丁 超
（安徽淮化集團有限公司設計研究院，安徽 淮南 232038）

　　摘要：對平流沉淀池設計中一些關鍵參數的選取及關鍵部位結構形式的確定加以論述，說明在實際工程中不能生搬硬套，應結合實際情況，才能使設計合理，處理設施運行穩定。
　　關鍵詞：平流沉淀池；表面負荷率；截流沉速；泵/虹吸式排泥機
　　中圖分類號：TU991.23
　　文獻標識碼：B
　　文章編號：1009-2455(2001)05-0038-02

概述

　　淮化集團公司現有凈水廠1座，水源取自淮河，凈水能力20×10⁴m³/d。隨著公司生產規模的不斷擴大，需新建5×10⁴m³/d平流沉淀池3座。1998年8月設計完成，經過近1年的施工安裝，于1999年12月投入運行。1年多生產運行證明，其各項指標均達到設計要求。
　　設計采用平流沉淀池池型。為了與廠區總圖布置相協調，把1＃、2＃池建成一體，3＃單獨布置。單池處理水量5×10⁴m³/d，長L=76m，寬B=14m，有效水深h=3.3m，總停留時間t=1.7h，表面負荷率q_i=46.1m³/(m²·d)。反應池采用了穿孔族流反應池與回轉往復式反應池相結合的組成形式，并在穿孔旋流反應池中安置折板，以提高絮凝效果。反應池長L=16m，寬B=14m，有效水深h=3.9m，
水流總停留時間為25min，屬長流程反應。

1 平流沉淀池設計體會

1.1 表現負荷率的確定
　　表面負荷率是單位沉淀池表面積的產水量，代表沉淀池的產水能力。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荷率，在數值上恰好等于截留沉速^[1]，即：
　　　　q_i=Q/A=υ₀　　　（1）
　　對于截留沉速為υ₀的理想沉淀池，其產水量為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，沉淀池產水量低，不經濟；增大υ₀，提高平流池產水量，但懸浮顆粒去除率降低，相應出水濁度增大。我國幅員遼闊，各地區水質情況差異很大，在進行給水構筑物設計時，單純利用經驗參數往往是不可靠的，因此我們做了絮凝狀態下沉淀柱試驗，以確定沉淀池的產水量。試驗用水為淮河原水，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，經過試驗并計算而得υ₀=0.8mm/s。如何將沉淀柱試驗的數據擴大到實際工程中去，必須考慮諸如沉淀池中水流流態、水溫變化、風力吹動、池的進出口水流波動等影響因素。這些因素會導致沉淀池表面負荷率下降和停留時間增長。根據經驗，我們將試驗數據乘上一個系數，故最終確定本工程平流池表面負荷率q_i=q₀×(1/1.5)=46.1m³/(m²·d)。
1.2 出水堰形式確定
　　為了改進因出水堰負荷率過高而使出水挾帶較多細小絮粒的情況，本設計采用了指形槽布置方式；并將集水槽延長至沉淀區后部，從而進一步增加了出水堰的長度。這一措施有兩個優點^[2]：①指形槽增加了出水堰的長度，降低了堰負荷率，從而減小了無效沉淀區的體積。②由于指形槽在一定的沉淀距離后即開始集水，此時一方面取得了池面已澄清的水，同時又使其后池內水體水平流速降低，相應延長了部分水體的停留時間。就本設計而言，若采用一般堰流出水，堰負荷率將為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，平均兩個半月需清池一次，不僅工人勞動強度大，而且影響生產，造成浪費。
　　本設計采用泵/虹吸式機械排泥和穿孔管排泥相結合的形式。在沉淀區和集水區后部各設DN50的UPVC穿孔排泥管3根，開孔φ8mm。為防止開孔堵塞，穿孔管內敷設壓力管，定時沖洗。泵/虹吸兩用吸泥機兼有兩種吸泥方式的優點^[3]。只需潛水泵和進氣斷流電磁閥兩種關鍵器件，免除了真空泵及其附件，控制簡單；可根據源水水質進行切換。枯水季用水量小、濁度低，以虹吸方式運行，反之，則以泵吸方式運行；既節能又省水。工藝上，該排泥機根據懸浮顆粒在沉淀池中的沉降規律采用υ₁=1.0m/min，υ₂=1.5m/min，雙速運行。行車行進時，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，出水水質穩定，不需要定期放空清池。

2 結語

　　①表面負荷率是沉淀池設計中重要的技術參數，其值的取定要考慮水質、水溫、流態等多種因素影響，并將試驗數據與經驗參數結合起來。
　　②沉淀池排泥采用雙速泵/虹吸式機械排泥，在沉淀區和集水區設置穿孔排泥管，提高了排泥靈活性，穿孔排泥管內增設沖洗管，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。事實證明這一措施大大提高了沉淀池的產水率。

參考文獻：
[1]楊欽，嚴熙世．給水工程（上冊）[M]．北京：中國建筑工業出版社，1986．
[2]鐘淳昌．凈水廠設計[M]．北京：中國建筑工業出版社，1986．
[3]陳文根．給水沉淀地吸泥機吸泥方式的演進[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，學士，從事給排水設計工作，聯系電話：(0554)6414556-5518。