丁 超
（安徽淮化集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)研究院，安徽 淮南 232038）

　　摘要：對(duì)平流沉淀池設(shè)計(jì)中一些關(guān)鍵參數(shù)的選取及關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)形式的確定加以論述，說明在實(shí)際工程中不能生搬硬套，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，才能使設(shè)計(jì)合理，處理設(shè)施運(yùn)行穩(wěn)定。
　　關(guān)鍵詞：平流沉淀池；表面負(fù)荷率；截流沉速；泵/虹吸式排泥機(jī)
　　中圖分類號(hào)：TU991.23
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
　　文章編號(hào)：1009-2455(2001)05-0038-02

概述

　　淮化集團(tuán)公司現(xiàn)有凈水廠1座，水源取自淮河，凈水能力20×10⁴m³/d。隨著公司生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，需新建5×10⁴m³/d平流沉淀池3座。1998年8月設(shè)計(jì)完成，經(jīng)過近1年的施工安裝，于1999年12月投入運(yùn)行。1年多生產(chǎn)運(yùn)行證明，其各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
　　設(shè)計(jì)采用平流沉淀池池型。為了與廠區(qū)總圖布置相協(xié)調(diào)，把1＃、2＃池建成一體，3＃單獨(dú)布置。單池處理水量5×10⁴m³/d，長L=76m，寬B=14m，有效水深h=3.3m，總停留時(shí)間t=1.7h，表面負(fù)荷率q_i=46.1m³/(m²·d)。反應(yīng)池采用了穿孔族流反應(yīng)池與回轉(zhuǎn)往復(fù)式反應(yīng)池相結(jié)合的組成形式，并在穿孔旋流反應(yīng)池中安置折板，以提高絮凝效果。反應(yīng)池長L=16m，寬B=14m，有效水深h=3.9m，
水流總停留時(shí)間為25min，屬長流程反應(yīng)。

1 平流沉淀池設(shè)計(jì)體會(huì)

1.1 表現(xiàn)負(fù)荷率的確定
　　表面負(fù)荷率是單位沉淀池表面積的產(chǎn)水量，代表沉淀池的產(chǎn)水能力。截留沉速（υ₀）是指沉淀池中可以全部去除的，粒徑最小的顆粒沉速，代表沉淀池的沉淀效率。
　　理想平流式沉淀池的表面負(fù)荷率，在數(shù)值上恰好等于截留沉速^[1]，即：
　　　　q_i=Q/A=υ₀　　　（1）
　　對(duì)于截留沉速為υ₀的理想沉淀池，其產(chǎn)水量為υ₀×A。懸浮顆粒去除率（E）為：
　　　　E=(1-P₀)+∫υ_i/υdp_i　　　　（2）
　　式中：υ_i-小于υ₀的顆粒沉速，m/s；
　　　p_i-沉速小于υ_i的顆粒重量占原水中全部顆粒重量的百分率（W）％；
　　　P₀-沉速小于υ₀的顆粒重量占原水中全部顆粒重量的百分率（W）％。
　　從公式（1）（2）分析，要使平流沉淀池的出水濁度降至最低，就必須減小截留沉速。υ₀太小，沉淀池產(chǎn)水量低，不經(jīng)濟(jì)；增大υ₀，提高平流池產(chǎn)水量，但懸浮顆粒去除率降低，相應(yīng)出水濁度增大。我國幅員遼闊，各地區(qū)水質(zhì)情況差異很大，在進(jìn)行給水構(gòu)筑物設(shè)計(jì)時(shí)，單純利用經(jīng)驗(yàn)參數(shù)往往是不可靠的，因此我們做了絮凝狀態(tài)下沉淀柱試驗(yàn)，以確定沉淀池的產(chǎn)水量。試驗(yàn)用水為淮河原水，濁度500mg/L，攪拌均勻后注入沉淀柱中。取樣位置為h₁=600mm，h₂=1200mm，h₃=1800mm，h₄=3200mm，經(jīng)過試驗(yàn)并計(jì)算而得υ₀=0.8mm/s。如何將沉淀柱試驗(yàn)的數(shù)據(jù)擴(kuò)大到實(shí)際工程中去，必須考慮諸如沉淀池中水流流態(tài)、水溫變化、風(fēng)力吹動(dòng)、池的進(jìn)出口水流波動(dòng)等影響因素。這些因素會(huì)導(dǎo)致沉淀池表面負(fù)荷率下降和停留時(shí)間增長。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，我們將試驗(yàn)數(shù)據(jù)乘上一個(gè)系數(shù)，故最終確定本工程平流池表面負(fù)荷率q_i=q₀×(1/1.5)=46.1m³/(m²·d)。
1.2 出水堰形式確定
　　為了改進(jìn)因出水堰負(fù)荷率過高而使出水挾帶較多細(xì)小絮粒的情況，本設(shè)計(jì)采用了指形槽布置方式；并將集水槽延長至沉淀區(qū)后部，從而進(jìn)一步增加了出水堰的長度。這一措施有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)^[2]：①指形槽增加了出水堰的長度，降低了堰負(fù)荷率，從而減小了無效沉淀區(qū)的體積。②由于指形槽在一定的沉淀距離后即開始集水，此時(shí)一方面取得了池面已澄清的水，同時(shí)又使其后池內(nèi)水體水平流速降低，相應(yīng)延長了部分水體的停留時(shí)間。就本設(shè)計(jì)而言，若采用一般堰流出水，堰負(fù)荷率將為148.5m³/(m·h)。由于布置了7條7.5m長指形槽，使堰的負(fù)荷率降低為39.7m³/(m·h)。
1.3 排泥形式確定
　　水廠原有兩座老式沉淀池采用排泥斗排泥，由于不能完全排除沉泥，平均兩個(gè)半月需清池一次，不僅工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且影響生產(chǎn)，造成浪費(fèi)。
　　本設(shè)計(jì)采用泵/虹吸式機(jī)械排泥和穿孔管排泥相結(jié)合的形式。在沉淀區(qū)和集水區(qū)后部各設(shè)DN50的UPVC穿孔排泥管3根，開孔φ8mm。為防止開孔堵塞，穿孔管內(nèi)敷設(shè)壓力管，定時(shí)沖洗。泵/虹吸兩用吸泥機(jī)兼有兩種吸泥方式的優(yōu)點(diǎn)^[3]。只需潛水泵和進(jìn)氣斷流電磁閥兩種關(guān)鍵器件，免除了真空泵及其附件，控制簡單；可根據(jù)源水水質(zhì)進(jìn)行切換。枯水季用水量小、濁度低，以虹吸方式運(yùn)行，反之，則以泵吸方式運(yùn)行；既節(jié)能又省水。工藝上，該排泥機(jī)根據(jù)懸浮顆粒在沉淀池中的沉降規(guī)律采用υ₁=1.0m/min，υ₂=1.5m/min，雙速運(yùn)行。行車行進(jìn)時(shí)，在沉淀池前半段采用第一檔速度，后半段和回程采用第二檔速度。采用這種排泥方式，出水水質(zhì)穩(wěn)定，不需要定期放空清池。

2 結(jié)語

　　①表面負(fù)荷率是沉淀池設(shè)計(jì)中重要的技術(shù)參數(shù)，其值的取定要考慮水質(zhì)、水溫、流態(tài)等多種因素影響，并將試驗(yàn)數(shù)據(jù)與經(jīng)驗(yàn)參數(shù)結(jié)合起來。
　　②沉淀池排泥采用雙速泵/虹吸式機(jī)械排泥，在沉淀區(qū)和集水區(qū)設(shè)置穿孔排泥管，提高了排泥靈活性，穿孔排泥管內(nèi)增設(shè)沖洗管，解決了排泥管易堵塞的問題。
　　③出水口采用三角堰式指形集水槽，使集水槽加長延伸至沉淀后區(qū)。事實(shí)證明這一措施大大提高了沉淀池的產(chǎn)水率。

參考文獻(xiàn)：
[1]楊欽，嚴(yán)熙世．給水工程（上冊(cè)）[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1986．
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[3]陳文根．給水沉淀地吸泥機(jī)吸泥方式的演進(jìn)[J]．給水排水，1997，(11)：52-53．

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作者簡介：丁超（1970～），男，安徽淮南市人，工程師，學(xué)士，從事給排水設(shè)計(jì)工作，聯(lián)系電話：(0554)6414556-5518。