周進周出二沉池设计之探讨.docVIP

周进周出二沉池设计之探讨 　　 ??? 沉淀池是水处理工程中常用的构筑物，为提高水处理能力、稳定出水水质、降低运行成本和控制基建投资，各种类型的沉淀池都有了较大的改进和革新。笔者在某污水处理厂工程的设计中，针对出水水质要求高、用地面积少的情况，二沉池选用了圆形周边进水周边出水幅流式沉淀池。该工程总设计规模17×104m3／d，近期实施10×104m3／d。4座周进周出的沉淀池作二沉池，单池处理能力Qd=3.25×104m3／d。下文对周进周出沉淀池的选择及配水系统的设计谈一些具体做法。 1 周进周出与中进周出沉淀池的比较 1.1 沉淀区的流态 二次沉淀池进水为活性污泥混合液，悬浮物固体MLSS的质量浓度在3000－4000mg／L之间，远高于池内的澄清水。由于二者间的密度差、温度差而存在二次流和异重流现象。中进周出和周进周出两种不同池型内的混合液流态各不相同，详见图1与图2： 在中进式沉淀池中，活性污泥混合液从池中心进水管以相对较高的流速进入池内，形成涡流，经布水筒逐渐下降到污泥层上，再沿沉淀区中部向池壁方向流动并壅起环流。分离出的澄清水部分溢流入出水槽，部分在上面从池边向池中心回流；密度大的混合液则在下面从池边向池中心流动，形成了反向流动的环流。这种环流不利于沉淀，限制了池子的水力负荷。 　　 而在周边进水周边出水的沉淀池中，密度流的方向与中心进水式相反。混合液经进水槽配水孔管流入导流区后经孔管挡板折流，下降到池底污泥面上并沿泥面向中心流动，汇集后呈一个平面上升，在向池中心汇流和上升过程中分离出澄清水，并反向流到池边的出水槽，形成大环形密度流，污泥则沉降到池底部。因此，周进周出沉淀池的异重流流态改变了沉淀区的流态，有利于固液分离。 1．2 容积利用率 　　 异重流现象在中进式沉淀池中会形成短流，部分容积没有得到有效利用，池子的实际负荷比设计负荷大得多。而周进式由于大环形密度流的形成，容积利用率要高得多。 　　 对应进。出水槽位置的不同，中心进水与周边进水沉淀池的容积利用率各不相同，详见表1。 表1 幅流式沉淀池容积利用率[1] 进水槽位置 出水槽位置 容积利用率/% 中心进水 周边出水 48 周边进水 R/4处 85.7 　 R/3处 87.5 　 R/2处 79.7 　 池周R处 93.6 1．3 导流筒的作用 　　 中进式中心导流商内的流速相对较高，常在0.1m/s以上，水流向下流动的动能大，易冲击底部污泥，活性污泥在其间难以形成絮凝、澄清作用。而周进式由于池周长，过水断面大，进水流速小得多。流速小，雷诺数和弗劳德数都比中迸式小，雷诺数小，惯性作用小；弗劳德数小，粘滞力作用大，这些都有效地促进了简内流态向层流发展，产生同向流，促使活性污泥下沉。同时，由于活性污泥层的吸附澄清作用，混合液中的污泥颗粒不断与悬浮层中的活性污泥碰撞、吸附、结合、絮凝，产生良好的澄清作用，提高了沉淀效果。 2 周进式二沉池配水均匀性分析 沉淀池的处理效果与池表面负荷及水力停留时间有关。对于周进式二沉池，还有一个关键因素就是配水系统的均匀稳定性，只有沿圆周各点的进、出水量一致，布水均匀，才能充分发挥该池型的优点。 　　 周进式沉淀池环形布水、均匀出流的水力学模型比较复杂，在计算中，因池直径D远大于配水槽槽宽B，圆弧的影响忽略不计，配水槽简化为校柱形水渠，水流为沿程底孔泄流的直线渐变流。计算示意图见图3。 均匀配水，距进水点L段上对应的流量为： 　　　　　 Q=Q0（1－L／L0） 　　 孔口出流量： 　　　　　 q=μ.ω（2gZ)0.5 　　 配水水头Z=H－H池，为槽内水位与池液位差。 　　 槽内水流能量微分方程为： 　　　　　 dH+（dV2/2g）+idL＝0 　　 影响配水系统均匀性q／Q0的因素较多，有进水流量Q0、配水槽槽宽B、槽内水深H、流速厂配水孔径d、孔距l等。通过对各设计参数的取定，有不同的处理方法，双向对流配水或单向环槽配水，配水槽等竞或变宽，配水孔等间距或变间距，配水槽平坡或变坡等。种种方法有各自的特点和适用范围，工程中不仅要考虑到工艺的合理性、稳定性，还要便于土建施工、设备安装等，以臻工艺先进、施工便利。管理维护方便。目前常用的计算方法有3种： 　　 ①等孔距法 　　 配水槽槽内水面为一水平线，水高H不变，各配水孔配水水头Z一致，孔口出流量q相等，配水孔间距ι恒定。 　　　　 由式（2）可知，槽宽B与槽长L相关，随L的变化而变化，与进水水量从无关。实际工程中，B、H0的选择取决于进水流量Q0，H0越大，V越小，配水的效果越理想。 　　 等孔距法配水的优点是：配水孔管大小一致，孔距均等，沿池周均布并与池中心对称。但工程实用性并不理想，槽宽B沿程变化复杂，施工难度大。 　　 ②等