地表水水處理沉淀池的比較

郭 鑫

（沈陽(yáng)市給排水勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110023）

地下水具有水質(zhì)好，易處理，水量變化小等特點(diǎn)。因此我國(guó)北方地區(qū)的生產(chǎn)生活用水，大多以地下水為水源。但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，生產(chǎn)和生活用水量大幅增加，地下水資源的日益匱乏，工農(nóng)業(yè)爭(zhēng)水，城鄉(xiāng)爭(zhēng)水，水體污染等現(xiàn)象，使得飲用水出現(xiàn)水量下降、水質(zhì)下降等一系列的安全問(wèn)題。為了解決用水難的問(wèn)題，以地表水為水源的供水體系將大幅增加。而沉淀池作為常規(guī)地表水處理中不可或缺的一環(huán)，是必需要注意的。因此本文將對(duì)沉淀池做簡(jiǎn)要的介紹，供大家參考。

1 斜管沉淀池

斜管沉淀池是指在沉淀區(qū)內(nèi)設(shè)有斜管的沉淀池。組裝形式有斜管和支管兩種。在平流式或豎流式沉淀池的沉淀區(qū)內(nèi)利用傾斜的平行管或平行管道（有時(shí)可利用蜂窩填料）分割成一系列淺層沉淀層，被處理的和沉降的沉泥在各沉淀淺層中相互運(yùn)動(dòng)并分離。根據(jù)其相互運(yùn)動(dòng)方向分為逆（異）向流、同向流和測(cè)向流三種不同分離方式。每?jī)蓧K平行斜板間（或平行管內(nèi)）相當(dāng)于一個(gè)很淺的沉淀池。

其優(yōu)點(diǎn)是：

①利用了層流原理，提高了沉淀池的處理能力；

②縮短了顆粒沉降距離，從而縮短了沉淀時(shí)間；

③增加了沉淀池的沉淀面積，從而提高了處理效率。

這種類型沉淀池的過(guò)流率可達(dá)36m3/（m2·h）,比一般沉淀池的處理能力高出7-10倍，是一種新型高效沉淀設(shè)備。并已定型用于生產(chǎn)實(shí)踐。

目前國(guó)內(nèi)采用斜管沉淀池的水廠最多，東北地區(qū)采用這種池型的一些水廠如下：

哈爾濱磨盤(pán)山凈水廠：設(shè)計(jì)規(guī)模90萬(wàn)m3/d；

長(zhǎng)春市第三凈水廠：設(shè)計(jì)規(guī)模22.5萬(wàn)m3/d；

沈陽(yáng)市八水廠地表水系統(tǒng)：設(shè)計(jì)規(guī)模40萬(wàn)m3/d；

大連市沙河口凈水廠：設(shè)計(jì)規(guī)模30萬(wàn)m3/d。

在東北地區(qū)，在原水濁度≤50NTU，沉淀池出水濁度≤2NTU的條件下，斜管沉淀池清水區(qū)上升流速不宜大于1.4mm/s。斜管沉淀池設(shè)計(jì)合理，可以取得較好的處理效果。

對(duì)于規(guī)模較大水廠，斜管沉淀池一般采用兩側(cè)配水渠配水，水在配水渠中的流動(dòng)方向與配水方向垂直，很難實(shí)現(xiàn)配水均勻。大多數(shù)斜管沉淀池首端清水區(qū)出水濁度較高，甚至大量絮凝體隨水流進(jìn)入集水槽，而末端出水濁度較低，非常清澈，其主要原因就是配水不均勻，沉淀池首端負(fù)荷過(guò)高。在沉淀過(guò)程中，水流在斜管中向上運(yùn)動(dòng)，污泥顆粒則向下運(yùn)動(dòng)，排泥面積是沉淀面積的一半，上升水流容易對(duì)污泥沉降產(chǎn)生頂托作用。

在高濁期和低溫低濁期，斜管沉淀池沉淀效果一般會(huì)有所下降，原因是這時(shí)污泥沉降性能和沿斜管內(nèi)壁下滑速度將明顯下降，導(dǎo)致污泥不能及時(shí)沿斜管內(nèi)壁排走，造成污泥堆積，從而使斜管過(guò)水?dāng)嗝鏈p少，上升流速增加，出水濁度升高。

2 側(cè)向流斜板沉淀池

側(cè)向流斜板沉淀池指的是池內(nèi)設(shè)置斜板，水流由側(cè)向通過(guò)斜板，沉泥沿斜板滑下的沉淀池。側(cè)向流斜板沉淀池的誰(shuí)，從斜板側(cè)面平行于板面流入，并沿水平方向流動(dòng)，而沉泥由底部滑出，水和泥呈垂直方向運(yùn)動(dòng)。這種沉淀池也稱橫向流、平向流及平流式斜板 沉淀池。

其優(yōu)點(diǎn)是：

①沉淀效率高。

②體積小，占地少。

側(cè)向流斜板沉淀池應(yīng)用得也比較普遍，北方地區(qū)采用這種池型的一些水廠如下：

長(zhǎng)春市第二凈水廠：設(shè)計(jì)規(guī)模18萬(wàn)m3/d；

長(zhǎng)春市第四凈水廠：設(shè)計(jì)規(guī)模20萬(wàn)m3/d；

大連開(kāi)發(fā)區(qū)灣里水廠：設(shè)計(jì)規(guī)模30萬(wàn)m3/d；

西安南郊水廠：設(shè)計(jì)規(guī)模50萬(wàn)m3/d；

北京水源九廠二期工程：設(shè)計(jì)規(guī)模50萬(wàn)m3/d。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)量資料呈正態(tài)分布，數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，同組治療前后比較用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)。相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析法，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

在東北地區(qū)，在原水濁度≤50NTU，沉淀池出水濁度≤2NTU的條件下，斜板沉淀池顆粒沉降速度不宜大于0.15mm/s。側(cè)向流斜板沉淀池設(shè)計(jì)合理，可以得到比較理想的處理效果。

側(cè)向流斜板沉淀池首端配水，末端出水，很容易實(shí)現(xiàn)均勻配水和均勻出水；水在池中水平流動(dòng)，完成沉淀過(guò)程之前不改變水流方向；污泥顆粒隨水流水平移動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行垂直沉降，沉淀過(guò)程不受擾動(dòng)，沉淀面積與排泥面積相等，水力條件比較理想，出水水質(zhì)比較容易得到保證。

3 小間距斜板沉淀池

斜板(管)沉淀池中水流在理論上處于層流狀態(tài)，其實(shí)不然，實(shí)際上在斜管沉淀池中水流是有脈動(dòng)的，這是因?yàn)楫?dāng)斜管中大的礬花顆粒在沉淀中與水產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，會(huì)在礬花顆粒后面產(chǎn)生小渦旋，這些渦旋產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)造成了水流的脈動(dòng)。這些脈動(dòng)對(duì)于大的礬花顆粒沒(méi)有影響，對(duì)于反應(yīng)不完全的小顆粒的沉淀起到頂托作用，故此也就影響了出水水質(zhì)。為了克服這一現(xiàn)象，抑制水流的脈動(dòng)，小間距斜板沉淀設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。

其優(yōu)點(diǎn)是：

①由于間距明顯減少，礬花沉淀距離也明顯減少，使更多小顆?？梢猿恋硐聛?lái)；

②由于間距減小，水力阻力增大，使之占水流在沉淀池中水流阻力的主要部分，這樣沉淀池中流量分布均勻，與斜管相比，明顯改善了沉淀?xiàng)l件；

③排泥性能遠(yuǎn)優(yōu)于其他形式的淺層沉淀池，因?yàn)檫@種設(shè)備基本無(wú)側(cè)向約束，設(shè)備沉淀面積與排泥面積相等。

小間距斜板沉淀池是一種高效沉淀池，目前應(yīng)用得較少，采用這種池型的一些水廠如下：

大慶油田龍虎泡凈水廠：設(shè)計(jì)規(guī)模50萬(wàn)m3/d；

山東勝利油田淳化水廠：設(shè)計(jì)規(guī)模10萬(wàn)m3/d；

克拉瑪依供水公司第四水廠：設(shè)計(jì)規(guī)模10萬(wàn)m3/d。

在東北地區(qū)，在進(jìn)水濁度≤50NTU，沉淀池出水濁度≤2NTU的條件下，小間距斜板沉淀池清水區(qū)上升流速不宜大于2mm/s。小間距斜板沉淀池設(shè)計(jì)合理，可以取得較好的處理效果。

與側(cè)向流斜板沉淀池相同，小間距斜板沉淀池也是首端進(jìn)水，末端出水，在水的水平流動(dòng)過(guò)程中完成絮凝體的沉淀，水力條件較好。這種池型沉淀效率高于其他兩種池型，負(fù)荷較高，池子平面尺寸小，池底集泥空間小，所以當(dāng)原水出現(xiàn)高濁時(shí)，往往不能將沉淀污泥及時(shí)排出，從而影響沉淀池的正常運(yùn)行，也就是說(shuō)這種池型抗原水高濁沖擊的能力不如其它兩種池型。

上述三種沉淀池的工程造價(jià)，小間距斜板沉淀池略高于斜管沉淀池，斜管沉淀池略高于側(cè)向流斜板沉淀池，但相差都不大。在水力條件和配水均勻度方面，斜管沉淀池較差；在抗原水高濁沖擊能力方面，小間距斜板沉淀池較差。

通過(guò)上述比較，對(duì)沉淀池初步了解，在設(shè)計(jì)中能正確的選擇沉淀池。

［1］張慧，楊娟.有關(guān)斜管沉淀池的上升流速討論［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2012，34(S2)：305-307.［2］黃勝.斜管沉淀池的原理、構(gòu)造、設(shè)計(jì)參數(shù)及其應(yīng)用［J］.才智，2013，13(15)：209-210.

［3］楊凱.LIGHTNIN混合池?cái)嚢铏C(jī)在成都市自來(lái)水總公司六水廠的生產(chǎn)實(shí)際實(shí)用［D］.重慶：重慶大學(xué)，2003.

［4］劉百倉(cāng)，馬軍.帶翼片側(cè)向流斜板沉淀池內(nèi)顆粒沉降過(guò)程的數(shù)值模擬［J］.給水排水，2007，44(11)：139-142.

［5］徐學(xué)花.紊流多微渦網(wǎng)格絮凝池與小間距斜板沉淀池的技術(shù)應(yīng)用［J］.科技成果縱橫，2011，20(4)：56-57.

［6］周秀川.應(yīng)用紊流多微渦網(wǎng)格絮凝池與小間距斜板沉淀池的技術(shù)應(yīng)用［J］.城市公用事業(yè)，2012，26(5)：30-31，52.