雙層平流沉淀池在深圳市觀瀾一期水質凈化廠的應用

李吉星 鄧翠翠

（1、深圳市觀瀾污水處理有限公司，廣東 深圳518110 2、深圳建呈達工程造價咨詢有限公司，廣東 深圳518000）

1 概述

深圳市觀瀾一期水質凈化廠位于龍華區觀瀾街道桂花街道，處理規模16 萬噸/日，占地面積4.59 萬平方米，采用半地下式形式，生反池及二沉池頂部加蓋建設面積1.9 萬平方的上蓋市政公園。2018 年6 月開工建設，2019 年11 月投入商業運營，建設周期17 個月。受用地條件（占地面積小且形狀不規則）限制，沉淀池采用占地面積較小的雙層平流沉淀池。全廠最終實際用地指標為0.287m2/（m3.d），遠低于《深圳市城市規劃標準與準則2014》要求的深度處理污水處理廠用地規劃控制指標0.725m2/（m3.d）。

2 工藝設計

2.1 設計進出水水質（表1）

2.2 污水處理工藝

主處理工藝為三級A/O+雙層平流沉淀池+磁混凝沉淀池+紫外消毒渠。污水經預處理及三級A/O 生化處理后，匯總至雙層平流沉淀池配水渠，配水渠將三級A/O 生化池出水平均分配至10 條雙層平流沉淀池渠道，每條渠道設配水區、儲泥區、上下層沉淀池區及出水區。單渠道的進水通過等寬的配水堰平均分配水量至上下層沉淀池，然后通過穿孔花墻布水，每條渠道設回流污泥泵一臺，生化池設計回流比100%，剩余混合液經固液分離后上清液匯總至 出水渠，剩余污泥集中至集泥斗后經剩余污泥泵排出處置。雙層平流沉淀池可采用集泥斗作為儲泥池，不另外設置儲泥池，節約用地，也可另外設置儲泥池，穩定出泥濃度并對剩余污泥進行濃縮。

2.3 雙層平流沉淀池設計參數

設計處理規模16 萬噸/日，Kz=1.3。

沉淀池長寬比要求不小于4，機械排泥時池寬根據排泥設備確定，長深比不小于8，以8～12 為宜，池底縱坡要求（轉下頁）在機械排泥時不小于0.005，一般采用0.01～0.02，最大水平流速要求不超過5mm/s[1]。上下層渠道渠寬5.4m，下層渠長38.25m，深3.975m，長深比9.62，長寬比7.08，池底縱坡0.01，配水穿孔花墻開孔總面積占池斷面積8.8%。上層渠長41.7m，深4.225m，長深比9.87m，長寬比7.72，池底縱坡0.01，配水穿孔花墻開孔總面積占池斷面積7.4%。下層渠水平流速4.31mm/s，下層渠水平流速4.06mm/s。刮泥機行進速度0.61m/min。

表1 廠區設計進出水水質標準

上層沉淀池平均流量時表面負荷為1.01m3/（m2.h），峰值流量時表面負荷為1.31m3/（m2.h）；下層沉淀池平均流量時表面負荷為1.13m3/（m2.h），峰值流量時表面負荷為1.47m3/（m2.h）。

3 沉淀效果的影響因素

除表面負荷外，運行過程中的配水情況、混合液MLSS 值及SV30 值對雙層平流沉淀池沉淀效果也有較大的影響，調試運行過程中需注意控制運行參數[2]。

3.1 配水情況

生反池至二沉池采用渠道配水方式，因配水渠道較窄，且僅采用一級渠道配水，存在各渠道配水量不均勻的情況，需通過進水閘門調節各池進水水量。此外雙層平流沉淀池通過三角出水堰板出水，因沉體不均勻沉降及三角堰堰板水平不一致等原因，易導致沉淀池各區域出水水量不均，各區域上升流速不一致，池內出現紊流，從而翻泥影響出水水質。

3.2 MLSS 與SV30 變化對雙層平流沉淀池出水水質的影響

該雙層平流沉淀池設計進水MLSS 為3.5～5g/L，深圳水廠實際運行中，為強化脫氮效果，沉淀池進水MLSS 一般超過5g/L，部分水廠沉淀池進水MLSS 濃度超過10g/L。隨著MLSS 升高或降低，混合液SV30 相應變化，具體變化趨勢見下圖。

圖MLSS-SV30 變化趨勢圖

因剩余污泥處置受限，生化反應池MLSS 逐步升高，SV30相應升高，SV30 與MLSS 變化趨勢可知，SV30 與MLSS 不完全呈正比。上圖中，SV30 在持續上升或持續下降過程中，變化速率大于MLSS，主要原因是剩余污泥無法及時外排時，SV30 不僅隨著MLSS 上升而上升，同時因生化反應池污泥泥齡逐漸上升，污泥的沉降性能也會變差。當剩余污泥得到及時處置時，生化反應池中MLSS 下降的同時，活性污泥也得到更新，污泥的沉降性能隨之改善。

圖 雙層平流沉淀池進水SV30 與出水TP 關系圖

根據上圖，雙層平流沉淀池在高固體負荷情況下仍然有一定處理效果，但其主要考核指標TP 較難達到一級A 標準，且出水TP 值與進水SV30 值相關性較弱。雙層平流沉淀池TP 去除效果不佳的原因主要是前端三級A/O 工藝主要保證脫氮效果，不設厭氧池，進水中的TP 未被充分吸納至污泥中。而出水TP值與進水SV30 值相關性較弱的原因是，雙層平流沉淀池主要可以去除經聚磷菌轉化為不溶性固體沉淀物部分的磷，在允許范圍內，該部分磷均可隨著污泥的沉淀池及排除而去除，而對于未轉化為不溶性固體沉淀物的溶解磷，仍需要末端磁混凝沉淀池予以處理。

根據水廠實際運行情況，當生物反應池出水SV30 超過40%時，雙層平流沉淀池無法保證滿負荷運行，需適當減少處理水量，保證污泥沉降效果，否則易產生翻泥現象，翻泥將會導致大量懸浮物流失至深度處理工藝。且進水量不宜發生劇烈波動，因雙層平流沉淀池配水系統相對復雜，上下層池體在集泥斗處連通，進水水量劇烈變化易導致紊流，進而產生翻泥現象[3]。故在水廠運行過程中，應注意保證系統排泥順暢及進水水量的穩定，如系統排泥不暢將導致MLSS 偏高，污泥活性及沉降性能下降，進而導致處理規模下降。

4 結論

雙層平流沉淀池具有占地面積小、投資小、施工周期短的優點，配置集泥斗的情況下，無需另行設置儲泥池，剩余污泥可由集泥斗直接外排。且在允許的SV30 范圍內，雙層平流沉淀池出水受SV30 變化的影響較小，但雙層平流沉淀池布置因配水系統相對復雜，抗沖擊負荷能力一般，且施工難度較大。雙層平流沉淀池的處理效果主要受設計情況及進水（濃度及組分）的影響，設備數量少，功耗低，運行維護工作較為簡單。尤其在用地緊張的地區，雙層平流沉淀池具有較大的優勢。