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斜管沉淀池改造设计原理及效果
随着水处理工艺的不断进步，新材料的不断开发，和人们环保意识的不断增强，污水和饮用水标准也在不断变化，而饮用水的出厂标准浊度从小于3NTU提高到了1NTU，这就给建于早年的传统水处理工艺水厂带来了巨大的挑战。因此，改造或改建工程势在必行。 沉淀是使泥水分离的过程，起决定作用的是沉淀设备，沉淀设备直接影响出水水质。传统斜管沉淀池由于占地面积小，沉淀效率高，对需要建设厂房保温的北方城市尤其适用.但斜管沉淀池的布水均匀性是决定其能否高效、稳定运行的关键。传统斜管沉淀他存在起端水流分配不均，局部出现短流现象.使絮体的稳定性受到影响，导致前期已经形成的絮体容易重新破碎成细小絮体。同时，传统斜管沉淀池耐冲击负荷不如平流式沉淀池。有研究证明，影响斜管沉淀池布水均匀性的主要参数为:长宽比，表面负荷，管径，布水区高度等。研究结果表明:长宽比和表面负荷影响度更大。随着长宽比的增加，沉淀池布水不均匀性增加，临界沉速逐渐增大，同时.临界沉速基本与表面负荷成正比关系，随着表面负荷的增加，斜管临界沉速与沉淀池平均临界沉速也逐渐加大，*终影响絮体的沉降效果和出水水质。 为使水流能均匀由絮凝池进人斜管沉淀池下部的配水区，通常采用穿孔花墙进行整流。与平流沉淀池相比，为了布水均匀，斜管沉淀池花墙开孔范围较小，往往造成过孔流速比平流沉淀池大，造成前期形成的矾花二次破碎，并且容易冲起配水孔底部沉积的死泥，造成出水浊度升高。有研究表明，如果沉淀池配水区起端水平流速过高，沉淀池出水水质对表面负荷及积泥深度的变化会很敏感，为了保证沉淀效果，配水区的起端水平流速宜控制在0.010-0.018m/s。为了解决上述问题，本次水厂改造中，在絮凝反应池满足了G值的前提下，在反应池出水端增加淹没堰，起到整流布水方式的作用，改造了传统斜管沉淀池的配水花墙，在过渡段末端隔墙上设置上疏下密配水孔，进一步均匀布水，使反应池形成的矾花较为密实且不容易破碎，增强沉淀效果。同时出水堰出水没有立即进人斜管沉淀池，而是先通过平流式整流段(占沉淀池总长的1/3)。增加的平流段增强了斜管沉淀池的抗冲击能力，进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内的上升流速，沉淀效果好，耐冲击负荷强。 为了减小水流在沉淀池末端发生短路水流。出水采用穿孔集水槽自由出流，以保证出水均匀。沉淀池底部设集泥斗，排泥采用大泥斗重力排泥，局部水流扰动少且不容易堵塞，滑泥角度大于小泥斗，滑泥彻底.排泥阀采用手电两用快开式排泥阀，故障率低，设备数量少、易维护、造价低。 通过长期的检测，结果显示:改造后的斜管沉淀工艺出水浊度比传统斜管沉淀池低4NTU以上.出水水质达到了设计预期，大幅降低了滤池过滤负荷，使得出厂水质能够满足新水质标准。有实测资料表明水的浊度与有机物的关系十分密切。在试运行期间，水厂对两组工艺沉淀池出水进行了有机物(TOC)检测，结果显示，改进后的斜管沉淀池对原水中有机物的去除效果优于传统沉淀池。传统斜管沉淀池出水TOC浓度平均值为2.03mg/L,平均去除率为32.6%;改进后斜管沉淀池出水TOC浓度平均值为1.85mg/L，平均去除率为39.67%，比传统斜管沉淀池TOC去除效果提高6.08%。未改造沉淀池出水浊度平均值为2.3NTU，改造后的沉淀池出水水质稳定，出水浊度平均在1.3NTU，降低了滤池负荷，改善了出厂水质，有力的证明了改进后斜管沉淀池具有更高的沉淀效率。
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