羅愛民， 劉金科
（懷化鐵路總公司,湖南懷化418000）

　　摘 要： 介紹了懸浮泥渣澄清沉淀池建在濕式泵井中的設計及運行，并對設計中相關參數和有關問題進行了總結。運行結果表明，該一體化供水系統具有許多優點，是一項既經濟又實用的技術，可在小型水廠推廣使用。
　　關鍵詞： 懸浮泥渣澄清沉淀池；濕式泵井；設計
　　中圖分類號：TU991.23
　　文獻標識碼：C
　　文章編號 ：1000-4602(2000)09-0043-02

　　在供水工藝中，濕式泵井(以下簡稱泵井)是取用地表水常見的重要給水構筑物,主要供集水和安裝機電設備之用。設計時，底部標高需設置在水源最低枯水位數米以下，從而增加了泵井的深度,特別是河水水位變幅較大時。泵井深度的增大會增加施工難度和工程造價，因此，如何最大限度地有效利用泵井的深度(空間)，使泵井與給水處理、消毒工藝流程有機結合起來，設計出一種具有既可取水又可進行水處理的給水構筑物，并使其達到節約投資、降低成本、提高效率的目的，1993年—1994年在對廣州鐵路集團公司懷化鐵路總公司石門水廠進行技術改造時，對此進行了有益的探索，取得了較好的效果。

　　1 技術改造方案的構想

　　石門鐵路水廠因枯、洪水期水位高差達16m而于1983年建于洞庭湖水系的澧水河岸一高20m的陡坎上。該廠原采用水泥屯船取水，由于受地形限制，水廠初始設計時未考慮修建濾前處理構筑物而采用無閥濾池一次凈化供水。因南方雨水較多，洪水期河水濁度又高(枯水期的 濁度一般為500 NTU，洪水期濁度可達2000～3000NTU)，造成無閥濾池因負荷過重、反沖洗周期短而不能正常使用，致使出廠水質難以達到國家飲用水標準。為了解決上述問題，在該水廠技術改造方案制定過程中，反復進行了懸浮泥渣澄清沉淀池的模擬試驗(經過模擬試驗，發現水處理效果較理想)，并結合石門水廠所處地理位置，提出設計一座充分利用濕式泵井內的空間，以井底為結構承托，將懸浮泥渣澄清沉淀池置于泵井內，使其成為具有混合、反應、澄清、沉淀、消毒、機電設備安裝、集水、揚水、值班、貯藥一體化功能的給水處理構筑物，以達到節約投資、降低成本、提高效率和解決該水廠長期水質差等問題為目的的構想(該技術成果1996年獲湖南省科技成果三等獎，并在1998年獲國家科技成果完成者證書)。

　　2 設計相關參數

　　在設計懸浮泥渣澄清沉淀池時，首先應解決和克服水力循環懸浮澄清池普遍存在的問題：反應時間短、混合不理想；耗電大(噴嘴流速最高達9m/s，水頭損失＞10m)；運行不穩定(水量及水溫變化而造成出水水質不符合標準)；單池出水量小、效率低。因此，設計中采取了以下相關技術參數，基本解決和克服了上述問題。
　　①充分利用河水面與泵井底部標高間的高差條件，采用2根DN250mm虹吸管進水，省去澄清池常規在進水口處設噴嘴的裝置，達到了節約能耗目的(見圖1)。同時在虹吸下降管始端三通處，接駁安裝水封的重力投藥管，并與真空泵和真空保持裝置的抽氣管連通，以確保不間斷進水。虹吸管進水流速控制在0.6～1.2m/s，以防虹吸管內發生積泥現象。
　　②混合過程。在虹吸下降管上端設置管道靜態混合器，河水與混凝劑在混合器內進行混合，其長度為12m，混合時間近期30s，遠期10s(設計考慮處理能力分近、遠兩期)，其管徑由DN250mm擴大至DN500mm，流速由1.02m/s漸變為0.13m/s。在混合器DN500 mm管內每隔1m安裝錯位半月擋水板并控制水流速度在0.13～0.25m/s內交替變化，使河水在變向流、變速流中與混凝劑充分劇烈混合，達到良好的混合效果。
　　③反應過程。反應在懸浮泥渣澄清沉淀池下部完成，混合后的河水順環形進水管在池底沿 圓弧切線方向在反應室旋轉上升，實現均勻布水和充分碰撞、結絨，達到良好的絮凝條件。控制水流速度在初始階段是清水區上升流速的8倍，終結階段為1倍(清水區上升流速近期～遠期為1.8～2.5mm/s)。總停留時間近期控制為30min，遠期為17min。

　　為保證處理過程中水質穩定，采取了以下技術措施：
　　① 在虹吸管上設置與液位控制設備連通的電動控制閥，以控制濕式泵井內的水面高度，確保懸浮泥渣層的相對穩定，防止洪水期因水位上升較快而使懸浮泥渣層升至集水管口以上，影響出水質量。
　　② 集泥斗位置與常規設計在池腰部不一樣，設于池底，便于集泥和機械排泥。集泥斗直徑小于反應室，比環型進水管底稍高，達到集泥斗外圍有適度泥渣，這些泥渣在切向進水的攪動下，泥渣濃度高，回流泥渣量也大，增強了處理低溫低濁水或澄清池長時間停用后需人工造渣水的效果，適應性強。
　　③ 集水管進水口標高控制在距清水面0.8m以下，防止抽水時集水管進水擾動懸浮泥渣層 而影響水質。
　　④ 清水區上升流速控制在1.8(近期)～2.5(遠期)mm/s效果較理想(是一般澄清池上升流速 的兩倍)，提高產水量達100%。
　　⑤ 一般懸浮、水力加速澄清池，在進水溫度高于池內水溫或部分池水面、池壁受到陽光強烈照射下，會出現清水區礬花上升翻池跑渣現象，影響出水水質。而設置于濕式泵井內的懸浮泥渣澄清沉淀池置于低于泵井外地面標高的地下，池內水在自然條件下一個時間段內總是處在一個恒定溫度(該溫度隨室外溫度變化而略有變化)，為給水處理營造了一個較理想的環境,克服了常見的因溫差而造成翻池跑渣的問題。

　　3 幾個應注意的問題

　　① 因洪水期澧水河中原水含砂量高且雜草較多，設計中考慮在虹吸管取水頭部設置除草除 砂設備，確保防草除砂效果。進水口平均流速控制在0.08m/s，除草斜板按60°角度斜向下游方向，以有效阻止雜草等漂浮物進入。
　　② 濕式泵井采取沉井法施工到位。為達到泵井在0.2 MPa水壓下具有抗滲性，防止洪水期大量滲水惡化水質，施工中注意控制水泥標號用量和爆破用藥量，同時增設底板濾鼓。
　　③ 合理選用凈水劑。原使用的是三氯化鐵和助凝劑骨膠，因貯存三氯化鐵結銹，骨膠因熱膠困難和大量起泡，且使用后池內懸浮泥渣層厚度和濃度不夠理想，后改為使用聚合氯化鋁(PAC)，效果較好。

　　4 結語

　　懸浮泥渣澄清沉淀池在濕式泵井中的運用，克服了傳統澄清池的缺點，具有占地少、投資少、效率高等優點，可利用泵井內空間將混合、反應、澄清、沉淀、消毒、機電設備安裝、集水、揚水、值班、貯藥等建成一體化水處理系統而便于管理，有良好的社會效益和經濟效益(通過幾年的運行，出廠水質合格率達99%以上)，可在中小型市鎮或企業水廠推廣使用。

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收稿日期：2000-03-28