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斜管沉淀池改造設計原理及效果
隨著水處理工藝的不斷進步，新材料的不斷開發，和人們環保意識的不斷增強，污水和飲用水標準也在不斷變化，而飲用水的出廠標準濁度從小于3NTU提高到了1NTU，這就給建于早年的傳統水處理工藝水廠帶來了巨大的挑戰。因此，改造或改建工程勢在必行。 沉淀是使泥水分離的過程，起決定作用的是沉淀設備，沉淀設備直接影響出水水質。傳統斜管沉淀池由于占地面積小，沉淀效率高，對需要建設廠房保溫的北方城市尤其適用.但斜管沉淀池的布水均勻性是決定其能否高效、穩定運行的關鍵。傳統斜管沉淀他存在起端水流分配不均，局部出現短流現象.使絮體的穩定性受到影響，導致前期已經形成的絮體容易重新破碎成細小絮體。同時，傳統斜管沉淀池耐沖擊負荷不如平流式沉淀池。有研究證明，影響斜管沉淀池布水均勻性的主要參數為:長寬比，表面負荷，管徑，布水區高度等。研究結果表明:長寬比和表面負荷影響度更大。隨著長寬比的增加，沉淀池布水不均勻性增加，臨界沉速逐漸增大，同時.臨界沉速基本與表面負荷成正比關系，隨著表面負荷的增加，斜管臨界沉速與沉淀池平均臨界沉速也逐漸加大，*終影響絮體的沉降效果和出水水質。 為使水流能均勻由絮凝池進人斜管沉淀池下部的配水區，通常采用穿孔花墻進行整流。與平流沉淀池相比，為了布水均勻，斜管沉淀池花墻開孔范圍較小，往往造成過孔流速比平流沉淀池大，造成前期形成的礬花二次破碎，并且容易沖起配水孔底部沉積的死泥，造成出水濁度升高。有研究表明，如果沉淀池配水區起端水平流速過高，沉淀池出水水質對表面負荷及積泥深度的變化會很敏感，為了保證沉淀效果，配水區的起端水平流速宜控制在0.010-0.018m/s。為了解決上述問題，本次水廠改造中，在絮凝反應池滿足了G值的前提下，在反應池出水端增加淹沒堰，起到整流布水方式的作用，改造了傳統斜管沉淀池的配水花墻，在過渡段末端隔墻上設置上疏下密配水孔，進一步均勻布水，使反應池形成的礬花較為密實且不容易破碎，增強沉淀效果。同時出水堰出水沒有立即進人斜管沉淀池，而是先通過平流式整流段(占沉淀池總長的1/3)。增加的平流段增強了斜管沉淀池的抗沖擊能力，進一步降低了水平流速，既能起到整流作用，又能降低斜管沉淀池內的上升流速，沉淀效果好，耐沖擊負荷強。 為了減小水流在沉淀池末端發生短路水流。出水采用穿孔集水槽自由出流，以保證出水均勻。沉淀池底部設集泥斗，排泥采用大泥斗重力排泥，局部水流擾動少且不容易堵塞，滑泥角度大于小泥斗，滑泥徹底.排泥閥采用手電兩用快開式排泥閥，故障率低，設備數量少、易維護、造價低。 通過長期的檢測，結果顯示:改造后的斜管沉淀工藝出水濁度比傳統斜管沉淀池低4NTU以上.出水水質達到了設計預期，大幅降低了濾池過濾負荷，使得出廠水質能夠滿足新水質標準。有實測資料表明水的濁度與有機物的關系十分密切。在試運行期間，水廠對兩組工藝沉淀池出水進行了有機物(TOC)檢測，結果顯示，改進后的斜管沉淀池對原水中有機物的去除效果優于傳統沉淀池。傳統斜管沉淀池出水TOC濃度平均值為2.03mg/L,平均去除率為32.6%;改進后斜管沉淀池出水TOC濃度平均值為1.85mg/L，平均去除率為39.67%，比傳統斜管沉淀池TOC去除效果提高6.08%。未改造沉淀池出水濁度平均值為2.3NTU，改造后的沉淀池出水水質穩定，出水濁度平均在1.3NTU，降低了濾池負荷，改善了出廠水質，有力的證明了改進后斜管沉淀池具有更高的沉淀效率。
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