側(cè)向流斜板浮沉池的設(shè)計(jì)

1、側(cè)向流斜板浮沉池的設(shè)計(jì)摘要：北方地區(qū)地表水在不同季節(jié)水質(zhì)變化很大，集氣浮和沉淀于一身的浮沉池的開發(fā)應(yīng)用較好地解決了這一問題。通過設(shè)計(jì)實(shí)例，總結(jié)了側(cè)向流斜板浮沉池的設(shè)計(jì)要點(diǎn)、參數(shù)及考前須知。關(guān)鍵詞：地表水低溫低濁浮沉池設(shè)計(jì)我國北方地區(qū)的地表水體，其水質(zhì)和水溫受地理?xiàng)l件和季節(jié)性氣候的影響變化很大。一年中約有45個(gè)月的冬季時(shí)間，水體被冰蓋封閉，此時(shí)江河水體的溫度降低到01，水庫水體的溫度降低到24；在這寒冷的季節(jié)中，水體濁度也很低：江河水體一般在5g/L30g/L，水庫水體一般在5g/L10g/L，從而形成了北方地區(qū)地表水體的特點(diǎn)低溫低濁度水質(zhì)。而在融冰或夏季暴雨時(shí)節(jié)，水體濁度又會(huì)大幅上升，最高甚至

2、可以到達(dá)上千g/L。針對(duì)北方地區(qū)地表水體特點(diǎn)，一種新型浮沉池工藝被開發(fā)和應(yīng)用。目前，在吉林省和黑龍江省已有多家采用浮沉池工藝，通化市、雞西市采用了斜管浮沉池，吉林市和哈爾濱市、大慶市那么采用了側(cè)向流斜板浮沉池。筆者負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的大慶石化總廠煉油廠第三凈化水廠(以下簡稱煉油廠三凈化水廠，1992年設(shè)計(jì)，1994年投產(chǎn))和大慶石化總廠水氣廠生活水廠改造工程(以下簡稱水氣廠改造，1995年設(shè)計(jì)，1996年投產(chǎn))，均采用了側(cè)向流斜板浮沉池。經(jīng)過幾年的實(shí)際運(yùn)行證明，對(duì)具有北方特點(diǎn)的地表水，通過應(yīng)用其涪沉工藝處理，可保證出水水質(zhì)。氣浮工藝運(yùn)行時(shí)，對(duì)水中的藻類、色度等也具有很好的去除效果。1側(cè)向流斜板浮沉池構(gòu)造

3、特點(diǎn)浮沉池是針對(duì)北方地區(qū)不同季節(jié)水質(zhì)的特點(diǎn)，將氣浮工藝和沉淀工藝有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。浮沉池池體形式可分為：平流式浮沉池，斜管浮沉池和側(cè)向流斜板浮沉池。平流式浮沉池占地面積大，不適于北方寒冷地區(qū)；斜管浮沉池因池體前后需設(shè)置閘板以控制涪沉?xí)r的水流方向，較合適小水量處理工程；側(cè)向流斜板浮沉池的問世，為在大、中型水廠建立中采用提供了條件。側(cè)向流斜板浮沉池池體分為：(1)配水區(qū)(溶氣水釋放區(qū))；(2)沉淀區(qū)(氣浮區(qū))；(3)穩(wěn)流區(qū)；(4)出水區(qū)(見圖1)。圖12浮沉池設(shè)計(jì)實(shí)例2.1煉油廠三凈化水廠單池設(shè)計(jì)水量7503/h，鋼筋混凝土構(gòu)造，池長L=19.80，池寬B=7.60，設(shè)計(jì)程度流速V=10.60/s；

4、前部氣浮接觸區(qū)長2，高2，斜板區(qū)長12，設(shè)計(jì)液面負(fù)荷8.223/(h.2)(不含氣浮回流水、回流比7%)，安裝3層斜板，每層板斜長1，安裝角度60，總高2.60，斜板間距100。下部設(shè)穿孔管排泥，上部設(shè)刮渣機(jī)排渣，刮渣機(jī)運(yùn)行速度3/in。浮沉池與反響池相接，采用穿孔花墻配水，過孔流速0.1/s，考慮溶氣接觸效果，孔口布置靠近池底部；溶氣釋放器單排布置，選用可以用空氣反沖洗的TV型不銹鋼釋放器，固定式安裝。出水采用集水渠，安裝鋸齒形三角堰板，為保證堰板出水均勻，堰板設(shè)計(jì)安裝為可調(diào)節(jié)型；出水區(qū)長3.80，出水堰負(fù)荷16.403/(h.)。2.2水氣廠改造單池設(shè)計(jì)水量8503/h，鋼筋混凝土構(gòu)造，池

5、長L=18，池寬B=9.2，設(shè)計(jì)程度流速V=9.87/s，氣浮溶氣接觸區(qū)寬2，高3。斜板區(qū)長L=13，設(shè)計(jì)負(fù)荷7.103/(h.2)(不含氣浮回流水、回流比7%)，安裝3層斜板，每層板斜長1，安裝角度60，總高2.60，斜板間距80。出水區(qū)長4，出水堰負(fù)荷17.703/(h.)，共設(shè)6條出水渠。下部設(shè)穿孔管排泥，上部設(shè)刮渣機(jī)排渣，刮渣機(jī)運(yùn)行速度2/in。2.3運(yùn)行效果大慶煉油廠三凈化水廠和水氣廠取水水源均為紅旗泡水庫，紅旗泡水庫是人工引嫩工程，每年由嫩江引水入紅旗泡水庫，嫩江至紅旗泡水庫全長235k。每年4月下旬(水庫融冰期)至10月下旬(水庫結(jié)冰期)嫩江水向水庫補(bǔ)水，而冬季結(jié)冰期嫩江水不進(jìn)入

6、水庫，因此水庫水質(zhì)特點(diǎn)為：一是每年11月至次年4月的冬季水質(zhì)低溫低濁度現(xiàn)象，二是每年5月6月間水庫融冰后嫩江水首次進(jìn)入水庫沖擊庫底和每年雨季因洪水影響產(chǎn)生的水庫水質(zhì)高濁度現(xiàn)象(見表1)。表1每年5月至次年4月水庫水質(zhì)情況時(shí)間pH值濁度/g/L懸浮物/g/L水溫/備注5月6月8.517038012032010冰融進(jìn)水期7月8月8.41102206013026洪水期9月10月8.45090306016平水期11月4月8.6820101低溫低濁期采用浮沉池工藝，兩個(gè)水廠運(yùn)行效果穩(wěn)定，浮沉池對(duì)原水水質(zhì)變化的適應(yīng)才能強(qiáng)，處理水質(zhì)較好(見表2)。表2不同季節(jié)采用的工藝及出水水質(zhì)序號(hào)季節(jié)水質(zhì)特點(diǎn)運(yùn)行工藝浮沉

7、池出水濁度/g/L濾池出水濁度/g/L1冰封期低溫低濁氣浮250.81.62融冰期(冰融后水庫進(jìn)水)低溫高濁氣浮或沉淀410133洪水期受洪水影響濁度升高沉淀4824平水期沉淀360.81.43設(shè)計(jì)體會(huì)3.1壓力溶氣系統(tǒng)為進(jìn)步氣浮工藝凈水效果，需利用壓力溶氣水，以形成微氣泡。目前，溶氣方式較多，如水泵吸氣式、空壓機(jī)供氣式；溶氣水控制方式也有控制進(jìn)氣量和控制進(jìn)水量來保證溶氣效果穩(wěn)定。上述設(shè)計(jì)的兩個(gè)工程，均采用空壓機(jī)供氣和控制調(diào)整進(jìn)氣量方式的溶氣系統(tǒng)。系統(tǒng)控制壓力0.3Pa0.4Pa，回流比為7%左右，運(yùn)行效果很好。3.2溶氣釋放器選型溶氣釋放器安裝在浮沉池進(jìn)口配水花墻的下部，設(shè)計(jì)選用了可以用空氣

8、反沖洗的TV型不銹鋼溶氣釋放器。運(yùn)行結(jié)果說明，TV型釋放器溶氣效果較好，但因安裝固定，不合適浮沉池工藝。浮沉池為氣浮或沉淀交替運(yùn)行，夏季長時(shí)間沉淀運(yùn)行時(shí)，沉積在釋放器上的污泥因板結(jié)對(duì)安裝在池下部的釋放器影響很大，造成氣浮運(yùn)行時(shí)溶氣釋放器因堵塞而布?xì)獠痪?空氣反沖不徹底，拆卸維護(hù)時(shí)浮沉池需要停水)，影響氣浮運(yùn)行效果。將溶氣總管設(shè)計(jì)到池上，采用TS型溶氣釋放器，通過每個(gè)溶氣支管與總管接頭連接，在夏季沉淀運(yùn)行時(shí)將釋放器由池中拿出保管，入冬時(shí)提早安裝，并在氣浮運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)某個(gè)釋放器工作不正常及時(shí)更換檢修，保證浮沉池工藝在氣浮或沉淀交替運(yùn)行下正常平安工作。3.3浮沉區(qū)設(shè)計(jì)浮沉池設(shè)計(jì)，一般按沉淀設(shè)計(jì)、氣浮校

9、核；浮沉區(qū)液面負(fù)荷一般選73/(h.2)93/(h.2)，浮沉區(qū)前部設(shè)氣浮溶氣接觸區(qū)，后部設(shè)穩(wěn)流區(qū)，其固液別離區(qū)長度最好小于15，加大池寬降低程度流速有利于浮沉工藝。側(cè)向流斜板浮沉池，一般設(shè)計(jì)3層斜板，斜板間距采用80100，斜板區(qū)總高度約2.60，斜板頂部與水面應(yīng)保持約10水深，氣浮時(shí)為浮渣層。斜板下部為沉泥區(qū)，設(shè)置隔墻支承斜板并阻止水流通過斜板區(qū)下部。3.4排渣設(shè)計(jì)3.4.1刮渣機(jī)采用刮渣機(jī)去除氣浮浮渣，刮渣機(jī)行速在2/in3/in較適宜，行速過快，會(huì)導(dǎo)致浮渣與水體分界面上的挪動(dòng)剪切力加大，造成浮渣的破碎亂流。刮渣機(jī)的刮渣板建議設(shè)計(jì)成L狀，以減輕刮板處因浮渣受擠壓而向下部沉降或延伸的現(xiàn)象(

10、見圖2)。圖23.4.2排渣、排泥側(cè)向流斜板浮沉池和氣浮池出水形式有所區(qū)別，因此浮沉池在氣浮排渣時(shí)，泥渣層的破碎泥渣下沉，將會(huì)對(duì)出水水質(zhì)產(chǎn)生影響，這是設(shè)計(jì)必須注意的問題。在煉油廠三凈化水廠工程設(shè)計(jì)中，前后設(shè)置排渣槽，雙向排渣。運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)，刮渣機(jī)逆水流行駛刮渣時(shí)，刮渣效果較差；可能是刮渣機(jī)逆行加大了浮渣與水體分界面上的挪動(dòng)剪切力，以及刮板處浮渣受擠壓的程度相對(duì)大，而造成泥渣向下部沉降或延伸的結(jié)果。順流刮渣時(shí)效果較明顯。此外，設(shè)計(jì)排渣時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮浮沉池出水閥門的控制調(diào)節(jié)靈敏，因?yàn)樵谂旁鼤r(shí)，升高池中水位有利于浮渣的刮除。而在正常運(yùn)行時(shí)，保持池中設(shè)計(jì)水位可防止頂部短流現(xiàn)象的發(fā)生。浮沉池沉淀排泥采用穿孔管，當(dāng)池體寬時(shí)采用刮泥機(jī)；當(dāng)采用穿孔管時(shí)，即使冬季氣浮運(yùn)行，也要定期操作排泥，以保證排泥管道暢通。3.5浮沉池進(jìn)、出水設(shè)計(jì)采用浮