周进周出二沉池设计之探讨

周进周出二沉池设计之探讨摘要：在分析周边进水周边出水幅流式沉淀池工艺特点的基础上，论述了该池型运用于由于进出水悬浮物浓度差所引起的异重流，容积利用率高，池子表面负荷可适当提高。通过对配水系统几种不同计算方法的比较，介绍了在保证配水均匀稳定性上的一些做法。

关键字：周进周出沉淀池异重流配水均匀性稳定性计算方法设计沉淀池是水处理理工程中常用用的构筑物，为为提高水处理理能力、稳定定出水水质、降降低运行成本本和控制基建建投资，各种种类型的沉淀淀池都有了较较大的改进和和革新。笔者者在某污水处处理厂工程的的设计中，针针对出水水质质要求高、用用地面积少的的情况，二沉沉池选用了圆圆形周边进水水周边出水幅幅流式沉淀池池。该工程总总设计规模17×1004m3／d，近期实施10×1004m3／d。4座周进周出出的沉淀池作作二沉池，单单池处理能力力Qd=3..25×1004m3／d。下文对周周进周出沉淀淀池的选择及及配水系统的的设计谈一些些具体做法。1周进周出与与中进周出沉沉淀池的比较较1.1沉淀区区的流态二次沉淀池池进水为活性性污泥混合液液，悬浮物固固体MLSS的质量浓度度在3000－4000mmg／L之间，远高高于池内的澄澄清水。由于于二者间的密密度差、温度度差而存在二二次流和异重重流现象。中中进周出和周周进周出两种种不同池型内内的混合液流流态各不相同同，详见图1与图2：在中进式沉淀池池中，活性污污泥混合液从从池中心进水水管以相对较较高的流速进进入池内，形形成涡流，经经布水筒逐渐渐下降到污泥泥层上，再沿沿沉淀区中部部向池壁方向向流动并壅起起环流。分离离出的澄清水水部分溢流入入出水槽，部部分在上面从从池边向池中中心回流；密密度大的混合合液则在下面面从池边向池池中心流动，形形成了反向流流动的环流。这这种环流不利利于沉淀，限限制了池子的的水力负荷。而在周边进水周周边出水的沉沉淀池中，密密度流的方向向与中心进水水式相反。混混合液经进水水槽配水孔管管流入导流区区后经孔管挡挡板折流，下下降到池底污污泥面上并沿沿泥面向中心心流动，汇集集后呈一个平平面上升，在在向池中心汇汇流和上升过过程中分离出出澄清水，并并反向流到池池边的出水槽槽，形成大环环形密度流，污污泥则沉降到到池底部。因因此，周进周周出沉淀池的的异重流流态态改变了沉淀淀区的流态，有有利于固液分分离。1．2容积利利用率异重流现象在中中进式沉淀池池中会形成短短流，部分容容积没有得到到有效利用，池池子的实际负负荷比设计负负荷大得多。而而周进式由于于大环形密度度流的形成，容容积利用率要要高得多。对应进。出水槽槽位置的不同同，中心进水水与周边进水水沉淀池的容容积利用率各各不相同，详详见表1。表1幅流式沉沉淀池容积利利用率[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85.7R/3处87.5R/2处79.7池周R处93.61．3导流筒筒的作用中进式中心导流流商内的流速速相对较高，常常在0.1m//s以上，水流流向下流动的的动能大，易易冲击底部污污泥，活性污污泥在其间难难以形成絮凝凝、澄清作用用。而周进式式由于池周长长，过水断面面大，进水流流速小得多。流流速小，雷诺诺数和弗劳德德数都比中迸迸式小，雷诺诺数小，惯性性作用小；弗弗劳德数小，粘粘滞力作用大大，这些都有有效地促进了了简内流态向向层流发展，产产生同向流，促促使活性污泥泥下沉。同时时，由于活性性污泥层的吸吸附澄清作用用，混合液中中的污泥颗粒粒不断与悬浮浮层中的活性性污泥碰撞、吸吸附、结合、絮絮凝，产生良良好的澄清作作用，提高了了沉淀效果。2周进式二沉沉池配水均匀匀性分析沉淀池的处理效效果与池表面面负荷及水力力停留时间有有关。对于周周进式二沉池池，还有一个个关键因素就就是配水系统统的均匀稳定定性，只有沿沿圆周各点的的进、出水量量一致，布水水均匀，才能能充分发挥该该池型的优点点。周进式沉淀池环环形布水、均均匀出流的水水力学模型比比较复杂，在在计算中，因因池直径D远大于配水水槽槽宽B，圆弧的影影响忽略不计计，配水槽简简化为校柱形形水渠，水流流为沿程底孔孔泄流的直线线渐变流。计计算示意图见见图3。均匀配水，距进进水点L段上对应的的流量为：Q=Q0（1－－L／L0）孔口出流量：q=μ.ω（22gZ)0..5配水水头Z=HH－H池，为槽内水水位与池液位位差。槽内水流能量微微分方程为：：dH+（dV22/2g）+idL＝0影响配水系统均均匀性q／Q0的因素较多多，有进水流流量Q0、配水槽槽槽宽B、槽内水深H、流速厂配配水孔径d、孔距l等。通过对对各设计参数数的取定，有有不同的处理理方法，双向向对流配水或或单向环槽配配水，配水槽槽等竞或变宽宽，配水孔等等间距或变间间距，配水槽槽平坡或变坡坡等。种种方方法有各自的的特点和适用用范围，工程程中不仅要考考虑到工艺的的合理性、稳稳定性，还要要便于土建施施工、设备安安装等，以臻臻工艺先进、施施工便利。管管理维护方便便。目前常用用的计算方法法有3种：①等孔距法配水槽槽内水面面为一水平线线，水高H不变，各配配水孔配水水水头Z一致，孔口口出流量q相等，配水水孔间距ι恒定。由式（2）可知知，槽宽B与槽长L相关，随L的变化而变变化，与进水水水量从无关关。实际工程程中，B、H0的选择取决决于进水流量量Q0，H0越大，V越小，配水水的效果越理理想。等孔距法配水的的优点是：配配水孔管大小小一致，孔距距均等，沿池池周均布并与与池中心对称称。但工程实实用性并不理理想，槽宽B沿程变化复复杂，施工难难度大。②等宽度法等宽度法即配水水槽槽宽B一致，将dB／dL＝0代人式（1），得：由式(3)可知知，随槽长L的变化，槽槽内水深H、水流流速V也相应改变变。H的改变说明明各孔口配水水水头Z、出流量q各不相同。由由于各配水孔孔管的直径一一致，各孔距距ι各不相同。等宽度法由于同同时还存在另另一变量：流流速V，较适用于于恒定流量，即即进水水量变变化不大的情情况。实际工工程中，随进进水水量。污污泥回流量的的改变，会存存在一定的误误差。③等流速法此方法强调配水水槽内水流流流速厂恒定，从从式(1)可知dH／dL∝V，当流速V为定值且较较小时，V2=O，则：dH＝0，H≈H0。因：V=（Q0/BB0H0）=Q0/BH0（1-L/LL0）得：B=B0（1-L/LL0），即槽宽B与槽长L呈线性变化化，代入式（1），得：dH/dL=（HV2/(gH--V2)[-B0/BL0)+[1//(L0-L)-nn2g(2/BB)+(/HH)4/3]因gH-V2≈≈gH，得：dH/dL=--(nV)22[2L0/[(B0(L0-L)+11/H]4//3(4))由式（4）可知知，H随L顺水流方向向逐渐降低，通通过确定水深深H，各配水孔孔配水水头Z，进而可得得出各配水孔孔孔距ι。等流速法的槽宽宽B随槽长L呈线性关系系，变化不复复杂，施工可可控制。同时时由于流速V不变，受实实际进水水量量变化的影响响并不大。3配水计算实实例本文所述工程实实例中的周进进周出二沉池池的池内径45m，池边水深4.60m，总高度5.10m，单池处理理能力Qd=3..25×1004m3／d，表面负荷q＝0.85mm3/（m3.d）。设计计算中，限限定工艺边界界条件：槽宽宽不宜小于0.3m；进出水槽槽槽底为平底底；为防止混混合液槽内沉沉淀，环槽流流速V不宜低于0.3m//s；配水孔口口不宜过小，均均采用同一规规格φ100，孔深与底底板厚度相同同。计算采用用了等流速法法和等宽度法法组合。①配水槽起端，为为满足水量变变化要求，采采用等流速法法计算。根据据最小设计流流量Qmin槽内水流流流速V＝0.3m//s确定起始槽槽宽B0及B=B0(1-L／L0）；根据平平均设计流量量Qave水力坡降线△H＝0.01m将槽水面曲曲线划分为几几段，按每段段平均配水水水头确定平均均孔距ι。②配水槽末端，当当计算槽宽B＜0.3m时，取槽宽B=0.33m，采用等宽宽度法确定各各配水孔孔距距ι。此时因槽槽内流量小，配配水均匀稳定定性受流量变变化的影响亦亦较小。通过以上计算，该该沉淀池配水水槽宽B＝1.1-00.3m，渠内水深H=1.22m，配水水头Z≈0.14m，配水孔管管直径100mm，孔距ι为1.0144-0.7444m。考虑进水水量变化的影影响，实际配配水效果maxιq-q0ι＜2%q0。出水水质质达到排放标标准。4二沉池其他他部件的设置置4.1单向环环流配水理论上采用双双向环槽配水水可减少渠道道断面，但工工程中很难保保证双向对称称分流，一旦旦发生偏流，误误差会更大，采采用单向环流流配水更可靠靠。另外，配配水槽内的刮刮渣板随吸泥泥机单向旋转转，双向配水水不利于配水水槽内撇渣。4.2配水槽槽与集水槽配水槽和集水槽槽沿池周布置置，两槽合建建，共底共壁壁，配水孔管管中心。挡水水裙板。出水水堰环与池周周同心，保证证进出水均匀匀。4.3进水区区挡水裙板挡水裙板延伸至至水面下1.5m处以保证良良好的澄清絮絮凝效果。4.4除渣浮渣集中在配水水渠道的小块块面积上，通通过安装在撇撇渣设备竖臂臂上的叶片刮刮集，驱动配配水渠末端的的浮闸堰门排排除。4.5排泥排泥设备选用中中心传动单管管吸泥机。吸吸泥机转动方方向与进水形形成的水流方方向一致，搅搅动池底污泥泥和带走轻的的活性污泥絮絮体的可能性性亦较小。吸吸泥管断面由由池边到池