徐文剛， 胡春萍
(中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究院，天津300074)

　　摘 要： 結(jié)合合肥市王小郢污水處理廠旋流沉砂池的排砂系統(tǒng)設(shè)計(jì)，介紹了其工作原理、運(yùn)行控制及維護(hù)等方面的經(jīng)驗(yàn)。
　　關(guān)鍵詞： 旋流沉砂池； 設(shè)計(jì)； 維護(hù)
　　中圖分類號(hào)：TU992.02
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C
　　文章編號(hào) ：1000-4602(2002)01-0074-02

　　目前，城市污水處理廠的沉砂池基本上采用兩種類型：一種是應(yīng)用比較廣泛的曝氣沉砂池，通過池中一側(cè)的空氣管控制曝氣，使污水形成具有一定速度的前進(jìn)旋流(垂直于水流方向)，這種池型具有穩(wěn)定的除砂效果；另一種是利用水力渦流除砂的旋流沉砂池(其旋流與水流方向基本一致)，具有池型簡單、占地省、運(yùn)行費(fèi)用低、除砂效果好等優(yōu)點(diǎn)，已越來越受到人們的重視。旋流沉砂池的排砂目前采用兩種形式，一種是靠砂泵排砂，其優(yōu)勢 在于設(shè)備少、操作簡便，但砂泵的磨損問題也越來越受到用戶的關(guān)注；另一種是氣提排砂，其優(yōu)勢在于系統(tǒng)可靠、耐用，但設(shè)備相對(duì)較多。
　　合肥市王小郢污水處理廠是安徽省第一座大型城市污水處理廠，一期工程規(guī)模為15×10 ⁴m³/d，已于1998年投產(chǎn)運(yùn)行，運(yùn)行效果良好；二期工程又增加15×10⁴m³/d，已在2001年的下半年投入使用，一、二期工程均采用氣提排砂的旋流沉砂池。

1 概況

　　該工程設(shè)旋流沉砂池2座、砂水分離器2臺(tái)，由奧地利NEVHOLD提供成套設(shè)備，其中空壓機(jī)(2臺(tái))采用德國Aerzen的產(chǎn)品。
　　具體設(shè)備參數(shù)如下：
　　① 旋流沉砂池直徑為5480 mm，池深為4 750 mm，單池處理量為4100m³/h，槳葉直徑(可調(diào)試)為(1500±150) mm，轉(zhuǎn)速為n=12 r/min。
　　② 空壓機(jī)型號(hào)為GM3S，Q=109m³/h，H=8 m。
　　③ 砂水分離器型號(hào)為SAK—250，Q=30m³/h，安裝閉度為30°，固體負(fù)荷為1m³/h。
　　④ 空氣提升泵(Q=50m³/h)2臺(tái)。
　　其工藝布置見圖1。

　　

2 工作原理

　　通過細(xì)格柵的進(jìn)水以切線方向流入沉砂池，出水則沿徑向流出，槳葉以12 r/min的速度均勻轉(zhuǎn)動(dòng)以保持池體內(nèi)水流具有0.3～0.4 m/s的平均流速。由于水力原因?qū)⑹股傲３寥氤辽俺氐牧隙返撞浚?jīng)氣提排出并進(jìn)入砂水分離器，進(jìn)一步固液分離后的污水將進(jìn)入廠區(qū)污水管道。

3 運(yùn)行控制

　沉砂池的系統(tǒng)控制可以分成手動(dòng)和自動(dòng)，自動(dòng)控制由現(xiàn)場的控制箱和PLC進(jìn)行。沉砂池?cái)嚢柘到y(tǒng)基本上為24h連續(xù)自動(dòng)操作，若需要保養(yǎng)或手動(dòng)操作時(shí)，系統(tǒng)可以切換。
　　沉砂池的空氣提升泵、空氣沖洗裝置及砂水分離器的操作由電控柜自動(dòng)執(zhí)行，必要時(shí)自動(dòng)控制可以由操作人員解除而完全以人工控制方式運(yùn)作。空氣提升泵操作前必須確認(rèn)鼓風(fēng)機(jī)操 作正常、氣壓達(dá)到預(yù)設(shè)值。
　　氣洗過程：空氣管上的電磁閥開啟，排砂管上的電動(dòng)刀閥處于關(guān)閉狀態(tài)，壓縮空氣自空氣噴頭噴出打松沉于池底的沉砂以利于下一步提升泵將沉砂抽出，并使上清液返回水處理流程作 下一步處理。電磁閥的開啟時(shí)間可以調(diào)節(jié)。
　一期工程采用的是水洗，該過程與氣洗過程類似，但要增設(shè)相應(yīng)的電磁閥和采用具有一定壓力的自來水沖洗沉砂池池底。可以看出氣洗比水洗更方便、簡單，同時(shí)也可節(jié)約一定量的自來水。
　　排砂過程：啟動(dòng)砂水分離器，開啟排砂管上電動(dòng)刀閥，空氣提升泵把沉砂抽送至砂水分離器，經(jīng)過一預(yù)設(shè)時(shí)間后系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉。預(yù)設(shè)時(shí)間可以根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行后的經(jīng)驗(yàn)而設(shè)定，也可隨著污水中的含砂量的變化作適當(dāng)調(diào)節(jié)。
　　經(jīng)過以上兩個(gè)過程后，電動(dòng)刀閥、電磁閥、空壓機(jī)自行關(guān)閉，即完成一個(gè)工作周期。

4 氣提排砂的計(jì)算

　　氣提排砂系統(tǒng)主要包括空氣提升泵和空壓機(jī)及其配套設(shè)備，由空壓機(jī)提供氣源，空氣提升泵將砂水混合液由低處提升到高處，其工作原理是通過自下而上吹入空氣，使污水、砂、空氣形成氣液混合體且降低了密度，從而實(shí)現(xiàn)砂水混合液的提升。
　　① 空氣量計(jì)算

　　QL=QS·6·H/T　　　　(1)
　　式中　QL——所需空氣量，m³/h
　　　　　QS——砂水混合液量，m³/h
　　　　　H——水面以上提升高度，m
　　　　　T——水面以下空氣注入深度，m
　　② 風(fēng)壓計(jì)算

　　P≥T+2　　　　(2)

　　舉例：
　　已知H=2 m、T=4.2 m(則P=62 kPa)、砂量=1.8m³/d，按含水率3%計(jì)，則QS=60m³/d(若空氣提升泵按工作48次/d、3 min/次計(jì)，則QS=25 m3/h)， QL=71.4m³/h(取安全系數(shù)為1.2～1.3，則該值為92.9m³/h)。
　　空氣量也可參考德國PASSVANT公司沉砂池的提升參數(shù)，見表1。

表1 沉砂池的提升參數(shù) 深度比：H/T 0.2～1.2 0.2～1.2 0.2～1.2 0.2～1.2 空氣量(m³/h) 15～150 20～250 30～280 50～440 提砂量(L/s) 6～14 10～24 15～35 23～58 沖洗水量(m³/h) 18 18 22 30 沖洗水壓(kPa) 200 200 200 200

5 排砂系統(tǒng)的維護(hù)

　　該系統(tǒng)中存在的主要問題是排砂管道易堵塞，可通過在設(shè)計(jì)中預(yù)留沖洗水孔及清通孔加以解決。對(duì)電動(dòng)刀閥之前的輸砂管道堵塞可用空氣進(jìn)行沖洗，也可用壓力為200kPa的自來水沖洗，如仍不能解決問題，可以用細(xì)直硬桿從預(yù)留清通孔清通。對(duì)電動(dòng)刀閥之后的輸砂管道堵塞，可采用自來水沖洗。
　　2臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)及2臺(tái)砂水分離器都可互為備用，檢修檢驗(yàn)時(shí)可通過手動(dòng)閥門調(diào)節(jié)。

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　　電　　話：(022)23342168×2115
　　收稿日期：2001-07-04