（环境工程专业论文）rimflo型二沉池安装调试检测及关键参数计算.pdf

中文摘要 近几年来，随着我国污水处理厂的建设更多地引进了国外的先进设备，人们 对周迸周出二沉池具有的优越的水力性能开始有了认识。新建的项目不再一味沿 用传统的中心进水的二沉池。但是，目前周进周出二沉池的技术仍然被国外制造 商垄断，国内尚无成熟的设计制造经验。特别是关于配水渠均匀布水的设计计算 方法是国外制造商的专有技术、商业秘密。近几年有学者开始研究这一课题并发 表了一些关于周进周出二沉池方面的文章，有些很有见地，但都是在探讨，至今 仍然没有完善的计算方法供设计者使用。 本文通过对从国外引进的r i n r - f l o 型周进周出二沉池和其配备的t o w - b r o 单管吸泥机的安装调试和性能测试过程，对其先进技术消化吸收，总结出一些工 程经验供读者参考。同时运用流体力学的理论结合本人现场工作的实践对周进周 出二沉池的水力特性进行分析，并尝试探讨周进周出二沉池的配水渠均匀布水的 计算方法。 本文探讨了两种配水渠参数的计算方法：一种是布水孔的孔径和孔距不变、 只改变配水渠的宽度的计算方法。但因为考虑到配水渠是混凝土施工，宽度曲线 的施工精度不容易保证，又探讨了一种施工方便、精度容易保证、更实用的计算 方法：配水渠宽度线性改变、同时布水孔的孔径和孔距随着孔口淹没出流总水头 的变化相应改变，从而实现均匀布水。这两种计算方法可供读者参考。 关键词：周进周出二沉池配水渠吸泥机孔口淹没出流总水头计算方法 a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，t h e h i g hh y d r a u l i cp e r f o r m a n c eo fp e r i p h e r a l f e e da n dp e r i p h e r a l t a k e o f fs e c o n d a r yc l a r i f i e rh a sb e e nr e c o g n i z e dw i t ht h em o r eu s eo ff o r e g i n e a d v a n c e de q i u p m e n ti nw a s t e w a t e rt r e a t m e n tp l a n t s n e wp r o j e c t sa r en ol o n g e ru s i n g t r a d i t i o n a lc e n t e r - f e e ds e c o n d a r yc l a r i f i e r o n l y h o w e v e r , t h et e c h n o l o g y f o r p e r i p h e r y f e e ds e c o n d a r yc l a r i f i e rh a sb e e nm o n o p l i z e db yt h ef o r e i g nm a n u f a c t u r e r , a n dt h e r ei sn om a t u r ed e s i g na n dm a n u f a c t u r ee x p e r i e n c ei nc h i n a p a r t i c u l a r l y , t h e c a l c u l a t i o nm e t h o df o re q u a l l yw a t e rd i s t r i b u t i n gb yi n f l u e n tt r o u g hi sp a t e n ta n d b u s i n e s ss e c r e t i nr e c e n ty e a r s ，s o m er e s e a r c h e r sh a v eb e g u nt os t u d yt h i st o p i ca n d p u b l i s h e dp a p e r sa b o u tp e r i p h e r y f e e ds e c o n d a r yc l a r i f i e r s o m eo ft h ea u t h o r sp u t f o r w a r dt of o r e s i g h t e dp o i n to fv i e w s ，h o w e v e r , t h o s ev i e w sa r ee x p l o r a t o r y u n t i l n o w , n om a t u r ec a l c u l a t i o nm e t h o di sp r o v i d e df o rd e s i g n e r s t h ea u t h o ri n v e s t i g a t e dt h ep r o c e s s e so fi n s t a l l a t i o n a d j u s t m e n ta n dp e r f o r m a n c e t e s t sf o rr i m f l op e r i p h e r a l f e e da n dp e r i p h e r a lt a k e o f fs e c o n d a r yc l a r i f i e ra n di t s a c c e s s o r yt w o b r os l u d g er e m o v e r , d i g e s t e da n da b s o r b e dt h ea d v a n c e dt e c h n o l o g y , a n dc o n c l u d e ds o m ee n g i n e e r i n ge x p e r i e n c ef o rt h er e a d e r s r e f e r e n c e s i nt h em e a n w h i l e ，t h ea u t h o ra n a l y z e dt h eh y d r a u l i cf e a t u r eo fp e r i p h e r a l f e e da n dp e r i p h e r a l t a k e o f rs e c o n d a r yc l a r i f i e rb yc o m b i n i n gh y d r o d y n a m i c st h e o r i e sw i t ht h ea u t h o r s s i t ew o r k i n gp r a c t i c e a n de x p l o r e dt h ec a l c u l a t i o nm e t h o d sf o ri n f l u e n tt r o u g h t i nt h i sp a p e r ，t w oc a l c u l a t i o nm e t h o d sf o ri n f l u e n tt r o u g h tp a r a m e t e r sw e r ed e v e l o p e d i nt h ef i r s tm e t h o d ，t h ed i a m e t e ra n dp i t c ho fo r i f i c e sa r ec o n s i s t a n t ，a n do n l yt h e w i d t ho ft h ei n f l u e n tt r o u g h ti sv a r i e d h o w e v e r , i ti sn o te a s yt oe n s u r ea c c u r a c yo f t h ew i d t hc u r v ei nt h ec o n c e r e tc o n s t r u c t i o np r o c e s s t h e r e f o r e t h ea u t h o rd e v e l o p e d a n o t h e rm o r ep r a c t i c a ic a l c u a l t i o nm e t h o d9 0t h a tt h ec o n s t r u c t i o np r o c e s sc a nb e c o n v i n i e n ta n dt h ea c c u r a c yc a nb ee n s u r e d i nt h es e c o n dm e t h o d ，t h ew i d t ho f i n f l u e n tt r o u g h tv a r y sl i n e a r l y , a n dt h ed i a m e t e ra n dp i t c ho fo r i f i c e sv a r y sw i t ht h e v a r i a t i o no ft o t a lh e a d w a t e rf o rs u b m e r g e do r i r i c e k e yw o r d s ：p e r i p h e r a l f e e da n dp e r i p h e r a l t a k e o f fs e c o n d a r y c l a r i f i e r , i n f l u e n t t r o u g h t ，t o t a lh e a d w a t e rf o rs u b m e r g e do r i f i c e ，c a l c u l a t i o nm e t h o d 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得墨盗盘堂或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 签名1 瞎仁期：夕7 年年膨日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解盘鲞盘鲎 有关保留、使用学位论文的规定。 特授权墨注盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学雠文储躲、嘲笔 签字日期夕7 年钔弓。日 导师签名 签字嗍唧年r 月妒日 第一章绪论 第一章绪论 1 1 国内外二沉池技术发展现状 二沉池是污水处理厂水处理过程中的最后一道沉淀池，它要将生化反应过程 中的活性污泥沉淀下来，经过回流污泥泵再回流到生化反应池中去并保持活性污 泥的活性，并且要使活性污泥中的微生物尽可能少的将磷释放在二沉池中，同时 要将二沉池中的上清液澄清排放并使之达到国家标准规定的出水水质标准。 活性污泥的沉淀效果既取决于活性污泥的沉淀特性，又取决于二沉池的水力 特性。当活性污泥的絮凝状况得到适当控制的前提下，沉淀效果就完全取决于二 沉池的水力特性。 二沉池是污水处理厂中占地面积最大的装置，通过对二沉池优化设计，可以 有效减少污水处理厂的占地，节省造价。所以，在保证沉淀效果的前提下，尽可 能地提高二沉池的表面水力负荷是国内外污水厂对二沉池设计的一种追求川吲。 世界上最早的二沉池是中心进水、周边出水的结构，在2 0 世纪6 0 年代，为 了提高中心进水二沉池的水力特性，e n v i r e x 继承发展了最初由c h a i n b e l t 公司 引入的周边进水二沉池的设想开始试验周边进水、中心出水的二沉池憎引。 e n v i r e x 公司通过实验室中池子的模型测试数据和在s i o u xf a l l s 、s o u t h d a k o t a 的污水处理厂分别测试周边进水和中心进水的二沉池，指出周边进水的 二沉池有水力优越性。实验发现剧烈的湍流在周边进水的二沉池中影响稍小。同 时也减小了短流的可能性。当时采用的是周边进水、中心出水。事实上，通过流 体力学的分析可知周边进水的二沉池还可以减少异重流对出水水质的影响。 随后一些年的研究工作表明暖列：在相同的设计负荷时，周边进水二沉池的 出水中的悬浮物低于中心进水的一半以上。除此之外，在高负荷率时，周边进水 的二沉池也不会丧失水力性能。 最初沿池周设计的配水渠为变水深的。挡水裙板伸到澄清区，在裙板和池壁 间形成配水区，通过池中心的出水渠排出二沉池内水。 由于周边进水，中心出水不能撇除整个池面的浮渣，这就要求提出新的设计。 新设计将出水渠移到了周边，形成周进周出的设计组合。从各组测试收集到的数 据表明：周边出水的布置和中心出水的布置一样好，甚至比中心出水的布置更好。 出水渠的新位置也提高了配水渠的设计水平。由原来的变水渠深度演变成和 出水渠建在一起改变水渠宽度，这样降低了土建的造价。 将布水孑l 再加到周边进水的池子的结构中，被称为最先进的周进周出二沉 池。布水孔降低了二沉池水头损失，提高了高流量时孔口的有效利用面积。这样 第一章绪论 优化了池子在平均流量时的水头损失，限制了峰值流量时的水头损失。 时至今日，在欧美一些国家，周进周出二沉池的设计和应用已取得一些实际 经验。据e n v i r e x 公司的研究，他们制造的周进周出的二沉池比传统的中心进水 的二沉池可稳定的提高5 0 以上的水力效率。这意味着当采用周边进水的二沉池 相比于中心进水的二沉池，可减小单池池容或减少池子数量，即可有效节省占地。 早期的二沉池在底部采用刮泥机。直到现在，我国的大多数污水处理厂的二 沉池还在使用刮泥机。刮泥机的原理是：刮泥板将锥形池底上的沉淀污泥刮起， 污泥由于重力作用逐渐流入中心筒下部的集泥筒，然后由回流污泥泵将集泥筒中 的污泥抽走。由于刮泥板容易将池底上的沉淀污泥搅起，影响沉淀性能，造成回 流污泥浓度较低。并且，由于污泥在二沉池停留时间较长，容易产生反硝化反应， 造成磷的二次释放。同时，回流污泥活性下降，不利于曝气池的生化反应，增加 曝气量。所以，上个世纪，e n v i r e x 公司的t o w n s e n d 先生与j a m e sb r o w e r 先生 一起在m i i k w a n k e ej o n e si s l a n d 污水处理厂研制出了第一台吸泥机，他后来被 人们称为t o w b r o 单管吸泥机( t o w n s e n db r o w e r ) 。单管吸泥机是用于二沉池中 的快速吸除活性污泥的处理设备。运转良好的活性污泥工艺要求将二沉池中的活 性污泥尽快被回流过去，这样可确保污泥活性并减少曝气量。快速吸泥同时也减 少了反硝化、污泥膨胀和磷在二沉池中释放的可能。 单吸管利用相对真空从沉淀池底吸除沉泥，沉泥在沉降处即被吸起，避免刮 泥设备将轻的絮凝体再搅起。最小污泥搅魂提高回流污泥的浓度。研究表明单吸 管可提高污泥浓度3 0 - 1 0 0 ，这一结果可减少2 5 - 5 0 的污泥回流量。这样就降 低了泵的运转费用。同时又使污泥层维持在较低的高度，使回流污泥不被稀释。 单吸管的抽吸水头可通过不同的静水压头或回流泵来得到。 在尽可能快的时间内将二沉池内的污泥回流，作到这一点对于活性污泥工艺 是最好的。这就意味着应尽可能快的从池底吸除污泥，并且保证从整个池底清除 的污泥保持一种活性状态。j s h a p i r o 曾提出快速去除沉淀污泥能避免磷的释 放。这也是c s a w y e r 和l b r a d n e y 发现最好的解决终沉池污泥上浮的方法。最 高污泥浓度，最小搅动，沉泥不再搅起或稀释，要满足上述要求意味着水下最小 搅动( 比如刮除) 并且要有适宜的去除能力。配上单管吸泥机的周进周出二沉池 是目前世界上最先进的二沉池。 在我国，过去一直沿用传统的中进周出二沉池。但是近几年新建的污水厂已 经开始采用周进周出二沉池。目前，周进周出二沉池及其吸泥机的关键技术仍为 国外厂家所垄断，其关键技术参数是他们的专有技术。现在已有国内制造厂开始 研制，但一些测试结果表明，效果仍不满意。目前国内仍处在研制过程中。 我国最新的污水处理厂设计规范已将周进周出二沉池作为一种新池型列入 2 第一章绪论 其中，但是一些关键技术参数的计算方法没有列出，比如配水槽计算方法和布水 开孔( 不等距不等径) 的计算方法等。这样，设计院的设计人员就不能做相关 设计，而只能由设备制造商来提供设计。不同的设备制造商设计出来会有很大的 差异，直接影响二沉池的沉淀效果和出水指标。 1 2 天津北仓污水处理厂工程概况及二沉池选型 天津市北仓污水处理厂建设工程是我市利用亚洲开发银行贷款的国家基本 建设项目，建设规模为日处理污水1 0 万立方米，采用a o 处理工艺的二级污水 处理厂。 1 2 1 总体设计 天津市北仓污水处理厂工程是海河流域天津市污水处理工程项目之一，内容 包括污水处理厂及其配套管网。 北仓污水处理厂工程服务于北仓排水系统，设计建设总规模为2 5 1 0 4 m 3 d ， 其中一期工程设计规模l o x1 0 m d 。北仓污水处理厂厂址位于天津市北辰区京 山铁路以西、南槽铁路以北、西临朝阳路、北临外环线。占地面积2 5 3 0 公顷。 其服务面积5 0 4 0 公顷。 北仓污水处理厂厂内包括污水处理、污泥处理、沼气利用、污水回用、化学 除磷设施及配套的附属设施；厂外包括污水管道及污水提升泵站 1 2 2 工艺流程描述 根据北仓污水处理厂进水水质特点和出水水质要求，处理程度为具有除磷和 部分硝化的污水二级生化处理。污水处理采用了改良a o 除磷工艺；污泥处理采 用了中温厌氧消化工艺；沼气用于污泥加热和驱动鼓风机；污水回用采用膜过滤 技术：化学除磷为投加絮凝剂的混凝沉淀工艺。其工艺流程框图见图1 - 1 ： 3 第一章绪论 污水污泥处瑷滚程嘏圈 图1 - 1 北仓污水处理厂工艺流程框图 北仓污水处理厂进水水质为： b o b 5 ： 2 0 0 r a g 1 c o d c r ：4 5 0 m g 1 s s ： 2 0 0 m g 1 t n ：4 0 m g 1 n h 。一n - 3 0 m g 1 t p ： 5 m g 1 北仓污水处理厂出水水质应达到中华人民共和国国家标准g b 8 9 7 8 - 1 9 9 6 污 水综合排放标准中的二级标准、中华人民共和国城镇建设行业标准城市污水 处理厂污水污泥排放标准( c j 3 0 2 5 - 9 3 ) 。 北仓污水处理厂出水水质为： c o d c r ( 12 0 m g 1 b o d 5 3 0 m g 1 s s ( 3 0 m g 1 n h 。一n ( 2 5 m g 1 p o 。( 以p 计) 1 o m g 1 4 第一章绪论 根据设计的进水水质以及所要达到的出水排放标准，北仓污水处理厂工程的 主要污染物处理率必须达到 e b o d 58 5 e c o d c r 7 3 e s s8 5 e n h 3 - n 5 0 9 6 e t p8 0 1 2 3 二沉池选型 采用周进周出辐流式二次沉淀池，直径d = 3 6 0 米，共四座。 主要设计参数： 单池设计流量：q 髓。= 13 5 4 m 3 h q 。，。= 10 4 2 m 3 h 表面水力负荷：q - 。= 1 3 3 m 3 m 2 h q 。，。= 1 0 2 m 3 m * h 有效水深：h = 4 5 m 二次沉淀池采用无粘结预应力结构。 经过国际竞争性招标采购，美国u s f 订t e re n v i r e x 公司的r i m - f l o 型周 进周出二沉池作为a 包的设备供应商中标。 我有幸在本工程中从事工程监理工作，担任设备总监理工程师。在工程建设 过程中，我通过对本课题研究，对国外r i m _ f l o 型二沉池关键技术进行消化吸收， 对其安装调试工程要点进行总结，对其水力特性进行实际测试，并尝试对属于国 外制造商企业秘密的配水渠关键技术参数的计算方法进行分析探讨。 第二章r i m - f i o 型周进周i i j i 一- - 沉池的构造特点及性能分析 第二章r im - fio 型周进周出二沉池的构造特点及性能分析 2 1r i i - r f i o 型周进周出二沉池的构造 r i m - f l o 型周进周出二沉池的剖面示意图如图2 - 1 。各部件性能叙述如下： 图2 - 1r i m f l o 型周进周出= 沉池的剖面示意图 ( 1 ) 进水渠( 也称为配水渠) 渐变宽度以保证配水均匀性，利用变断面渠道，以保持水流等速运行，避免 固体在渠内沉降。依处理规模不同设有单向或双向布水类型。本文选用单向布水。 ( 2 ) 配水孔管 由电脑设计的配水孔管的大小与间距，为环绕整个池周流入均匀分布的流量 提供可控水头损失。消除了水流进入池子的“喷射”作用和旋流，并可以避免固 体在水渠中就沉降下来。 ( 3 ) 出水渠 水力学上设计成渐变宽度，可适应大量程流量。周边出水减少短流，使堰和 渠均便于清理。 ( 4 ) 出水堰和浮渣挡板 采用三角堰出水，浮渣挡板可有效防止浮渣进入出水渠。 ( 5 ) 全池表面撇渣 表面撇渣设备连同配水渠撇渣设备安装在与桁架相接的竖壁上。 ( 6 ) 除渣 配水渠浮渣随水流汇集于靠近末端的较小区域内，可开启排渣堰方便的将浮 6 第二章r i m f i o 型周进周 d l - - 沉池的构造特点及性能分析 渣排出池外的浮渣井。 ( 7 ) 共用渠壁 进、出水渠共用一个公共渠壁，可节约土建费用。 ( 8 ) 折流板 置于配水孔管之下，可消除“喷射”和“旋流一，保证水流快速、完全分散。 ( 9 ) 进水区挡水裙板 该裙板延伸至水面下1 5 a 。帮助水流直接进入配水区。水流沿周边作均匀 配水，并且起到絮凝区的作用。在最大流量时流速控制在1 5 m m i n 以下，减小 了进水对清水区的搅动。 ( 1 0 ) 巨大进水面积 整个池周进水，进水面积很大，这样就保证了入口流速较低，有助于絮凝作用。 ( 1 1 ) t o w - b r o 型吸泥管 可以快速地、有效地吸除活性污泥，并提高回流污泥浓度，降低回流比。同 时可以减少曝气池的曝气量。r i m - f l o 型周进周出二沉池配备的是t o w - b r o 单管 吸泥机，用回流泵从沉淀池底吸除沉泥，沉泥在沉降处即被吸起，避免刮泥设备 将轻的絮凝体再次搅起。单吸管的形状是非常重要的是因为它对于单位面积内最 大程度的吸取高浓度污泥影响很大。在与矩形单吸管底呈4 5 。角的方向开设吸 泥孔，在吸泥孔后面有一个氯丁橡胶的刮板用来将污泥液化。吸泥孔的最大间距 为7 5 0 m m ，这样保证了吸泥孔间的污泥最大移动距离不超过3 7 5 m m 。这一结构可 使单吸管沿整个池底均匀吸除污泥。 ( 1 2 ) 池子排空口 吸泥管以上的污水可通过吸泥管将其完全排出，而吸泥管以下的污水可通过 排空口将其迅速排空，便于维护检修。 ( 1 3 ) 走道桥 ( 1 4 ) 排泥管 此种形式的沉淀池，配合t o w b r o 单管吸泥机使用可取得最为理想的出水效 果。 2 2r i r f i o 型周进周出二沉池的性能分析 r i m - f l o 型二沉池是一种周边进水和周边出水的沉淀池，在污水厂里用作活 性污泥法的二次沉淀池，具有较大的有效容积、较高溢流率、最佳水力稳定性、 最大范围从水面和配水渠表面撇渣、最大的设计通用性及较低的造价等优点。 在r i m - f l o 型二沉池中，生化曝气池中的活性污泥混合液从二沉池的进水井 进入变断面周边配水渠，经配水渠底部的布水孔在整个周边均匀流入二沉池。二 7 第二章r i m - f l o 型周进周出二沉池的构造特点及性能分析 沉池的沉泥经变径吸泥管和集泥筒排出池外；浮渣刮板将浮渣刮到排渣斗中，由 排渣斗排出；配水渠的浮渣亦由配水渠浮渣刮板刮到浮渣井由堰门排出。 r i m - f l o 型二沉池与中心进水二沉池曾经进行过许多成本分析研究，如果 两种类型的池子尺寸相同，研究结果表明当考虑了所有费用在内，两者的成本基 本相同。由于在中心进水设计中，需要设置悬臂式出水槽和消能进水井，这就使 r i m - f l o 型二沉池的费用变得更有优势了。 由于r i n m f l o 型二沉池可承受较高水力负荷，因此，池子比中心进水的较小。 于是可大大降低占地和土建费用。 进水流入环绕池周的渠道，渠道的断面是渐变的，使水流在渠道以等速流动， 防止固体发生沉淀。进水环绕周边均匀地布水。配水渠道的底部设有配水孔管， 配水孔管的大小与间距由电脑计算，控制水头损失并保证水流沿整个池周均衡配 水。配水孔管的间距布置避免了渠道底部产生固体沉积。 水流经过配水孔管进入池子后，被设置在配水渠道下方的折流板折流。消除 了水流进入池子的“喷射”作用。于是水流在池壁与进水区挡水裙板之间进行完 全、快速的扩散。挡水裙板建立了一个清水区，其断面面积使最大流量时的进水 流速控制在1 5 m m i n 。水流在挡水裙板下以低速匀流进入池子，然后流向外方、 上方并以平缓的环流返回到周边出水槽。整池容积被利用起来，消除了可以形成 短流的涡动。固体在悬浮状态中均匀降落。 在现场实际装置中进行染料示踪剂的延伸测试证实r i m f l o 型二沉池消除 了短流，使整个池子容积被利用起来，图2 - 2 是美国u s f i l t e re n v i r e x 公司 提供的r i m - f l o 型二沉池实验绘制的流态图，此图清楚地显示了r i m f l o 型二沉 池中水的流态。 图2 - 2u s f i l t e re n v i r e x 公司提供的r i m - f l o 型二沉池流态图 3 第二章r i m f l o 型周迸周出二沉池的构造特点及性能分析 在配水渠道中显色后分别经l o m i n 、2 0 m i n 和4 0 r a i n 时间问隔进行测定。应 该注意到整个池子容积已被有效利用起来，亦没有短流现象。池子的有效容积被 完全利用的情况，正可说明r i m - f l o 型二沉池比中心进水二沉池可减少表面积高 达5 0 的原因。而中心进水二沉池就不一样，由于其水流以相对较高流速进入池 子，造成涡流。即使准确地安装出水流槽并设置档板以远离边墙，仍能受涡流的 影响，从而减小了池子的有效容量。 2 3 周进周出与中进周出的流态比较 二沉池的进水为活性污泥和水混合液，悬浮物固体m l s s 的质量浓度在3 0 0 0 - - 4 0 0 0 m g l 之间，远高于池内的澄清水的比重。由于二者之间存在密度差、温 度差而形成二次流和异重流。在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。示意图见图2 - 3 、图2 - 4 ： 图2 - 3 中进周出二沉池水流示意图 图2 - 4 周进周出二沉池水流示意图 9 第二章r i m f i o 型周进周出二沉池的构造特点及性能分析 在中迸周出二沉池中，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。 而在周进周出的二沉池中，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。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。而周进周出式由于大环形密度流的形成，容积利用率要高得多。 在周进周出的二沉池中，由于整个周边进水面积大，流速缓，使得雷诺数和 弗劳德数都比中心进水要小。h 1 n 糊1 雷诺数： r e ：p v r( 2 3 一1 ) 式中：p 流体密度。 v 流速： 一 r 明渠的水力半径5 u 流体的动力粘度系数。 弗劳德数：f r = 1 兰 ( 2 - 3 - 2 ) 一g h 式中：v 一一流速； h 明渠的水深； g 重力加速度。 雷诺数小表明惯性力减小，粘滞力作用加大；弗劳德数小于1 ，表明惯性力 小于重力，则水流呈缓流。这使得二沉池中水流流态趋向层流，不会发生湍流。 这利于污泥的沉淀，因此，表面负荷可以提高。实验表明，污泥在二沉池中的沉 淀方式属于絮凝沉淀和集团沉淀，絮凝沉淀：即污水中悬浮固体具有凝聚的性能， 在沉淀的过程中，互相粘合，结合成为较大的絮凝体，其沉淀速度是变化的。集 团沉淀也称为成层沉淀：即当污水中悬浮颗粒的浓度提高到一定程度后，每个颗 l o 第二章r i m f i o 型周进周出二沉池的构造特点及性能分析 粒的沉淀将受到其周围颗粒的干扰，沉速有所降低，如浓度进一步提高，颗粒间 的干涉影响加剧，沉速大的颗粒也不不能超过沉速小的颗粒，在聚合力的作用下， 颗粒群结合成为一个整体，各自保持相对不变的位置，共同下沉。液体与颗粒群 之间形成清晰的界面。沉淀的过程实际就是这个界面下降的过程。当池内水流呈 缓流、层流、无紊流，可提高沉淀效果、提高池底污泥浓度。 2 4 吸泥机与刮泥机的性能比较 传统的二沉池配备的是刮泥机。刮泥机的原理是：刮泥板将锥形池底上的沉 淀污泥刮起，污泥由于重力作用逐渐流入中心筒下部的集泥筒，然后由回流污泥 泵将集泥筒中的污泥抽走。要说明的是，刮泥机本身存在着如下几个方面的缺点： ( 1 ) 刮泥板对池底污泥造成扰动。 由于刮泥板在刮泥的同时将池底上的沉淀污泥搅起，刮起的污泥靠重力沿锥 形底向池中心流动，影响了池底沉淀污泥的浓缩，造成回流污泥浓度较低。 ( 2 ) 采用刮泥机，池底污泥收集慢、污泥在二沉池停留时间长。 由于池底污泥处在缺氧状态，停留时间一长，一方面会使得回流污泥活性下 降，不利于回流到曝气池后的生化反应，增加了曝气池的曝气量消耗。另一方面 还容易产生反硝化反应，造成磷的二次释放，对除磷很不利。 r i m - f l o 型周进周出二沉池配备的是t o w - b r o 单管吸泥机。吸泥机的原理 是：利用污泥回流泵从沉淀池底快速吸除沉泥。沉泥在沉降处即被吸起，避免刮 泥设备将轻的絮凝体再次搅起。矩形单吸管底呈4 5 。角的方向开设吸泥孔，在 吸泥孔后面有一个氯丁橡胶的刮板用来将污泥液化。吸泥孔的最大间距7 5 0 m m ， 这样保证了吸泥孔间的污泥最大移动距离不超过3 7 5 m m 。这一结构可使单吸管沿 整个池底均匀吸除污泥。变径吸泥管使得水下部分结构最小，这样就将引起最小 污泥搅动，保证最大量的压缩污泥通过。最小污泥搅动可提高回流污泥的浓度。 实测表明单吸管可提高污泥浓度3 0 - 1 0 0 ，这一结果可减少2 5 - 5 0 的污泥回流， 降低了回流泵的运转费用，提高了工艺运转的灵活性。同时又使污泥层维持在较 低的高度，使回流污泥不被稀释。 吸泥机的另一个优点是：可以在尽可能快的时间内将二沉池内的污泥回流， 作到这一点对于活性污泥工艺是最好的。尽可能快的从池底吸除污泥，从而保证 从整个池底吸除的污泥保持了一种活性状态，从而减少了曝气池的耗氧量。吸泥 机的最小速率保持0 1 5 m m i n ，单吸管可以在2 5 到3 5 分钟内清除整个池子，无 堵塞，以最大浓度均匀的吸除活性污泥。快速吸泥还可以避免池底污泥的反硝化 反应，避免了磷的二次释放和污泥上浮。 第三章r i m f i o 型周进周出二沉池的安装调试要点 第三章r i m - f i o 型周进周出二沉池的安装调试要点 3 1r i r f i o 型周进周出二沉池的安装要点 3 1 1 中心支墩的安装 中心支墩安装的垂直度对于二沉池全池吸泥、撇渣系统的运行至关重要，关 系到整个系统安装的成败。要保证中心支墩的垂直度，关键是要找到一个实用的 中心支墩的垂直度测量方法。 3 1 1 1 中心支墩垂直度测量与安装 如下方法是一个比较实用的测量方法： 利用安装驱动装置的螺栓定位，将4 根铅垂线以分开9 0 6 角的方向垂吊， 使这4 根线到与之相应的中心支墩项部的螺栓之间的距离相同( 见图3 - 1 ) f1 外 l oo 、 li 1 iv - | 、 ! | ：、么 一痒1 l l - 承1 i j i 吲 n 刈 j - i _ _i ， l l r b 、li ， ，一。、i i c ， 3 一 一i i 一i r 麓鬻戮罗 图3 - 1 安装中心支墩垂直度测量方法 第三章r i m f i o 型周进周出二沉池的安装调试要点 将铅坠吊在一罐水或油中加以稳定，测量每条铅垂线到下部螺栓孔之间的距 离。如无套圈，则测中心支墩的最低点。调节支撑结构下的水平螺母，直到两个 测量值之差小于2 m m ，且相差为1 8 0 。调节水平螺母使相对两条铅垂线的测量 值相同，拧紧紧固螺母达到手册扭矩表中所给的相应于紧固螺母尺寸的扭矩值。 此时底部密封环也要做同心度的调整，测量4 条铅垂线到密封环之间的距 离，各测量值之差应小于2 m m ，如需要调整，则重新调节密封环的水平，然后固 定。( 见图3 - 1 ) 此时中心支墩与底部密封环使用不收缩的水泥浇筑固定，并待 硬化2 4 小时。 检查中心支墩项部法兰上驱动装置安装连接头及螺栓所在的图，来确保其与 中心支墩的同心度。 3 1 1 2 中心转笼与集泥筒的安装顺序 如果集泥筒或中心转笼组件未先进入池子，而中心支墩水泥已硬化。如下 进行装配： ( 1 ) 将集泥筒从中心支墩顶部套下，注意不要影响支撑结构的安装。将集 泥筒放在厚度为6 m m 的支撑物上( 除了钢以外的任何材料) ，以确保支撑板不用 打孔。 ( 2 ) 将中心转笼部分从中心支墩顶部套下，用螺栓固定在集泥筒上。 ( 3 ) 支撑架与集泥筒也可以先在池外用螺栓连在一起，然后作为一个整体 放入池内。 ( 4 ) 密封在实际旋转平面建成后再安装。 3 1 1 3 将驱动装置装在中心支墩上 在中心支墩项部法兰上的每个螺栓上拧一个水平螺母和垫片，垫片应处于总 安装图上驱动装置的底部高度上，用水平直规来调整垫片。 根据池壁上桥的地脚螺栓来定位驱动装置，并将驱动装置放在中心支墩上的 水平垫片上，检查是否所有垫片都支撑在驱动装置基座的底面上。在每个突出的 螺栓上装一个垫片和一个圆头六角螺母，并用手将之拧紧。在接下来的最终调整 中驱动装置的高度还要细调。 在安装好的设备未进行运转平面调整之前，不要浇筑驱动装置。 3 1 2 单管吸泥管等装置的安装 3 1 2 1 转向拉杆支撑单元 第三章r i m f i o 型周进周出二沉池的安装调试要点 将所有的吸泥管及桁架结构放到池底，并按总安装图所示确定这些部分的大 概位置。 若一个r i l i r f l o _ t o w b r o 吸泥机有两个或多个吸泥管时，组成一个完整的吸 泥管装置的组成部件应该标有匹配符号，以免由于疏忽将其中一个吸泥管的零件 装到另一个吸泥管的零件上去。 垫高吸泥管部件，以确保将它们连到集泥筒上( 或相互之间连接) 时不对集 泥筒增加负荷。 在安装吸泥管的同时，安装与之相对的刮泥板桁架或撇渣器桁架，以保证所 有必要组分在安好、拉紧并移去支撑物后，吸泥管单元的两侧有相同的负荷。 旋转设备与池底之间的联系要符合以下一般规则： ( 1 ) 单管吸泥管永远与已完工的池底平行。 ( 2 ) 吸泥管及另一侧只有撇渣器时的支撑桁架永远与已完工的池底平行 ( 3 ) 吸泥管与另一侧撇渣器和刮泥板的支撑桁架永远与已完工的池底平行。 然后可以安装r i m - f l o t o w - b r o 牵引头和转向拉杆了。准备好硅树脂，用螺 栓将部件连在一起时要用硅树脂嵌缝。在吸泥管与池底间使用合适的垫板，将各 部件用螺栓固定到位，以保证集泥筒处没有张力存在。安装转向拉杆并拧紧。吸 泥管必须是直的，不允许拉杆有不均衡的拉力将吸泥管拉出水平线。要检查吸泥 管上各点的正确高度。 3 1 2 2 桁架支撑单元 将所有的吸泥管及桁架结构放到池底，并按总安装图所示确定这些部分的大 概位置。 垫高吸泥管部件，以便将它们连到集泥筒上时，相互之间连接时和连接到支 撑桁架上时，不在集泥筒上增加负荷，并且与池底之间保持合适的间隙。此时将 所有螺母用手拧紧。 旋转装置与池底之间的联系要符合以下规则 ( 1 ) 单管吸泥管始终与池底平行。 ( 2 ) 吸泥管的支撑桁架要安装得与池底平行。 ( 3 ) 吸泥管另一侧的撇渣器及刮泥板的支撑桁架要始终与池底平行。 当吸泥管部分己加垫处于正确位置后，可以从连到中心转笼上的零件开始安 装支撑桁架。 定位单管吸泥管的安装板，并将吸泥管的支撑吊管连到每块板上。将吸泥管 支撑角钢轻轻穿过支撑桁架，放在双角钢的底部弦杆上。将角钢放在桁架中心， 并用吸泥管支撑吊管定位。用钻孔、螺栓连接的方法或用焊接方法将支撑角钢连 到桁架臂上，安装u 型螺栓到管式吊杆上。 第三章r i m f i o 型周进周出二沉池的安装调试要点 当吸泥管部分已加垫处于正确位置后，可以从连到中心转笼上的零件开始安 装支撑桁架。 定位单管吸泥管的安装板，并将吸泥管的支撑吊管连到每块板上。将吸泥管 支撑角钢轻轻穿过支撑桁架，放在双角钢的底部弦杆上。将角钢放在桁架中心， 并用吸泥管支撑吊管定位。用钻孔、螺栓连接的方法或用焊接方法将支撑角钢连 到桁架臂上，安装u 型螺栓到管式吊杆上。 一旦所有的吸泥管部件用螺栓连成一体，并且整个单管吸泥管部件已用螺栓 安到支撑桁架上，就可以安装连接吸泥管法兰和集泥筒法兰的螺栓了。 最后就可以从池中心向外将所有的连接螺栓紧固，所有调整完成后，将吸泥 管吊管定位焊接到支撑角钢上。 当提供两个以上桁架部件时，相邻桁架部件的底部连接头的法兰之间要加垫 片。用垫片可使底部弦钢在一条直线上，如果安装完后，所有弦钢都向下弯，那 么从离支撑结构最近的分段连接头开始，顶起桁架部分的底端并加垫片。一旦底 部弦钢已在一条直线上，必须再使它们与池底平行。在连接头处顶起并支撑住每 一段直到底部弦钢成直线。做完这些后，调节“a ”型架上的拉紧装置维持固定 新的位置，这些拉紧装置不是用来起重的，只是一种调节支撑装置。 3 1 2 3 浮渣槽的安装 先安装浮渣挡板，然后将浮渣槽连接到浮渣档板上，连接这个装置的螺栓不 能扭转到最后扭矩值，这是为了以后调节与铰链的撇渣器之间的同心度而准备 的。在浮渣刮板的内表面不能有螺栓头、焊接头或其它凸起物，以免阻碍浮渣撇 渣器的旋转。 3 1 2 4 浮渣刮板的安装 浮渣刮板由连接到刮泥刮板桁架上的“a ”型框架支撑并由螺栓固定，有不同 的设计可供使用。仔细对照厂家提供的总安装图、水面清渣器图和螺栓连接图。 当安装浮渣刮板时，要按照以下顺序： ( 1 ) 按总安装图定位并用现场钻孔或焊接的方法将“a 支架连接桁架臂 上。 ( 2 ) 用螺栓将“a ”型框架连接到桁架上，暂时将它们垫到要求的位置，直到 该装置可以自行支撑。将支撑圆管松松地安装到“a ”型框上。 ( 3 ) 将浮渣刮板用夹具固定到“a ”型框的支撑圆管上，定位夹具以使“a ” 型框垂直，按总安装图的说明确定浮渣刮板的高度。做调节的时候，要将所有的 螺栓调整齐。 。 ( 4 ) 在所有的调整与改动完成后，将垂直的支撑圆管定位焊到u 形螺栓上。 第三章r i m - f l o 犁周进周出二沉池的安装调试要点 3 1 2 5 铰链式撇渣器的安装 为了安装铰链式撇渣装置，转动固定好的浮渣刮板使之处于与浮渣堆成一直 线的位置。用螺栓将铰链式撇渣装置的管式支架连接到“a 型框长而直立的支 撑圆管上。撇渣器和边刷必须无任何阻碍的自由通过浮渣槽。调节可调螺栓使撇 渣器水平，若厂家提供的总安装图上无其它说明，一般掌握撇渣器应浸在最大水 位以下7 5 m m 处或包括边刷1 0 0m m 处。 有弹簧张力负荷的铰链导板在撇渣器通过浮渣堆时应与浮渣堆的内平面相 接触，可通过给铰链导板的弹簧重新加载或调节撇渣器支撑管的安装平面的位置 来保持这种接触，如有必要，转动这个收集器并调节弹簧的负荷。 当最终调节完成后，将所有的u 型螺栓定位焊接到垂直的管式支架上。 在池子充满水并维持正常运行后，做如下的调整： ( 1 ) 调节铰链式导板的平行并调节导板的弹簧以确保它与里边的刷子永远 接触。 ( 2 ) 调节弹簧的张力确保撇渣器的横向水平运动。 ( 3 ) 调节撇渣器的定位螺钉来校正撇渣器通过浮渣槽后的深度。撇渣器应 浸入最大水面以下7 5 m m 处，包含刷子1 0 0m m 处。 3 1 2 6 配水渠撇渣器的安装 配水渠撇渣刮刀为有铰链钢板，旁带抹条，其宽度只能按配水渠最窄部分确 定。在渠的较宽位置时则不能够刮满整个渠面，但它可以将渣滓物打散，由进水 口送至配水渠等宽段，刮刀刮住渣滓并送至配水渠尾端，由一浮渣堰门排出。设 置一道斜坡把撇渣刮刀提高并导过分隔墙。在在初次试车调试时，要特别小心确 保刮刀顺利地滑过斜坡及堰门而没有障碍。 3 1 2 7 布水管折射板的安装 配水渠每一布水管都有一折射板将进水迅速扩散。折射板要按厂家提供的组 装图尺寸水平组装。 3 1 2 - 8 进水裙板的安装 进水裙板是为了防止短流而设置，对r i m - f 1 0 - t o w - b r o 沉淀池的水力性能 至为重要。在进水裙板与池体连接面上，所有因混凝土表面凹凸而形成的不规则 孔隙应该用高性能防水密封玻璃胶填充密封。 3 1 2 9 配重装置的安装 大多数机械装置的负载是不对称的，因此要有配重装置来平衡机械单元的旋 转部分，安装布置与具体实物按照连接图施工，不得有漏装。 1 6 第三章r i m -