雙層平流沉淀池在實(shí)際工程中的應(yīng)用及前景

劉 博 才

(天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津 300000)

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雙層平流沉淀池在實(shí)際工程中的應(yīng)用及前景

劉 博 才

(天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津 300000)

介紹了雙層平流沉淀池的工藝原理，結(jié)合三個(gè)典型工程實(shí)例，闡述了雙層平流沉淀池的設(shè)計(jì)參數(shù)與污水處理工藝流程，指出雙層沉淀池相對(duì)普通平流沉淀池具有占地少、表面負(fù)荷高、投資小、沉淀效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。

雙層平流沉淀池，凈水廠，污水，工藝原理

隨著我國(guó)居民生活水平的提高，城市開(kāi)發(fā)建設(shè)的不斷發(fā)展，給排水體制的逐步完善健全，用水量和污水量不斷上升的同時(shí)城市開(kāi)發(fā)可利用的土地不斷減少，尤其對(duì)于水廠的整體設(shè)計(jì)布局及工藝設(shè)計(jì)上又是一重大考驗(yàn)，在保證出水達(dá)標(biāo)的前提下，利用越來(lái)越有限的土地面積選擇設(shè)計(jì)出更合理的工藝措施也是對(duì)設(shè)計(jì)人的更高要求。

沉淀池在水廠工藝單元中具有重要作用，可有效保障出水水質(zhì)，尤其是平流沉淀池因其具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)成熟、運(yùn)行穩(wěn)定、管理方便、造價(jià)低、抗沖擊強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)在水廠中得到廣泛應(yīng)用，但平流沉淀池缺點(diǎn)是占地面積大，當(dāng)水廠占地比較緊張時(shí)，普通平流沉淀池的缺點(diǎn)更加凸顯[1]。在此背景下，雙層平流沉淀池在繼承普通平流沉淀池優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上充分提高土地利用率，節(jié)約土地資源，提升單位面積凈水能力，使平流沉淀池的優(yōu)勢(shì)在占地緊張的水廠中也能得到發(fā)揮。本文主要介紹雙層平流沉淀池在我國(guó)的典型實(shí)例應(yīng)用，并對(duì)主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)及參數(shù)整理總結(jié)。

1 工藝原理

雙層平流沉淀池主要是通過(guò)在普通平流沉淀池加深整體池深的同時(shí)在池體中部增設(shè)一層中間格板，將普通平流沉淀池分為上下兩層互相平行的池體，中間格板上預(yù)留設(shè)備吊裝孔，正常運(yùn)行時(shí)吊裝口處于封閉狀態(tài)。上下兩層沉淀池均采用獨(dú)立進(jìn)出水設(shè)計(jì)，為保證進(jìn)出水均勻，在進(jìn)水前端通過(guò)設(shè)置等長(zhǎng)度的分水堰，下層進(jìn)水經(jīng)下層進(jìn)水孔進(jìn)入下層沉淀池進(jìn)水前端，上下層進(jìn)水最終分別由穿孔花墻進(jìn)入沉淀區(qū)。

為保證沉淀區(qū)的排泥效果，上下層池體應(yīng)保持地面坡度相同，一般可采取1%，上下兩層的非金屬鏈條刮泥機(jī)建議采用獨(dú)立控制的方式，設(shè)置刮泥速率相同，保證上下兩層刮泥系統(tǒng)效果相同，這樣不但維護(hù)方便也可保證上下層刮泥系統(tǒng)有一方出現(xiàn)故障時(shí)保障另一方的正常使用，不會(huì)產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)損壞效應(yīng)，極大保障了設(shè)備的安全使用性。鏈條刮泥機(jī)通過(guò)安裝在上層池體頂板上的驅(qū)動(dòng)裝置，通過(guò)鏈條的轉(zhuǎn)動(dòng)使安裝于鏈帶上的刮板將污泥推入進(jìn)水區(qū)端的污泥斗，最后分別由回流污泥泵和剩余污泥泵將污泥分別送至生物池和儲(chǔ)泥池。雙層沉淀池最上層設(shè)置浮渣撇渣管，將上清液浮渣收集進(jìn)入撇渣管，最后排至廠區(qū)污水系統(tǒng)，防止浮渣進(jìn)入出水槽影響出水水質(zhì)，為后續(xù)工藝提供安全保障。

2 工藝優(yōu)勢(shì)

雙層沉淀池在利用淺池理論的基礎(chǔ)上，將普通平流沉淀池分成兩層上下疊加在一起的雙層平流沉淀池，使沉淀池的沉淀效果和處理效率大大增加，有效水深的增加，使雙層沉淀池占地面積大大減少。與普通的平流沉淀池相比，雙層平流沉淀池在工程實(shí)際應(yīng)用中具備以下優(yōu)勢(shì)：

1)占地小，池深大，負(fù)荷高，土建費(fèi)用低。2)耐沖擊能力強(qiáng)，單層固體負(fù)荷低，沉淀效果好。3)水流條件好，工藝穩(wěn)定性高，出水水質(zhì)穩(wěn)定。

3 實(shí)例應(yīng)用

3.1 桐鄉(xiāng)市運(yùn)河凈水廠

桐鄉(xiāng)市運(yùn)河凈水廠[2]設(shè)計(jì)規(guī)模15×104m3/d，凈水廠凈用面積8.91 hm2，以京杭古運(yùn)河為水源，水中溶解氧低，COD，NH3-N濃度高，水質(zhì)介于Ⅳ類～Ⅴ類之間，屬于典型微污染水源水。為保證出水水質(zhì)安全，桐鄉(xiāng)市運(yùn)河凈水廠采用流動(dòng)床生物膜法預(yù)處理+強(qiáng)化常規(guī)處理+臭氧—生物活性炭深度處理工藝，其中強(qiáng)化常規(guī)工藝的沉淀單元采用雙層平流+波紋斜板沉淀池工藝。

桐鄉(xiāng)市運(yùn)河凈水廠雙層平流沉淀池，單池設(shè)計(jì)流量q=0.912 m3/s，上下層有效水深H=2.5 m，沉淀停留時(shí)間T=1 h，水平流速12.4 mm/s；沉淀池平面尺寸L×B=64 m×16.25 m，沿池寬方向分為2格，中間設(shè)隔墻，沉淀池單格寬8 m，每格沉淀池設(shè)一組刮板，采用往復(fù)式刮泥機(jī)排泥；上層沉淀池長(zhǎng)43 m，下層沉淀池長(zhǎng)64 m，出水方式采用鋸齒形三角堰指形槽，出水效果穩(wěn)定，運(yùn)行可靠。

3.2 大連市三道溝凈水廠

大連市三道溝凈水廠[3]一期設(shè)計(jì)規(guī)模20×104m3/d，以碧流河水庫(kù)水為水源，進(jìn)水濁度低，凈水工藝流程為：原水+穩(wěn)壓配水井+管道靜態(tài)混合器+小孔眼網(wǎng)格反應(yīng)池+串聯(lián)式雙層平流沉淀池+V型濾池+清水池+出水泵房，沉淀池與反應(yīng)池進(jìn)行合建，共2座，平行布置，單座池分為2組，對(duì)稱布置。

大連市三道溝凈水廠雙層平流沉淀池單組設(shè)計(jì)流量q=0.608 m3/s，上層有效水深3.5 m，沉淀停留時(shí)間T=1.5 h，上層水平流速11.6 mm/s，下層有效水深3.0 m，沉淀停留時(shí)間T=1.3 h，下層水平流速13.5 mm/s；沉淀池平面尺寸L×B=63.2 m×15.3 m，分2格，單格寬7.5 m，中間設(shè)0.3 m隔墻一道，以加大濕周，減小水力半徑。為保證下層沉淀池能夠均勻配水不受影響，上層沉淀池不宜采用刮泥機(jī)排泥的方式，本工程最終上層沉淀池選用了池底泵吸刮吸泥機(jī)排泥方式以加強(qiáng)排泥效果，污泥通過(guò)污泥軟管排出。下層沉淀池因沉淀池中間格板的影響，無(wú)法采用吸泥排泥的形式，最終下層沉淀池采用液壓往復(fù)式刮泥機(jī)排泥。出水方式采用指型水槽孔口出流的方式，出水效果穩(wěn)定，濁度基本保持在1 NTU以下。

3.3 深圳市布吉污水廠

深圳市布吉污水廠[4]設(shè)計(jì)規(guī)模20×104m3/d，為全地下式污水處理廠，凈用面積4.60 hm2，場(chǎng)地偏窄、狹長(zhǎng)、無(wú)規(guī)則，用地緊張。污水處理工藝流程為：市政污水+粗、細(xì)格柵+曝氣沉砂池+HYBAS生化池+雙層平流沉淀池+出水提升泵房+D型纖維濾池+紫外消毒渠+排放，出水排放水質(zhì)按GB 18918—2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)

深圳市布吉污水廠雙層沉淀池設(shè)計(jì)平均流量q=2.315 m3/s，表面水力負(fù)荷0.90 m3/(m2·h)；峰值流量q=3.009 m3/s，表面水力負(fù)荷1.17 m3/(m2·h)。沉淀池上層沉淀區(qū)長(zhǎng)度60 m，有效沉淀實(shí)際長(zhǎng)度59.4 m，下層沉淀區(qū)長(zhǎng)度55.4 m，有效沉淀實(shí)際長(zhǎng)度55.0 m，池底縱坡1%。沉淀池共分兩組，單組6格，單格沉淀池跨距7.5 m，兩組中間設(shè)6 m寬中心通道及管廊。下層總池深3.8 m，上層總池深3.8 m～4.4 m，緩沖層0.3 m，污泥層0.7 m，下層有效水深2.8 m，上層有效水深2.8 m～3.4 m。排泥系統(tǒng)上下層均采用非金屬鏈條刮泥機(jī)，設(shè)梯形斷面泥斗，污泥經(jīng)回流污泥泵與剩余污泥泵排出，電動(dòng)管式撇渣機(jī)每隔2 h撇渣一次，浮渣進(jìn)入池邊兩側(cè)浮渣井，經(jīng)浮渣泵提升排至預(yù)處理浮渣分離器。出水采用三角堰形式，上層出水沿池邊兩側(cè)三角堰排至出水槽，下層出水沿結(jié)構(gòu)墻與上層池體空隙流至上層液面經(jīng)三角堰排至出水槽。雙層平流沉淀池在水廠運(yùn)行中效果穩(wěn)定，水廠出水水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語(yǔ)

目前我國(guó)雙層平流沉淀池實(shí)際應(yīng)用較少，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不多，本文通過(guò)介紹雙層沉淀池工藝原理、工藝優(yōu)勢(shì)及在典型實(shí)例應(yīng)用可以看出，雙層沉淀池相對(duì)普通平流沉淀池具有占地少、表面負(fù)荷高、投資小、沉淀效果穩(wěn)定等特點(diǎn)。隨著我國(guó)城市的發(fā)展，可用土地不斷減少及全地下水廠不斷增多，雙層平流沉淀池的應(yīng)用前景表現(xiàn)出巨大優(yōu)勢(shì)，本文總結(jié)的典型案例為行業(yè)內(nèi)類似工程的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及參數(shù)提供一點(diǎn)的借鑒意義。

[1] 王學(xué)福,齊敦哲,朱寅春,等.雙層平流沉淀池的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].凈水技術(shù),2013,32(1):83-86.

[2] 徐子松,姚忠東,仲軍衛(wèi),等.桐鄉(xiāng)市運(yùn)河水廠供水工程介紹[J].給水排水,2007,33(5):7-12.

[3] 常鵬飛,陳金榮,曹雪梅,等.串聯(lián)式雙層平流沉淀池的工藝設(shè)計(jì)[J].中國(guó)給水排水,2012,28(10):59-62.

[4] 靳云輝,周建忠,張學(xué)兵,等.雙層平流沉淀池在深圳布吉污水處理廠工程中的應(yīng)用[J].中國(guó)給水排水,2012,28(20):69-72.

The application prospect of double layered horizontal flow sedimentation tank in practical engineering

Liu Bocai

(TianjinMunicipalEngineeringDesign&ResearchInstitute,Tianjin300000,China)

This paper introduced the process principle of double layered sedimentation tank, combining with three typical engineering examples, elaborated the design parameters and wastewater treatment process of double horizontal flow sedimentation tank, pointed out that compared with common horizontal flow sedimentation tank, the double layered sedimentation tank had less land occupation, high surface load, small investment, stable precipitation effect and other advantages.

double layered horizontal flow sedimentation tank, water treatment plant, wastewater, process principle

1009-6825(2017)14-0124-02

2017-03-03

劉博才(1989- )，男，碩士，助理工程師

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