傳統(tǒng)斜管沉淀池改造實(shí)例

摘 要：斜管堵塞不暢，沉淀池斜管支架腐蝕嚴(yán)重，存在垮塌隱患，使沉淀池斜管對(duì)水體的阻力減少，使反應(yīng)時(shí)間較改造改造前有所縮短，改善沉淀池斜管水力條件，加大出水量，達(dá)到了滿足設(shè)計(jì)負(fù)荷及保障水質(zhì)的目的。本文先對(duì)改造工作的背景以及內(nèi)容、技術(shù)參數(shù)進(jìn)行探討，并進(jìn)一步對(duì)改造后的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：超負(fù)荷；斜管；集水槽

中圖分類號(hào)：TU991.23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）26-0182-02

引 言

由于斜管沉淀池的體積、占地相對(duì)較少，并且沉淀的效率較高，在一些中小型的水廠中有著廣泛的應(yīng)用。相比于平流沉淀池而言，斜管沉淀池的優(yōu)勢(shì)較為明顯。但是，斜管沉淀池沉淀效率的影響因素也比較多，比如斜管的傾斜角度、長(zhǎng)度以及管徑大小、進(jìn)水方式等因素，都將對(duì)效率造成直接的影響。因而，在進(jìn)行傳統(tǒng)斜管沉淀池改造工作時(shí)，要對(duì)上述因素進(jìn)行綜合分析，有針對(duì)性的開展改造工作。

1 改造背景

昆明市東郊某水廠水源來(lái)自2個(gè)水庫(kù)和周邊3個(gè)分散水源，設(shè)計(jì)供水規(guī)模8萬(wàn)m3/日，分一、二、三期建設(shè)完畢。工藝采用：配水井→穿孔旋流反應(yīng)池→斜管沉淀池→虹吸濾池→清水池→市政管網(wǎng)。

自2013年以來(lái)，寶象河水廠都是超負(fù)荷運(yùn)行（2013年進(jìn)廠原水量2921.79萬(wàn)m3，2014年進(jìn)廠原水量3286.52萬(wàn)m3），2015年擔(dān)負(fù)主供水廠的任務(wù)。

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，居民的生活質(zhì)量逐步提升，因而人民的用水需求以及對(duì)于質(zhì)量的要求也在不斷的提高，這就促使水廠需要根據(jù)市場(chǎng)需求狀況以及自身的狀況進(jìn)行改造工作。如果再沿用傳統(tǒng)的水處理工藝，必將無(wú)法適應(yīng)當(dāng)代供水要求。一般而言，導(dǎo)致沉淀池積泥的原因主要包含以下幾點(diǎn)：①原水出現(xiàn)變化導(dǎo)致沉淀池中沉淀物的增多。近幾年來(lái)，由于受到經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的影響，周圍原水受到了不同程度的污染，因?yàn)樵|(zhì)的不斷惡化，將導(dǎo)致凈水劑的不斷更換，同時(shí)還需要進(jìn)行大量的投藥工作。這樣一來(lái)，將導(dǎo)致沉淀物的增多。②一些水廠吸泥機(jī)的吸泥口存在著不規(guī)范的問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致了吸泥的效率降低。此外，一些設(shè)備距離沉淀池底的距離比較大，對(duì)于吸程方面不能達(dá)到沉淀池的底部位置，從而導(dǎo)致排泥的效果降低，使得斜管沉淀池底部存在大量的積泥。③刮泥死角問(wèn)題的存在，也是導(dǎo)致積泥問(wèn)題加劇的一個(gè)原因。水廠生產(chǎn)工作需要經(jīng)過(guò)以下流程：原水引入到混合池，之后再穿孔旋流絮凝池，隨后進(jìn)入到斜管沉淀池中。從斜管沉淀池出來(lái)后，要進(jìn)入到敞開式無(wú)閥濾池以及清水池，最終才能提供給用戶。這一過(guò)程中，需要按照要求適時(shí)的向原水中加入一定量的凈水劑與消毒劑。

對(duì)于水廠沉淀池而言，主要采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的方式，集水方式使用的是混凝土集水槽加PVC鋸齒堰板，沉淀池自運(yùn)行至今已有18年之久。對(duì)于PVC鋸齒堰板和斜管而言，已經(jīng)出現(xiàn)了嚴(yán)重的老化問(wèn)題，并且其表層存在著破損嚴(yán)重的現(xiàn)象。此外，斜管堵塞不暢，對(duì)于膠體顆粒以及雜質(zhì)沉淀將會(huì)造成一定的影響，進(jìn)而導(dǎo)致沉淀后水濁度增高，加重了濾池負(fù)擔(dān)，從而對(duì)出廠水水質(zhì)構(gòu)成威脅。并且，沉淀池斜管支架腐蝕嚴(yán)重，存在垮塌隱患。

之所以斜管沉淀池能夠得到廣泛的應(yīng)用，主要是由于以下幾點(diǎn)原因：首先，斜管沉淀池進(jìn)行沉淀處理，有著良好的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益，并且投資較少，沉淀工作簡(jiǎn)單、易行。斜管沉淀池所用到的設(shè)備種類不多，并且對(duì)于設(shè)備沒有過(guò)于嚴(yán)格的要求，這就不會(huì)提升改造工作的難度。其次，斜管沉淀池的處理效果好，并且濾池的過(guò)濾周期相對(duì)較長(zhǎng)。相比于傳統(tǒng)的氣浮池而言，沉淀池的這一優(yōu)勢(shì)極為明顯。此外，斜管沉淀池的運(yùn)用比較合理靈活，對(duì)于不同原水水質(zhì)有著較強(qiáng)的適應(yīng)能力。

2 改造內(nèi)容

在進(jìn)行斜管沉淀池的改造設(shè)計(jì)工作時(shí)，要加強(qiáng)沉淀設(shè)備的更新與優(yōu)化，進(jìn)而提升設(shè)備的工作性能和使用效果，確保相關(guān)設(shè)備可以起到良好的泥水分離目的。這樣一來(lái)，將有效提升沉淀的效果。水的濁度可以用來(lái)表征水中所含泥沙的數(shù)量，要想降低水的濁度，就要將水和泥沙分離開，之后再將分離后得到的水進(jìn)一步供給用戶。在這一過(guò)程中，如何提升泥沙的分離效果就成為了改造工作的一個(gè)重點(diǎn)。通過(guò)使用不同種類的設(shè)備，可以使設(shè)備的不同性能得到充分的利用。在進(jìn)行改造工作時(shí)，要確保相關(guān)設(shè)備能夠穩(wěn)定、高效的運(yùn)行。此外，改造工作中還要對(duì)斜管沉淀池的長(zhǎng)和寬比例進(jìn)行分析，對(duì)于管道的直徑的選取和布水區(qū)高度等因素進(jìn)行研究，以此為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行沉淀池改造工作。改造前要制定詳盡的改造計(jì)劃，具體實(shí)施過(guò)程中要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改造。

改造過(guò)程中，通過(guò)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際踏勘，并且結(jié)合水廠的運(yùn)行現(xiàn)狀，明確了要根據(jù)水廠原有的設(shè)計(jì)圖進(jìn)行相應(yīng)的改造工作。同時(shí)，改造工作中還要對(duì)構(gòu)筑物進(jìn)行局部的修繕。總體而言，改造工程的主要內(nèi)容包含以下幾點(diǎn)：①要進(jìn)行原鋼筋混凝土集水槽的拆除，并且要進(jìn)行不銹鋼集水槽的更換；②要進(jìn)行斜管、斜管支架的更換，同時(shí)還要對(duì)構(gòu)筑物四周的欄桿進(jìn)行拆除，并且要更換成不銹鋼欄桿；在進(jìn)行構(gòu)筑物的局部修繕工作時(shí)，對(duì)于構(gòu)筑物進(jìn)行了局部的粉刷工作。其中，具體的改造內(nèi)容如下：

（1）更換老工藝沉淀池斜管以及支架。

（2）更換集水槽，將原來(lái)鋼筋混凝土集水槽更換為不銹鋼集水槽。

（3）對(duì)反應(yīng)池池壁內(nèi)部進(jìn)行平整、粉刷處理。

（4）對(duì)反應(yīng)池及沉淀池斗底進(jìn)行清淤、疏通。

（5）更換原老工藝構(gòu)筑物的防護(hù)欄桿。

（6）對(duì)濾池配水槽頂部加蓋密封。

（7）濾池配水槽末端加裝排水管道。

（8）現(xiàn)場(chǎng)在線儀表間、水路及電路安裝。

3 主要技術(shù)參數(shù)

一方面，改造過(guò)程中對(duì)于斜管、支架的改造按照原設(shè)計(jì)進(jìn)行更換；

另一方面，對(duì)于原來(lái)的鋼筋混凝土集水槽而言，要將其更換為不銹鋼集水槽，在進(jìn)行集水槽孔眼數(shù)量的驗(yàn)算工作時(shí)，具體步驟如下所示：

一組沉淀池流量Q=10000m3/d=10000×1.1/24×3600=0.127m3/s

孔徑25mm

每根集水槽水量q=0.127/10=0.0127m3/s

每孔流量q1=μω

=0.62×0.000491×9.81×0.14

=0.0003673m3/s

每根集水槽孔眼數(shù)=βq/q1

=1.2×0.0127/0.0003673

=41.5個(gè)≈42個(gè)

此外，不銹鋼欄桿的改造圖下：

不銹鋼欄桿的參數(shù)：欄桿高度1.1m，立桿間距：1.2m，橫桿間距0.3m。

材質(zhì)：SS201。

扶手：？準(zhǔn)63，壁厚1.5mm。

立桿：？準(zhǔn)50，壁厚，2.0mm。

橫桿：？準(zhǔn)35，壁厚1.5mm。

4 改造后的運(yùn)行數(shù)據(jù)

改造后的運(yùn)行數(shù)據(jù)如表1～4所示：其中，表1為改造前后運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)比表，表2為反應(yīng)時(shí)間對(duì)比，表3、4為同期濾前水濁度對(duì)比。

這一改造工程于2015年11月底基本完畢，并且在2015年的12月9日工藝全線投入使用。通過(guò)改造之后，沉淀池斜管水力條件得到有效的改善，并且加大了出水量；同時(shí)，對(duì)于反應(yīng)池、沉淀池的水力條件也得到了有效的改善，由于改造工作中更換了原來(lái)老化、堵塞嚴(yán)重的斜管，因而水利條件得到了顯著的改善。此外，改造后的沉淀池斜管對(duì)于水體的阻力明顯減少，進(jìn)而使得反應(yīng)時(shí)間較改造前有了一定程度的縮短，這對(duì)于產(chǎn)量的提升有著重要意義，同時(shí)也有利于排放水處理過(guò)程中產(chǎn)生的相應(yīng)沉積物；改造過(guò)程中，通過(guò)對(duì)濾池配水槽頂部進(jìn)行加蓋密封處理，進(jìn)而減少了外界環(huán)境對(duì)于水處理的影響；通過(guò)安裝不銹鋼欄桿，減少了每年的水廠防腐工作量；通過(guò)在濾池配水槽的末端加裝了相應(yīng)的排水管道，使得維護(hù)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度得到降低。總之，經(jīng)過(guò)此次改造不僅改善工藝運(yùn)行條件，而且使水廠工作環(huán)境更加整潔、美觀。通過(guò)上述明顯的變化可以看出，經(jīng)過(guò)改造后的斜管沉淀池有了良好的使用效果，這表明改造工作已經(jīng)取得了初步的效果。其中，圖1為工程改造前與改造后的情況對(duì)比。

5 結(jié)束語(yǔ)

出廠時(shí)的水濁度將會(huì)對(duì)供水的質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響，采用傳統(tǒng)斜管沉淀池進(jìn)行原水處理，雖然可以實(shí)現(xiàn)泥水的分離，并且可以起到一定的凈水效果，但是已經(jīng)不能滿足目前的供水要求。通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)工藝進(jìn)行改造，進(jìn)而形成改進(jìn)型的斜管沉淀池，并將其用作水泥分離工作，這樣一來(lái)就可以有效提升泥水分離的效率和質(zhì)量，并且可以使同時(shí)沉淀的泥漿得到及時(shí)的排除，這對(duì)于提升水質(zhì)有著重要的意義，因而在進(jìn)行水廠改造工作時(shí)要對(duì)這一問(wèn)題引起重視。

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收稿日期：2018-7-2