以很好地將圓形的支管與方管進行連接。安裝的強化分離電場組件可以在除砂過程中，利用施加的電場產生的各種自由基能夠對污水中的有機物質進行初步氧化，降低后續處理難度，必要時可通過加藥泵向水箱中加入氧化劑，在電場作用下，氧化劑與電催化極板可以耦合產生更多自由基和強氧化物，對污廢水進行強化預處理。
11、作為本發明的優選，所述強化分離電場組件包括對稱設置的陰陽電極板和外部電源，每根方管的水平管壁上對稱加工有插槽，兩個電極板在豎直方向上貫穿所有方管設置，并插設在每根方管的插槽內，電極板端部設有接線柱，接線柱與外部電源連接。
12、作為本發明的優選，相鄰兩個方管之間的陰陽電極板通過對拉螺桿連接，對拉螺桿采用絕緣材質制成，可以將兩個電極板緊靠在方管上，在一定程度上保證了電極板安裝的密閉性和連接牢靠性。
13、作為本發明的優選，還包括反洗管道，反洗管道一端與箱體連接，一端與進水總管連接，且反洗管道上安裝有反洗泵和反洗閥，當疊盤發生淤堵時，通過反洗管道并直接利用現有管道進行沖洗清淤，可以大大節約占地和能耗需求，即可完成系統自清洗。
14、作為本發明的優選，所述進水總管上設置有總管流量計和手動閥，總管流量計便于監控總來水量，手動閥便于對除砂和反洗過程進行單獨控制。
15、作為本發明的優選，最下方的疊盤底部安裝有沉砂斗，沉砂斗與排沙管連接，且箱體上部還開設有出水管。
16、其二，本發明的一種含砂污水處理方法，采用上述的除砂裝置進行除砂，具體包括如下步驟：
17、步驟一、由進水總管進水，通過分水器向各支管進行污水初次分配；
18、步驟二、由每根支管上單獨設置有支管流量計和壓力表對來水進行檢測，檢測結果傳輸至控制系統進行處理；
19、步驟三、控制系統根據內置算法進行計算，并通過調節電動閥的開度保證疊盤的機械能在0.05～0.15mpa，且任意兩個疊盤之間的機械能差值在±5％以內，即配水完成；
20、步驟四、進水除砂。
21、作為本發明的優選，步驟一中，根據來水量確定投入工作的疊盤數量，具體規則如下：
22、當來水量為設計水量的90％以上時，所有疊盤進行工作；
23、當來水量為設計水量的65％～90％時，不低于80％的疊盤進行工作；
24、當來水量為設計水量的35％～65％，且不包含設計水量的65％時，不低于50％，且不高于80％的疊盤進行工作；
25、當來水量為設計水量的35％以下時，不超過30％的疊盤進行工作。
26、作為本發明的優選，步驟四中，在進水除砂之前，通過開啟支管上設置的強化分離電場組件，通過外加電場使帶電荷砂粒向疊盤靠近，實現對污水中帶相同電荷砂粒的分離，提高除砂效果。此外，施加電場產生的自由基和強氧化物也可以對污水中的有機物進行氧化降解，以降低后續污水處理難度。
27、作為本發明的優選，除砂完成后，當疊盤發生淤堵時，進行反沖洗，反沖洗步驟如下：
28、確定淤堵疊盤，關閉其余未淤堵的疊盤支管上的電動閥和進水總管上的手動閥；
29、開啟淤堵疊盤支管上的電動閥和反洗管道上的反洗泵和反洗閥對淤堵疊盤進行沖洗。
30、3.有益效果
31、相比于現有技術，本發明的有益效果為：
32、本發明提供的多疊盤式除砂裝置，通過對其結構進行優化設計，可以解決現有多層旋流沉砂池存在的布水不均、耐負荷沖擊能力差的問題，不僅保證了除砂效果的穩定，其自帶的反沖洗清淤的功能，無需外部引入其他沖洗設備即可實現對疊盤細小縫隙的沖洗。
33、此外，本發明的除砂裝置，通過設置強化分離電場組件，一方面在除砂之前可以預先對污水中的有機物進行氧化，有利于降低污水后續處理難度；另一方面，可以通過控制電場極性，將帶有某種極性電荷的砂粒向疊盤側壁運動，實現砂粒快速分離。
34、本發明的含砂污水處理方法，使用本發明的除砂裝置，自動控制各個支管電動閥門的開啟程度，能夠有效保證裝置布水均勻性，以提高分離效果，同時，通過在除砂過程中施加外加電場，控制污水中帶電電荷向疊盤側壁靠近，有助于進一步提高分離效果。此外，施加的電場能夠產生自由基，氧化污水中的有機物，降低后續污水處理的難度。更有優化的，裝置長久運行后發生淤堵，還能夠通過反洗管進行沖洗清淤。