斜板沉淀池的积泥问题及改进措施.doc

1、斜板沉淀池的积泥问题及改进措施摘要：根据浅池理论简要分析了斜板沉淀池的设计原理以及斜板沉淀池的特点，并在优化设计的基础上介绍了立式斜板沉淀池的工艺原理与设计构造。 关键词：浅池理论 斜板沉淀池 优化 中图分类号： O652 文献标识码： A 传统的水处理厂一般都采用平流沉淀池的工艺设计，随着社会经济的发展，人们对水量的需求越来越大，许多城市供水厂现有的工艺愈发难以满足要求，同时由于城市人口的急剧膨胀导致城市用地相对紧张。斜板沉淀池工艺不仅有高效的水处理效率，并且大大节省了建设用地，因而的到越来越多的认可。 1 斜板沉淀池简介 1.1 浅池理论 斜管沉淀池是指在沉淀区内设有斜管的沉淀池。组装形式

2、有斜管和支管两种。在平流式或竖流式沉淀池的沉淀区内利用倾斜的平行管或平行管道（有时可利用蜂窝填料）分割成一系列浅层沉淀层，被处理的和沉降的沉泥在各沉淀浅层中相互运动并分离。根据其相互运动方向分为逆（异）向流、同向流和测向流三种不同分离方式。每两块平行斜板间（或平行管内）相当于一个很浅的沉淀池。斜板沉淀池是根据浅池理论发展而来的。20 世纪初，哈真首次提出浅池理论：设斜板沉淀池的池长为 L，池中水平流速为 V，颗粒沉速为 u0，在理想状态下，L/H=V/u0。可见 L 与 V 值不变时，池身越浅，可被去除的悬浮物颗粒越小。若用水平隔板，将 H 分成 3 层，每层层深为 H/3，在 u0 与 V

3、不变的条件下，只需L/3，就可以将 u0 的颗粒去除。也即总容积可减少到原来的 1/3。如果池长不变，由于池深为 H/3，则水平流速增大到 3V，仍能将沉速为 u0 的颗粒去除，也即处理能力提高 3 倍。同时将沉淀池分成 n 层就可以把处理能力提高 n 倍。 1.2 斜板沉淀池的工作原理 斜板与水平面的夹角成 600，放置于沉淀池中。原水经过双层絮凝池（上层为回转隔板，下层为回隔板）转入斜板沉淀池的下部。水流自下向上流动，清水在池顶用穿孔集水管收集；污泥则在池底也用穿孔排泥管收集，排入下水道。 1.3 斜板沉淀池沉淀分析 1）根据平流式沉淀池去除分散性颗粒的沉淀原理，一个池子在一定的流量 Q

4、和一定的颗粒沉速 u0 的条件下，其沉淀效率 E 与池子的平面面积 A 成正比：E=u0/（Q/A）=u0A/Q。为此，如在同一个池子中，按高度分成 N 个间隔，使水平面积增加为 N 倍，在理论上可以提高沉淀能力N 倍（实际上用于各种其他因素的影响不可能达到） 。将一个池子分成 4个间隔后，使其有 4 倍的水池平面面积，则理论上池长可缩短至 1/4 或水平流速可增至 4 倍。 2）池子分成许多水平浅格后，虽可以提高沉淀效率，但增加排泥困难，为此将水平板改为斜板，一方面是水平投影面积增加，一方面积泥可以自动落入池底，便于排除。 3）增加许多平行斜板后，加大水池过水断面的湿周，同时减少水力半径，为

5、此在同样的水平速度 V 时，可以大大降低雷诺数 Re，从而减少水的紊动，促进沉淀。 2 立式斜板沉淀池工艺 2.1 立式斜板沉淀工艺的提出 斜板沉淀池分为上向流、下向流和侧向流三种形式， 由于下向流和侧向流斜板在配水与构造方面存在一些问题， 所以工程应用较少， 工程上应用较成功的是上向流斜板。然而， 上向流斜板沉淀工艺也存在一些问题： 1 斜板顶部容易积泥，2 排泥不方便，3 容易滋生藻类。由于这些问题的存在， 给斜板沉淀池的运行管理带来非常大麻烦， 使得很多水厂放弃了这一高效率工艺， 转而采用低效率但运行管理相对简单的平流沉淀工艺。 如何才能保留斜板沉淀工艺的高效率而又避免它的缺点呢？ 通过

6、大量工程实践的启发， 方永忠等提出了立式斜板沉淀工艺1， 该工艺保留了上向流斜板沉淀的工作原理与高效率， 但进行了一项关键的技术创新， 这就是将上向流斜板的排列方式由水平方式改为垂直方式， 沉淀池的配水与集水等方式也随之改变， 使上述三个问题不复存在。 2.2 立式斜板沉淀工艺的构造设计 斜板采用立式排列后，斜板的进、出水面由水平面变成垂直面， 沉淀池的清水与浑水的分隔方式也由上下分隔变为垂直分隔， 为了利用沉淀池空间， 立式斜板将在池中分为若干列进行布置。 斜板垂直地排列（叠放）在一起， 从一侧进水而另一侧出水， 而且两列斜板反向排列， 使出水端合并且封闭为一个清水区， 斜板列的另一侧为浑水

7、区， 在正向与反向斜板列的分隔下， 整个沉淀池分为若干个清水与浑水相间的区域， 其中所有清水区均为封闭的， 所有浑水区均为敞开的。 上述构造使得立式斜板沉淀池的配水方式与传统上向流斜板沉淀池完全不同。立式斜板沉淀池池面全部为浑水， 浑水正是在池面流动而充满整个池子， 然后浑水从各个由斜板列分隔的浑水区向下配水， 并从垂直排列的斜板进水口进入斜板空间， 在斜板空间泥水得到分离， 污泥通过斜板面下滑到浑水区并下沉到浑水区底部积泥区， 而清水流出斜板进入清水区， 清水区的清水再向下收集到出水渠， 并从出水渠输送到沉淀池以外， 完成了沉淀过程。 3 沉淀池及其设计 沉淀池是利用排水断面的加大减缓水流速

8、度,借助于流水中的颗粒与水的比重不同,使大颗粒的煤渣、岩粉等颗粒沉降,提高颗粒物质的沉积。矩形平流式斜板沉淀池由格栅、斜板和挡板三个部分组成。 格栅采用一组平行的间距为 3050mm 的钢筋焊制而成,其与巷底保持约为 30 度的仰角,斜置在进水口,用以截留水中的大块悬浮杂质;沉淀池内所有斜板及挡板均采用厚度为 3mm 的铁板制成,斜板与巷底保持约 60度地仰角;挡板呈凸形,垂直巷底设置,挡板两侧留出池宽的三分之一,下端距巷底保持池深的三分之一。格栅、斜板及挡板安设位置在浇筑沉淀池时预留活槽。 沉淀池池体平面为矩形,池宽和池深要保证水流沿池的过水断面布水均匀,依流速缓慢而稳定地流过。沉淀池的长:

9、宽:深一般为 3:1:1。沉淀池多用混凝土筑造,也可用砖石砌筑。 水由进水口通过格栅进入池内,进水口后设有挡板,使水流均匀地分布在整个池宽的横断面。格栅和浮渣板以截留水面浮渣;挡板及斜板以减缓、均匀水流;斜板背向水流侧以沉淀淤积物。 4、便捷性 一般情况下,由于淤泥的大量排入水仓会导致增加水仓清挖的频率。水仓内淤泥沉积至一定厚度无法使用后,人工进行清挖前必须先设泵排除水仓内积水,之后人工清挖配合绞车运输施工难度较大,清挖难度随施工进度的增加而出现推车距离远、施工环境恶劣的困难。水仓清挖期间,由于不能形成全风压通风,必须使用局部通风机通风,瓦斯的监控及风筒的延接又是一项繁琐的工序。以上使施工人员

10、劳动强度较大。 使用矩形平流式斜板沉淀池,由于水在流入水仓前,沉淀池已基本将淤泥阻截,再按照现场淤泥淤积情况定期组织人员清捞,能够及时有效的缓解淤泥大量流入水仓,仅只有小部分流入水仓,则可有效的降低水仓的清挖频率。沉淀池设置在矿井主、副巷道内人员施工环境很好,无须先安设局部通风机、泵及瓦斯监控设备,且矿车使用方便,施工人员能够随时的对沉淀池进行清捞,清捞非常方便、快捷。极大地降低了施工人员的劳动强度。 5、安全性提高 水仓频繁清挖在瓦斯、顶板及斜井运输上安全不能确保安全,而处在矿井主、副巷道内的平流式沉淀池构造简单,沉淀效果好,且基本无瓦斯、顶板及斜井运输安全上带来的威胁,相对较安全。 6 结

11、语 斜板沉淀池因其较低的建设成本以及高效的沉淀效率而在水厂建设中得到广泛的应用，虽然其本身也存在许多的问题，但通过大量学者的努力还是可以不断得到改善的，如方永忠等的立式斜板沉淀池就克服了上向流斜板沉淀池运行的三大问题；刘振中等通过对异向流斜板沉淀池进行优化设计研究， 使其在满足沉淀效率及水力条件的情况下， 沉淀池的建设费用最小2。在城市供水日趋紧张与水厂建设用地愈发缩小的双重矛盾下，斜板沉淀池的应得到更加深入的研究。 参考文献： 1方永忠，黄继华，方永辉，等.立式斜板（管）沉淀工艺设计与应用J.中国给水排水，2010，26（12）：150-151. 2刘振中，邓慧萍，白丹，等.斜板沉淀池优化设计研究J.南昌大学学报工科版，2006，28（4）：401-404.