陸少鳴¹，楊立¹，聞占成²
( 1.華南理工大學造紙與環境工程學院,廣東廣州510640 ；2.鄭州大學綜合設計研究院,河南鄭州450002)

　　摘　要：針對出水不對稱條件下配水井的布置方式、污泥回流集泥方式對二沉池均衡排泥的影響、周進周出二沉池布水形式的選擇等城市污水處理廠常見的配水問題，結合工程實例進行了分析和比較，并提出了改進建議和措施。
　　關鍵詞：城市污水處理廠；配水；二沉池
　　中圖分類號：X505
　　文獻標識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2002)10-0061-03

　　目前在城市污水處理廠的幾個重要配水環節仍然存在一些有待改進之處。一些常見的配水方法應用于較大規模的污水處理廠時，由于配水情況不易觀察和控制，往往達不到對配水的均勻性要求，造成操作管理困難，也影響了運行效果。

1　配水井的形式

　　因維護管理的需要,城市污水處理廠的主要處理單元一般不少于兩組,各組處理單元之間通常用配水井來實現均勻配水。配水井從進水至各個配水單元需要保持相似的水力條件，故往往呈幾何對稱性布置，以此消除由進水的沖擊和波動造成的干擾，而工程上常采用溢流式配水井進行重力配水。
　　圖1為某城市污水處理廠采用的溢流式配水井布置圖。

　　污水從進水管進入內井后，水流方向也由水平轉變為向上流，經內井頂部的溢流堰向外井均勻溢流，并在外井形成平穩水面。外井設有兩根出水管，分別向兩座氧化溝配水。出水管前安裝的閘門起控制出水的作用，必要時將閘門關閉即可停止向該氧化溝配水。
　　該廠在配水井的兩根出水管上還分別安裝了電磁流量計，目的是在配水不均衡的情況下，通過調節出水閘門的開啟度加以調整。實際運行中兩座氧化溝的配水量有時明顯不相等，通過調節出水閘門也只能獲得暫時的均衡。由于進水流量不斷變化，兩溝配水量的比例關系也隨之變化，故難以采用手動調節方式保持配水的均勻穩定性。
　　出現這種情況的原因在于向兩溝配水的水力條件存在差異。雖然在工藝設計中將兩溝相對于配水井進行了幾何對稱布置，但由于施工和運行方面的原因，配水井出水進入兩座氧化溝的水力條件(諸如氧化溝的水位、流速及流態、出水管的入溝角度和標高等)并非能夠保持完全一致。溢流式配水井能夠維持外井內的水位基本平穩，如果到兩溝的水位差和水頭損失存在明顯差別，只要進水總流量不變，仍然可以通過調節出水閘門使兩溝配水量相等，但當進水總流量發生改變時，兩部分配水流量的原有比例關系就會遭到破壞。
　　解決上述問題有兩種方案：一是在兩電磁流量計與電動閘門之間增設自動控制裝置以實現自動均衡配水。該方案的不足之處是增加了投資，并使問題復雜化；二是將配水井的外井沿對稱軸分隔成兩個互不連通的配水室，分別向兩溝配水(如圖2所示)。只要內井的直徑和進水口淹沒深度都足夠大，能夠消除進水沖擊造成的波動，其頂部溢流堰的出水就具有沿周均勻性。因此，分隔成兩個配水室后各室的水位未必一致，但各室的進水量必然相等。方案二既能有效地解決出水不對稱條件下的均勻配水問題，又簡單實用，較方案一投資減少，運行更為可靠。

2　二沉池均衡排泥的實現

　　在設計城市污水處理廠時，為了布置緊湊和便于操作管理，往往將兩座或幾座二沉池合用一座回流污泥泵房。這種布置形式的缺點是容易導致二沉池之間排泥量不平衡(有的二沉池排泥過少，造成污泥在池內過度積累，影響了沉淀效果，甚至會因吸泥機轉動扭矩過大而造成停機；有的二沉池則排泥過多，污泥含水率升高，影響了污泥回流效率)。
　　某城市污水處理廠采用了兩座二沉池共用一座回流污泥泵房的布置方式，二沉池沉淀的活性污泥經吸泥機和排泥管進入回流污泥泵房的集泥間。在排泥管上未安裝計量設施，而僅在進入集泥間的末端處安裝有套管閥，用于調節該二沉池的回流污泥量。泵房內共設三臺軸流式回流污泥泵(二用一備)，各污泥泵直接從集泥間吸泥，其出泥管匯合成總管后接入配泥井，并向兩座曝氣池配泥。該系統運行中存在的主要問題是：由于套管閥的出流量大小不易觀察，往往到了某二沉池已出現積泥過多的征兆時方知需要進行調整，這必然會影響處理效果，而且也不便于管理。
　　改進上述工藝布置的一個簡單措施是在集泥間設置隔墻，在隔墻底部安裝連通閘門，隔墻兩邊則分別布置1～2臺污泥泵。大多數情況下隔墻底部的連通閘門關閉，兩座二沉池分別由隔墻兩邊的污泥泵進行污泥回流。因為每臺同型號污泥泵的流量大致相同，經過一段時間的運行調整是可以維持兩座二沉池之間的污泥量平衡的，僅當需要使用備用泵時才將連通閘門開啟，暫時進行共同回流。一般情況下，維修污泥泵耗時較短，修好后仍恢復到分隔回流的運行狀態，故產生的影響也很小，不需要加以調整。當然，上述改進方法僅適合兩座二沉池共用一座回流污泥泵房的情況。幾座二沉池合用一座回流污泥泵房的布置并不多見，也可作出類似的改進。

3　單向、雙向布水的利弊

　　我國于20世紀90年代初開始引進周進、周出二沉池技術，直到90年代末投入使用的該類二沉池均屬單向布水，其直徑＜40m。隨著城市污水處理廠建設規模的增大，近兩年已見直徑達50m的該類二沉池投入運行，并且有單向布水和雙向布水兩種形式的工程實例。
　　周進、周出二沉池單向布水的優點是能借助吸泥機同向旋轉的條件，在吸泥機上安裝配水槽的浮渣刮板以便及時清理浮渣，但是單向布水需要環池一周，當池徑較大時則布水流程過長的缺點就越加明顯，主要表現為三點：①變截面配水槽內的水位差隨著流程加長而增大，首尾布水孔之間的單孔布水量之差也越大，即使可以通過改變孔距來維持線流量不變，但對布水的均勻性還是有不利的影響；②等截面配水槽內環槽流速過低的區段越長則造成污泥在槽內沉淀的現象就越嚴重，不利于末端布水；③為了減小配水槽內的水面比降，配水槽的設計環槽流速通常會參考最小自凈流速選取，因此配水槽的斷面面積與環槽流量大致成正比。由于單向布水的環槽流量大，故單向布水槽所需的斷面面積也較大，工程投資相應會增加。
　　周進、周出二沉池如果采用雙向布水，其環槽流程和流量均只有單向布水的一半，因此能夠克服單向布水的一些缺點。雙向布水需要保證流量對稱分配，可以采用類似于溢流式配水井的方式來布置配水槽的入口，使進水管具有足夠的進水淹沒深度，將水流由水平方向轉變為向上流，然后向兩側對稱溢流，但是雙向布水不能依靠吸泥機自動撇除配水槽內的浮渣，這給運行管理帶來不便。特別是對于氧化溝工藝，由于混合液污泥濃度很高(MLSS達到4～6g/L)，往往會在氧化溝中出現上浮污泥，當上浮污泥隨混合液流入二沉池的配水槽后，沒有隨水流從布水孔下潛的那部分將積在配水槽內形成大量浮渣。
　　對近期投入使用的分別采用雙向布水和單向布水的周進、周出二沉池(直徑為50m)的運行情況進行了比較，發現兩者的沉淀效果都符合工藝要求，布水均勻性也沒有明顯區別，但是單向布水沉淀池的配水槽內基本沒有浮渣，運行效果更好。根據對實際工程的考察情況來看，盡管雙向布水較單向布水在理論上存在某些優點，但是對直徑≤50m的周進、周出二沉池仍然適宜采用單向布水。

4　結語

　　①進行重力流配水時，若配水井至各配水單元的水力條件不對稱則可將溢流式配水井分隔成與各配水單元逐一對應的若干獨立的配水室，利用均勻溢流來實現均勻配水，該方法簡單可靠。
　　②二沉池共用回流污泥泵房時容易造成各池排泥量的不均衡，此時可將泵房集泥間分隔成與二沉池逐一對應的集泥室，內設污泥泵進行獨立回流，以此保證各二沉池實現均衡排泥。當某臺泵發生故障時，可打開連通閥門與相鄰泥室共同回流，從而減少了備用泵的數量。
　　③對于直徑為50m的周進、周出二沉池，采用單向布水的沉淀效果與雙向布水基本相當，而且不存在后者的配水槽內浮渣無法清理的問題。因此，對于直徑≤50m的周進、周出二沉池，采用單向布水形式仍具有一定優勢。

　　電　　話：13822246315
　　收稿日期：2002-04-22