侧向流斜板浮沉池的设计

侧向流斜板浮沉池的设计摘要：北方地区地表水在不同季节水质变化很大，集气浮和沉淀于一身的浮沉池的开发应用较好地解决了这一问题。通过设计实例，总结了侧向流斜板浮沉池的设计要点、参数及注意事项。关键字：地表水低温低浊浮沉池设计我国北方地地区的地表水水体，其水质质和水温受地地理条件和季季节性气候的的影响变化很很大。一年中中约有4～5个月的冬季季时间，水体体被冰盖封闭闭，此时江河河水体的温度度降低到0℃～1℃，水库水体体的温度降低低到2℃～4℃；在这寒冷冷的季节中，水水体浊度也很很低：江河水水体一般在5mg/L～30mg//L，水库水体体一般在5mg/L～10mg//L，从而形成成了北方地区区地表水体的的特点——低温低浊度度水质。而在在融冰或夏季季暴雨时节，水水体浊度又会会大幅上升，最最高甚至可以以达到上千mg/L。针对北方地地区地表水体体特点，一种种新型浮沉池池工艺被开发发和应用。目目前，在吉林林省和黑龙江江省已有多家家采用浮沉池池工艺，通化化市、鸡西市市采用了斜管管浮沉池，吉吉林市和哈尔尔滨市、大庆庆市则采用了了侧向流斜板板浮沉池。笔笔者负责设计计的大庆石化化总厂炼油厂厂第三净化水水厂(以下简称炼炼油厂三净化化水厂，1992年设计，1994年投产)和大庆石化化总厂水气厂厂生活水厂改改造工程(以下简称水水气厂改造，1995年设计，1996年投产)，均采用了了侧向流斜板板浮沉池。经经过几年的实实际运行证明明，对具有北北方特点的地地表水，通过过应用其浮、沉沉工艺处理，可可保证出水水水质。气浮工工艺运行时，对对水中的藻类类、色度等也也具有很好的的去除效果。1侧向流流斜板浮沉池池结构特点浮沉池是针针对北方地区区不同季节水水质的特点，将将气浮工艺和和沉淀工艺有有机结合的产产物。浮沉池池池体形式可可分为：平流流式浮沉池，斜斜管浮沉池和和侧向流斜板板浮沉池。平平流式浮沉池池占地面积大大，不适于北北方寒冷地区区；斜管浮沉沉池因池体前前后需设置闸闸板以控制浮浮、沉时的水水流方向，较较适合小水量量处理工程；；侧向流斜板板浮沉池的问问世，为在大大、中型水厂厂建设中采用用提供了条件件。侧向流斜板板浮沉池池体体分为：(1)配水区(溶气水释放放区)；(2)沉淀区(气浮区)；(3)稳流区；(4)出水区(见图1)。图12浮沉池池设计实例2.1炼炼油厂三净化化水厂单池设计水水量750m3/h，钢筋混凝凝土结构，池池长L=19..80m，池宽B=7.660m，设计水平平流速V=10..60mm//s；前部气浮浮接触区长2m，高2m，斜板区长12m，设计液面面负荷8.22mm3/(h.m2)(不含气浮回回流水、回流流比7%)，安装3层斜板，每每层板斜长1m，安装角度60°，总高2.60m，斜板间距100mm。下部设穿穿孔管排泥，上上部设刮渣机机排渣，刮渣渣机运行速度度3m/miin。浮沉池与反反应池相接，采采用穿孔花墙墙配水，过孔孔流速0.1m//s，考虑溶气气接触效果，孔孔口布置靠近近池底部；溶溶气释放器单单排布置，选选用可以用空空气反冲洗的的TV型不锈钢释释放器，固定定式安装。出出水采用集水水渠，安装锯锯齿形三角堰堰板，为保证证堰板出水均均匀，堰板设设计安装为可可调节型；出出水区长3.80m，出水堰负负荷16.400m3/(h.m)。2.2水水气厂改造单池设计水水量850m3/h，钢筋混凝凝土结构，池池长L=18m，池宽B=9.22m，设计水平平流速V=9.887mm/ss，气浮溶气气接触区宽2m，高3m。斜板区长L=13m，设计负荷7.10mm3/(h.m2)(不含气浮回回流水、回流流比7%)，安装3层斜板，每每层板斜长1m，安装角度60°，总高2.60m，斜板间距80mm。出水区长4m，出水堰负负荷17.700m3/(h.m)，共设6条出水渠。下下部设穿孔管管排泥，上部部设刮渣机排排渣，刮渣机机运行速度2m/miin。2.3运运行效果大庆炼油厂厂三净化水厂厂和水气厂取取水水源均为为红旗泡水库库，红旗泡水水库是人工引引嫩工程，每每年由嫩江引引水入红旗泡泡水库，嫩江江至红旗泡水水库全长235km。每年4月下旬(水库融冰期)至10月下旬(水库结冰期)嫩江水向水水库补水，而而冬季结冰期期嫩江水不进进入水库，因因此水库水质质特点为：一一是每年11月至次年4月的冬季水水质低温低浊浊度现象，二二是每年5月～6月间水库融融冰后嫩江水水首次进入水水库冲击库底底和每年雨季季因洪水影响响产生的水库库水质高浊度度现象(见表1)。表1每年5月月至次年4月水库水质质情况时间pH值浊度/mg/L悬浮物/mg/L水温/℃备注5月～6月8.5170～3800120～320010冰融进水期7月～8月8.4110～220060～130026洪水期9月～10月8.450～9030～6016平水期11月～4月8.68～20101低温低浊期采用浮沉池池工艺，两个个水厂运行效效果稳定，浮浮沉池对原水水水质变化的的适应能力强强，处理水质质较好(见表2)。表2不同季节节采用的工艺艺及出水水质质序号季节水质特点运行工艺浮沉池出水浊浊度/mg/LL滤池出水浊度度/mg/LL1冰封期低温低浊气浮2～50.8～1.662融冰期(冰融后后水库进水)低温高浊气浮或沉淀4～101～33洪水期受洪水影响浊度升高沉淀4～8＜24平水期沉淀3～60.8～1.443设计体体会3.1压压力溶气系统统为提高气浮浮工艺净水效效果，需利用用压力溶气水水，以形成微微气泡。目前前，溶气方式式较多，如水水泵吸气式、空空压机供气式式；溶气水控控制方式也有有控制进气量量和控制进水水量来保证溶溶气效果稳定定。上述设计计的两个工程程，均采用空空压机供气和和控制调整进进气量方式的的溶气系统。系系统控制压力力0.3MPPa～0.4MPPa，回流比为7%左右，运行行效果很好。3.2溶溶气释放器选选型溶气释放器器安装在浮沉沉池进口配水水花墙的下部部，设计选用用了可以用空空气反冲洗的的TV型不锈钢溶溶气释放器。运运行结果表明明，TV型释放器溶溶气效果较好好，但因安装装固定，不适适合浮沉池工工艺。浮沉池池为气浮或沉沉淀交替运行行，夏季长时时间沉淀运行行时，沉积在在释放器上的的污泥因板结结对安装在池池下部的释放放器影响很大大，造成气浮浮运行时溶气气释放器因堵堵塞而布气不不均(空气反冲不不彻底，拆卸卸维护时浮沉沉池需要停水水)，影响气浮浮运行效果。将将溶气总管设设计到池上，采采用TS型溶气释放放器，通过每每个溶气支管管与总管接头头连接，在夏夏季沉淀运行行时将释放器器由池中拿出出保管，入冬冬时提前安装装，并在气浮浮运行时发现现某个释放器器工作不正常常及时更换检检修，保证浮浮沉池工艺在在气浮或沉淀淀交替运行下下正常安全工工作。3.3浮浮沉区设计浮沉池设计计，一般按沉沉淀设计、气气浮校核；浮浮沉区液面负负荷一般选7m3/(h.m2)～9m3/(h.m2)，浮沉区前前部设气浮溶溶气接触区，后后部设稳流区区，其固液分分离区长度最最好小于15m，加大池宽宽降低水平流流速有利于浮浮沉工艺。侧侧向流斜板浮浮沉池，一般般设计3层斜板，斜斜板间距采用用80mm～100mm，斜板区总总高度约2.60m，斜板顶部部与水面应保保持约10cm水深，气浮浮时为浮渣层层。斜板下部部为沉泥区，设设置隔墙支承承斜板并阻止止水流通过斜斜板区下部。3.4排渣设设计3.4.1刮刮渣机采用刮渣机机去除气浮浮浮渣，刮渣机机行速在2m/miin～3m/miin较合适，行行速过快，会会导致浮渣与与水体分界面面上的移动剪剪切力加大，造造成浮渣的破破碎乱流。刮刮渣机的刮渣渣板建议设计计成L状，以减轻轻刮板处因浮浮渣受挤压而而向下部沉降降或延伸的现现象(见图2)。图23.4.22排渣、排泥泥侧向流斜板板浮沉池和气气浮池出水形形式有所区别别，因此浮沉沉池在气浮排排渣时，泥渣渣层的破碎泥泥渣下沉，将将会对出水水水质产生影响响，这是设计计必须注意的的问题。在炼炼油厂三净化化水厂工程设设计中，前后后设置排渣槽槽，双向排渣渣。运行后发发现，刮渣机机逆水流行驶驶刮渣时，刮刮渣效果较差差；可能是刮刮渣机逆行加加大了浮渣与与水体分界面面上的移动剪剪切力，以及及刮板处浮渣渣受挤压的程程度相对大，而而造成泥渣向向下部沉降或或延伸的结果果。顺流刮渣渣时效果较明明显。此外，设设计排渣时应应同时考虑浮浮沉池出水阀阀门的控制调调节灵活，因因为在排渣时时，升高池中中水位有利于于浮渣的刮除除。而在正常常运行时，保保持池中设计计水位可避免免顶部短流现现象的发生。浮沉池沉淀淀排泥采用穿穿孔管，当池池体宽时采用用刮泥机；当当采用穿孔管管时，即使冬冬季气浮运行行，也