平流沉砂池与旋流沉砂池运行效果对比分析

平流沉砂池与旋流沉砂池运行效果对比分析 作者：周杨

来源：《城市建设理论研究》2012年第30期

摘要：沉砂池是采用物理原理将砂从污水中分离出来的一个预处理单元，对于城市污水处理厂来说，它是一个必不可少的处理设施。本文比较了天津市某污水厂两座不同形式的沉砂池的实际运行效果，从中总结出的运行经验可供其他污水处理厂借鉴。

关键词：平流沉砂池；旋流沉砂池；除砂效率

Abstract: Grit chamber using physical principles sand separated from sewage pretreatment unit, it is an essential treatment facility for urban sewage treatment plants. This paper compares the actual operation effect of a wastewater treatment plant in Tianjin, two different forms of the grit chamber, which summed up the running experience to learn from other sewage treatment plants.Key words: advection grit chamber; the cyclone grit chamber; grit removal efficiency

中图分类号：X324文献标识码：A

砂是指城市污水中比重较大、易沉淀分离下来的一些颗粒物质，只要包括无机性的砂粒、砾石和少量较重的有机性的颗粒，如核皮、骨条、种粒等。在上述颗粒物质的表面还附着着一些粘性有机物质，这些粘性有机物质是极易腐败的污泥。污水中的砂如不去除，会在后续处理单元或渠道内沉积，并使设备过度磨损。沉砂池是采用物理原理将砂从污水中分离出来的一个预处理单元，它的构造是根据其工作原理来设计的，即它是以重力分离为基础，将沉砂池的污水流速控制在只能使比重较大的无机颗粒沉淀的程度，以去除相对密度为2.6的粒径为0.2mm以上的砂粒以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。一般污水厂沉砂池建于泵站后、初沉池前。它的主要作用是保护机件和管道免受磨损，减轻沉淀池的负荷，且能使无机颗粒和有机颗粒分离，便于分别处理和处置。对于城市污水处理厂来说，它是一个必不可少的处理设施。该厂共有两座沉砂池，一座为平流沉砂池，一座为旋流沉砂池，两座沉砂池都设立在细格栅之后，初次沉淀池之前。

1沉砂池概况：

1.1平流沉砂池简介

平流沉砂池水流部分是一个狭长的矩形池子，污水经消能或整流后进入池子，沿水平方向流至末端后经堰板流出沉砂池。两端设有闸板，以控制水流，在池的底部设有沉砂斗，下接排砂管，开启沉砂斗的闸阀靠池内水的静压排砂，设计能力24×104m3/d，共分二组，每组二池，采用沿桥长方向移动刮砂桥配合吸砂泵的方式进行吸砂。平流沉砂池的工艺参数主要是污水在池内的水平流速和停留时间。水平流速决定沉砂池所能去除的砂粒的粒径大小。细小的砂粒需较低的水平流速才能去除，而大的砂粒在水平流速较大时也能沉淀下来。水平流速不能太

低，否则本应在沉淀池去除的一些有机污泥也将在沉砂池沉淀下来，使沉砂池排出物极易腐败，难以处置。污水在池内的停留时间决定砂粒去除效率。停留时间越长，砂粒去除效率越高。但停留时间太长，非但除砂效率不能继续增加，反而导致有机物污泥大量沉淀。平流沉砂池设计参数为：

（1）设计水平流速 0.4m/s

（2）设计停留时间1分钟

（3）单池尺寸 30×3.6m

图1-1 平流沉砂池剖面图

1.2旋流沉砂池简介

旋流沉沙池为圆形，池中心设有1台可调速的旋转浆板。进水渠道在圆池的切线位置，出水渠道对应圆池中心，中心旋转浆板下部设有积砂斗，如图1－2所示。在进水渠道与池体相接处设有挡板，污水切向进入沉沙池后，受挡板作用流向池底，继而在向心力和螺旋桨作用下，形成复杂的蜗螺流态。砂粒随重力沉向池底并向中心移动，由于越靠中心，水力断面越小，流速越大，砂粒被冲入中心的积砂斗内。从径向看蜗螺流态，污水在池壁处向下流，至池中逐渐改为向上流，有机物由于密度较小，则在池中心随污水的上流而排出池外。设计能力21×104m3/d，共分二池，采用气提方式排砂。旋流沉砂池的主要工艺参数是进水渠道内流速、圆池的水力表面负荷和停留时间。旋流沉砂池设计参数：

（1）单池设计流量Qmax=1,580 l/s

（2）单池直径D＝6,100mm

（3）单池高度5,750mm

图1－2旋流沉沙池的流态示意图

2 研究方法和数据来源：

2.1、每天记录两座沉砂池的处理水量。

2.2、每天从两座沉砂池的进口和出口取一定量的水，做水质分析，记录每天每座沉砂池的沉沙量。

2.3、每天测定两座沉砂池内的水流速度，推导污水在两座沉砂池内的沉降时间。

3 监测数据：

本次监测数据记录历时10个月，由于数据较多不能全部列举，因此将平均值列于表1-3

3.1处理水量

表1

图3-1处理水量比较图

图3-2除砂量比较图

由图3-1和3-2可看出，旋流沉砂池比平流沉砂池处理水量大，旋流沉砂池除砂量与平流沉砂池相近，说明两座沉砂池对于去除相对密度为2.6的粒径为0.2mm以上的砂粒效果基本相同。

3.2水质

表2

由表2可看出，旋流沉砂池在去除含沙量和悬浮物（SS）方面较好于平流沉砂池，在去除砂粒成分上看基本相同。

3.3流速与时间

表3

由表3可看出，污水在平流沉砂池比旋流沉砂池内流速度低，停留时间长。 4总结

根据10个月的检测数据数据来看，总下出以下几条结论：

4.1 旋流沉砂池对污染物去除效果稍好于平流沉砂池，但旋流沉砂池处理水量较大，因此若在相同水量的情况下，旋流沉砂池比平流沉砂池对污染物去除效果较好。

4.2 从除砂量来看，虽然两池除砂量相近，但平流沉砂池处理水量较少，池内流速较慢，停留时间长；而旋流沉砂池处理水量较大，池内流速较快，停留时间短，相对而言，除砂量较多，因此旋流沉砂池比平流沉砂除砂效果好。

4.3 从去除的砂粒成分看，其有机份含量几乎相同，因此这两种沉砂池去除的砂砾成分是一样的。

4.4 在运行维护方面，平流沉砂池吸砂泵及刮砂桥等主要设备运行稳定，较易维护。旋流沉砂池采用气提方式排砂，由PLC程序控制，操作简便，运行平稳。

综上所述，无论从污染物去除效果，除砂量，处理水量，三方面来看，旋流沉砂池的处理效果要好于平流沉砂池。

参考文献

［1］王洪臣. 城市污水处理厂运行控制和维护管理[M]. 北京：科学出版社，2002. ［2］卜秋平，陆少鸣等. 城市污水处理厂的建设与管理[M]. 北京：化学出版社,2002 ［3］张自杰等，排水工程（下）[M]. 北京：中国建筑工业出版社,1996

作者简介：周杨，女，1980年生人，2003年毕业于天津城市建设学院环境工程专业，现为中级职称（环境工程专业工程师），就职于天津创业环保集团股份有限公司纪庄子污水处理厂。