雙層平流沉淀池在實際工程中的應用及前景

劉 博 才

(天津市市政工程設計研究院，天津 300000)

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雙層平流沉淀池在實際工程中的應用及前景

劉 博 才

(天津市市政工程設計研究院，天津 300000)

介紹了雙層平流沉淀池的工藝原理，結合三個典型工程實例，闡述了雙層平流沉淀池的設計參數與污水處理工藝流程，指出雙層沉淀池相對普通平流沉淀池具有占地少、表面負荷高、投資小、沉淀效果穩定等優點。

雙層平流沉淀池，凈水廠，污水，工藝原理

隨著我國居民生活水平的提高，城市開發建設的不斷發展，給排水體制的逐步完善健全，用水量和污水量不斷上升的同時城市開發可利用的土地不斷減少，尤其對于水廠的整體設計布局及工藝設計上又是一重大考驗，在保證出水達標的前提下，利用越來越有限的土地面積選擇設計出更合理的工藝措施也是對設計人的更高要求。

沉淀池在水廠工藝單元中具有重要作用，可有效保障出水水質，尤其是平流沉淀池因其具有構造簡單、設計成熟、運行穩定、管理方便、造價低、抗沖擊強等優勢在水廠中得到廣泛應用，但平流沉淀池缺點是占地面積大，當水廠占地比較緊張時，普通平流沉淀池的缺點更加凸顯[1]。在此背景下，雙層平流沉淀池在繼承普通平流沉淀池優勢的基礎上充分提高土地利用率，節約土地資源，提升單位面積凈水能力，使平流沉淀池的優勢在占地緊張的水廠中也能得到發揮。本文主要介紹雙層平流沉淀池在我國的典型實例應用，并對主要設計要點及參數整理總結。

1 工藝原理

雙層平流沉淀池主要是通過在普通平流沉淀池加深整體池深的同時在池體中部增設一層中間格板，將普通平流沉淀池分為上下兩層互相平行的池體，中間格板上預留設備吊裝孔，正常運行時吊裝口處于封閉狀態。上下兩層沉淀池均采用獨立進出水設計，為保證進出水均勻，在進水前端通過設置等長度的分水堰，下層進水經下層進水孔進入下層沉淀池進水前端，上下層進水最終分別由穿孔花墻進入沉淀區。

為保證沉淀區的排泥效果，上下層池體應保持地面坡度相同，一般可采取1%，上下兩層的非金屬鏈條刮泥機建議采用獨立控制的方式，設置刮泥速率相同，保證上下兩層刮泥系統效果相同，這樣不但維護方便也可保證上下層刮泥系統有一方出現故障時保障另一方的正常使用，不會產生聯動損壞效應，極大保障了設備的安全使用性。鏈條刮泥機通過安裝在上層池體頂板上的驅動裝置，通過鏈條的轉動使安裝于鏈帶上的刮板將污泥推入進水區端的污泥斗，最后分別由回流污泥泵和剩余污泥泵將污泥分別送至生物池和儲泥池。雙層沉淀池最上層設置浮渣撇渣管，將上清液浮渣收集進入撇渣管，最后排至廠區污水系統，防止浮渣進入出水槽影響出水水質，為后續工藝提供安全保障。

2 工藝優勢

雙層沉淀池在利用淺池理論的基礎上，將普通平流沉淀池分成兩層上下疊加在一起的雙層平流沉淀池，使沉淀池的沉淀效果和處理效率大大增加，有效水深的增加，使雙層沉淀池占地面積大大減少。與普通的平流沉淀池相比，雙層平流沉淀池在工程實際應用中具備以下優勢：

1)占地小，池深大，負荷高，土建費用低。2)耐沖擊能力強，單層固體負荷低，沉淀效果好。3)水流條件好，工藝穩定性高，出水水質穩定。

3 實例應用

3.1 桐鄉市運河凈水廠

桐鄉市運河凈水廠[2]設計規模15×104m3/d，凈水廠凈用面積8.91 hm2，以京杭古運河為水源，水中溶解氧低，COD，NH3-N濃度高，水質介于Ⅳ類～Ⅴ類之間，屬于典型微污染水源水。為保證出水水質安全，桐鄉市運河凈水廠采用流動床生物膜法預處理+強化常規處理+臭氧—生物活性炭深度處理工藝，其中強化常規工藝的沉淀單元采用雙層平流+波紋斜板沉淀池工藝。

桐鄉市運河凈水廠雙層平流沉淀池，單池設計流量q=0.912 m3/s，上下層有效水深H=2.5 m，沉淀停留時間T=1 h，水平流速12.4 mm/s；沉淀池平面尺寸L×B=64 m×16.25 m，沿池寬方向分為2格，中間設隔墻，沉淀池單格寬8 m，每格沉淀池設一組刮板，采用往復式刮泥機排泥；上層沉淀池長43 m，下層沉淀池長64 m，出水方式采用鋸齒形三角堰指形槽，出水效果穩定，運行可靠。

3.2 大連市三道溝凈水廠

大連市三道溝凈水廠[3]一期設計規模20×104m3/d，以碧流河水庫水為水源，進水濁度低，凈水工藝流程為：原水+穩壓配水井+管道靜態混合器+小孔眼網格反應池+串聯式雙層平流沉淀池+V型濾池+清水池+出水泵房，沉淀池與反應池進行合建，共2座，平行布置，單座池分為2組，對稱布置。

大連市三道溝凈水廠雙層平流沉淀池單組設計流量q=0.608 m3/s，上層有效水深3.5 m，沉淀停留時間T=1.5 h，上層水平流速11.6 mm/s，下層有效水深3.0 m，沉淀停留時間T=1.3 h，下層水平流速13.5 mm/s；沉淀池平面尺寸L×B=63.2 m×15.3 m，分2格，單格寬7.5 m，中間設0.3 m隔墻一道，以加大濕周，減小水力半徑。為保證下層沉淀池能夠均勻配水不受影響，上層沉淀池不宜采用刮泥機排泥的方式，本工程最終上層沉淀池選用了池底泵吸刮吸泥機排泥方式以加強排泥效果，污泥通過污泥軟管排出。下層沉淀池因沉淀池中間格板的影響，無法采用吸泥排泥的形式，最終下層沉淀池采用液壓往復式刮泥機排泥。出水方式采用指型水槽孔口出流的方式，出水效果穩定，濁度基本保持在1 NTU以下。

3.3 深圳市布吉污水廠

深圳市布吉污水廠[4]設計規模20×104m3/d，為全地下式污水處理廠，凈用面積4.60 hm2，場地偏窄、狹長、無規則，用地緊張。污水處理工藝流程為：市政污水+粗、細格柵+曝氣沉砂池+HYBAS生化池+雙層平流沉淀池+出水提升泵房+D型纖維濾池+紫外消毒渠+排放，出水排放水質按GB 18918—2002城鎮污水處理廠污染物排放標準中一級A標準執行。設計進出水水質見表1。

表1 設計進、出水水質

深圳市布吉污水廠雙層沉淀池設計平均流量q=2.315 m3/s，表面水力負荷0.90 m3/(m2·h)；峰值流量q=3.009 m3/s，表面水力負荷1.17 m3/(m2·h)。沉淀池上層沉淀區長度60 m，有效沉淀實際長度59.4 m，下層沉淀區長度55.4 m，有效沉淀實際長度55.0 m，池底縱坡1%。沉淀池共分兩組，單組6格，單格沉淀池跨距7.5 m，兩組中間設6 m寬中心通道及管廊。下層總池深3.8 m，上層總池深3.8 m～4.4 m，緩沖層0.3 m，污泥層0.7 m，下層有效水深2.8 m，上層有效水深2.8 m～3.4 m。排泥系統上下層均采用非金屬鏈條刮泥機，設梯形斷面泥斗，污泥經回流污泥泵與剩余污泥泵排出，電動管式撇渣機每隔2 h撇渣一次，浮渣進入池邊兩側浮渣井，經浮渣泵提升排至預處理浮渣分離器。出水采用三角堰形式，上層出水沿池邊兩側三角堰排至出水槽，下層出水沿結構墻與上層池體空隙流至上層液面經三角堰排至出水槽。雙層平流沉淀池在水廠運行中效果穩定，水廠出水水質各項指標均達到設計一級A標準。

4 結語

目前我國雙層平流沉淀池實際應用較少，設計經驗不多，本文通過介紹雙層沉淀池工藝原理、工藝優勢及在典型實例應用可以看出，雙層沉淀池相對普通平流沉淀池具有占地少、表面負荷高、投資小、沉淀效果穩定等特點。隨著我國城市的發展，可用土地不斷減少及全地下水廠不斷增多，雙層平流沉淀池的應用前景表現出巨大優勢，本文總結的典型案例為行業內類似工程的設計要點及參數提供一點的借鑒意義。

[1] 王學福,齊敦哲,朱寅春,等.雙層平流沉淀池的設計與應用[J].凈水技術,2013,32(1):83-86.

[2] 徐子松,姚忠東,仲軍衛,等.桐鄉市運河水廠供水工程介紹[J].給水排水,2007,33(5):7-12.

[3] 常鵬飛,陳金榮,曹雪梅,等.串聯式雙層平流沉淀池的工藝設計[J].中國給水排水,2012,28(10):59-62.

[4] 靳云輝,周建忠,張學兵,等.雙層平流沉淀池在深圳布吉污水處理廠工程中的應用[J].中國給水排水,2012,28(20):69-72.

The application prospect of double layered horizontal flow sedimentation tank in practical engineering

Liu Bocai

(TianjinMunicipalEngineeringDesign&ResearchInstitute,Tianjin300000,China)

This paper introduced the process principle of double layered sedimentation tank, combining with three typical engineering examples, elaborated the design parameters and wastewater treatment process of double horizontal flow sedimentation tank, pointed out that compared with common horizontal flow sedimentation tank, the double layered sedimentation tank had less land occupation, high surface load, small investment, stable precipitation effect and other advantages.

double layered horizontal flow sedimentation tank, water treatment plant, wastewater, process principle

1009-6825(2017)14-0124-02

2017-03-03

劉博才(1989- )，男，碩士，助理工程師

X703

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