斜管沉淀池的积泥问题与改造措施

荆全章，王守东，王伟?
（新乡市自来水公司， 河南 新乡 453000）

　　 摘　 要： 斜管沉淀池是水处理工艺中重要的沉淀处理设施，其机械排泥方式容易出现刮泥死角。在新乡市第四水厂二期工程实践中，通过部分机械、工艺、电气控制的技术改造及改变排泥运行方式，使斜管沉淀池的积泥问题得到妥善解决，供老厂改造及新设计时参考。 ?
　　关键词：斜管沉淀池； 积泥；排泥；措施
　　中图分类号：TU991.23
　　文献标识码：C
　　文章编号：1000-4602(2000)03-0049-03

　　 斜管沉淀池体积小，占地少，沉淀效率高，近年来的应用已较普遍，但其对原水浊度和制水量变化的适应性较差，特别是其沉淀下来的泥和矾花能否及时迅速排除，将直接影响水处理效果。斜管沉淀池采用机械排泥，容易在沉淀池边缘和端部形成刮泥死角，引起该部积泥区内积泥较多。新乡市第四水厂二期工程的积泥问题就比较严重，有设计、安装上的因素，也有运行管理的因素。

1 运行情况及存在问题

　　 新乡市第四水厂二期工程是取黄河水为水源的地表水厂，设计规模为12×10⁴m³/d。沉淀池型式为斜管沉淀池，其单池平面尺寸为23.8m×22.2m，水深5.1m，体积为2 694.64m³。排泥采用行车虹吸式排泥机。该工程于1990年10月投运以来，沉淀池积泥较多，平均积泥厚度为70～80cm，南北两端部积泥厚度最多达180～220cm，严重影响了制水量和水质处理效果。沉淀水浊度常常在12～18NTU左右，有时多达20～30NTU，不仅加重了滤池负荷，而且增加洗池次数和洗池水量。同时，沉淀池的积泥阻碍排泥机行走，引起行车大架变形。因此只好采取延长排泥时间、定期放空排除积泥的方法来维持生产。?
　　造成沉淀池积泥的原因主要有：?
　　①原水的变化引起沉淀物增多。黄河源水浊度增高，已由原设计时的含沙量0.5%增至0.9%～1.3%，造成进厂的原水浊度增高；另外由于近几年原水水质不断恶化，除不断更换净水剂外，投药量也有所增大，从而造成沉淀物增多。?
　　②吸泥机吸泥口不规范，吸泥效率低，而且距沉淀池底的距离偏大，吸程达不到底部，排泥效果较差，从而使斜管沉淀池底部大量积泥。
　　③存在刮泥死角。和其他刮泥设备一样，我厂的排泥机吸泥口距沉淀池边墙有2m左右。 由于构筑物结构和设备等因素的影响，吸泥口到不了墙边，从而造成刮泥死角，使沉淀池两端积泥较多。
　　④运行方式不尽合理，没有根据实际运行情况进行科学调整。

2 措施

　　由于上述问题的存在，决定对斜管沉淀池排泥系统进行改造。结合我厂的实际情况，参考兄弟水司的经验，考虑资金、时间和供水量的因素，在不改变原结构大框架的基础上，于1997年11月对排泥系统在设备、工艺、电气方面进行了部分改造。改造历时10d，由单组沉淀池交替运行。?
2.1 设备方面
　　设备改造的主要内容有：制作并更换吸泥口、降低吸泥口高度、延长排泥机行程、加固排泥机等。?
2.1.1 更换及降低吸泥口
　　原排泥机吸泥口距沉淀池底部达40cm，其吸程不能达到底部，是造成池底平均积泥厚度为70～80cm的原因之一，本次改造将吸泥口高度降至距沉淀池底部15cm。?
　　该排泥机有10个吸泥口，均匀分布在行车底架上，吸泥口面积为1 963.5mm²，与DN50mm虹吸管截面积相同。原安装的吸泥口为钢制件，梯形状，吸泥口长而窄，泥水水流不畅，且易堵塞，吸泥效果较差。此次改造制作了标准的铸铁吸泥口（参考《给水排水设计手册》第9册《排泥机械部分》），呈长形扁口形状，然后变截面圆滑过渡到圆管形截面，提高吸泥口吸泥效率。?
2.1.2 延长排泥机行程
　　该排泥机为行程开关自动切换转向，使排泥机到端部自动转向。本次改造更新并延长了轨道，使排泥机行程延长了20cm，使吸泥机运行至端部时，吸泥口更靠近内构造柱基础边缘。
2.1.3 加固排泥机行架
　　使传动机构由靠背轮改为链条，更换排泥机轨道和轮子材料，改善排泥机性能。?
2.2 工艺结构方面
2.2.1 在斜管沉淀池南北两端增设斜墙
　　于沉淀池端部有构造柱、构造墩及排泥机底架结构的影响，排泥机吸泥口到不了沉淀池端部边沿，使得该处的泥无法排除。为了解决这一问题，曾考虑了两种方案：①在沉淀池端 部吸泥口刮不到的部位增设带孔的高压水管，使泥不至于积厚。这种方法在某些水厂已采用 ，要求水压必须稳定，要控制在等强度等射流长的状态，且水压要适当。由于其在水下，不便观察，而且冲水强度不易控制，强度低了达不到预期效果，高了又会泛起污泥。②在沉淀池端部增设斜坡，积到斜墙上的污泥靠重力划到坡角，用吸泥机排走。结果采用了第二种方案，并在斜坡上设光滑的塑料膜板，以便泥能顺利滑下。增设斜坡的体积为25.34m³，沉淀池水体容积为2694.64m³，斜坡只占沉淀池容积的0.94%，不会影响沉淀效果。?
2.2.2 改造排泥机工艺管道
　　该排泥机为虹吸管排泥，启动时用真空泵抽真空形成虹吸。在此基础上增设潜水泵充水，形成虹吸系统，其作用有二：一是与真空泵互为备用，并防止在冬季真空泵启动不了的现象；二是利用潜水泵对虹吸管道进行反冲，防止虹吸管道或吸泥口堵塞，改变原管道水流只有一种流向的缺点(见图1、2)。?

　　

2.3 电气方面
　　排泥机原设计为运行到沉淀池端部由行程开关转向，在沉淀池端部没有停留时间，端部排泥工作时间与中间相比只有一半。此次改造时，在排泥机控制部分增设时间继电器控制装置，设有SS—60可调1～10 min的时间继电器，使排泥机到达终点时静止一段时间再转向，排泥 机 在沉淀池端部有充分的排泥时间。根据实际排泥浊度测定，时间继电器调整为5min，此方法与增设斜坡、延长排泥机行程、降低改造吸泥口等共同解决了沉淀池两端积泥问题。?
2.4 修改排泥机运行操作规程
　　根据1995—1997年的原水浊度、投药量、制水量的统计资料，对运行时间作了调整。由原来单池每日排泥4h，分季节调整为：1—4月及10—12月排泥机4h开一次，每次运行55min，两池交叉运行，单池运行5.5 h/d；5—9月排泥机4 h开一次，每次运行110min，两池交叉运行，单池运行11h/d。对潜水泵定期反冲洗虹吸管道也作了明确规定，避免吸泥口及虹吸管堵塞。?

3 改造后的运行效果

　　一年多的运行可见，排泥效果比较理想。斜管沉淀池底部积泥厚度在15cm以下，两端积泥现象消失。原来每季对沉淀池停水放空排泥减少为每年1～2次。滤前沉淀水的浊度明显下降，平均在10NTU以下，符合国家二类水司的沉淀水标准。滤池恢复到设计状态，洗池时间也缩短了1～2min，仅这一项每年可减少洗池消耗水量56.31×10⁴m³。

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收稿日期：1999-10-09