2.2 排泥管特點
國內(nèi)給水廠及污水深度處理廠沉淀池排泥一般有多斗重力排泥、穿孔管排泥和機械排泥三種形式及其組合形式。任何一種排泥形式的最終出泥都采用排泥管排出,常規(guī)排泥管起始段都是水平布置,因此水平穿孔管孔眼易堵塞、間歇排泥時排泥管端口易堵死。
針對現(xiàn)有水平排泥管易堵塞的問題,中國市政工程西北設(shè)計研究院有限公司設(shè)計出一種結(jié)構(gòu)簡單、排泥管不易堵塞、排泥流暢的上向流排泥管沉淀池技術(shù)(專利號:ZL201110188269. 3),可有效增強沉淀池的排泥效果,改善沉淀池的出水水質(zhì)。與復(fù)合沉淀池配套使用,主要在以下兩方面解決了排泥不暢的難題:
①排泥豎管進泥端口設(shè)喇叭口。便于沉淀池泥流依靠虹吸從排泥管入口向上流入排泥管,且進泥口不會堵塞。
②排泥管起始段是豎直管,豎直管垂直安裝于排泥斗,便于排泥。排泥斗的泥流依靠虹吸從入口向上流入排泥管(見圖5),間歇排泥時排泥管入口的泥流在重力作用下流回排泥斗,排泥通暢,克服了水平排泥管管口易堵塞的缺點,徹底解決了沉淀池排泥管入口易堵塞、排泥不暢的問題。
2.3 技術(shù)特點
①結(jié)構(gòu)簡單,實施方便,出水水質(zhì)更優(yōu)
復(fù)合沉淀池不額外增加斜管、斜板、過濾介質(zhì)以及其他機械設(shè)備等,只是對現(xiàn)有的兩個成熟池型進行優(yōu)化組合,結(jié)構(gòu)簡單,容易實施。優(yōu)化組合后增強了沉淀效果,減輕了后續(xù)構(gòu)筑物濾池的負荷壓力,因此提升了出水產(chǎn)品品質(zhì)。
②適用性強,抗沖擊負荷能力加強,效果穩(wěn)定
復(fù)合沉淀池結(jié)合了斜管沉淀池適用冬季低溫低濁水、平流沉淀池可處理夏季高濁水的特點,可以適應(yīng)北方和南方的不同水質(zhì),對各種原水水質(zhì)適用范圍更廣,抗沖擊負荷能力更強,出水濁度長期小于0.3NTU。
③改善排泥性能,提高沉淀效率
大量的礬花與泥渣在前端平流段沉淀,從而減輕了斜管沉淀池的泥量負荷,使位于復(fù)合沉淀池后部的斜管沉淀池前端不再積泥,前端斜管不易損壞;池底裝有刮泥小車等機械排泥設(shè)備,實現(xiàn)了對復(fù)合沉淀池的機械排泥,徹底解決了沉淀池排泥不暢的問題,減輕了后續(xù)構(gòu)筑物濾池的負荷壓力,獲得了更潔凈的處理水。
④降低運行成本
前端斜管不易損壞,延長了斜管沉淀池的使用壽命,降低了斜管更換率;泥渣沉淀效率高,排泥通暢,減少了排泥次數(shù)、反沖洗次數(shù),相應(yīng)節(jié)約了水廠自用水量;排泥廢水含水率降低,廢水量減少,同時降低了廢水提升費。
⑤節(jié)省占地及投資
復(fù)合沉淀池節(jié)省了占地面積,寒冷地區(qū)相應(yīng)也減少了外圍護面積,節(jié)約了投資。
⑥實施效果穩(wěn)定
目前應(yīng)用的幾個大型給水廠都已經(jīng)穩(wěn)定運行多年,有北方的也有南方的,經(jīng)歷了冬季原水低溫低濁、夏季洪水高濁的考驗,沉淀池運行良好,排泥通暢,水廠出水濁度長期達到0.3NTU以下,運行效果穩(wěn)定,證明了此專利技術(shù)應(yīng)用于實際工程是成功的,為我國南北方城市新建水廠的沉淀池設(shè)計提供了寶貴經(jīng)驗。
3 復(fù)合沉淀池技術(shù)應(yīng)用
目前,復(fù)合沉淀池技術(shù)在給水處理工程中已有大量成功的工程案例,由于復(fù)合沉淀池處理效果優(yōu)異,相關(guān)應(yīng)用項目也獲得了國家級、省部級的多個優(yōu)秀勘察設(shè)計獎項。復(fù)合沉淀池部分應(yīng)用項目見表1。
3.1 經(jīng)濟效益分析
近幾年15個采用復(fù)合沉淀池的典型項目,總產(chǎn)水量為327×104m3/d,年產(chǎn)水量為11.94×108m3。總結(jié)分析這些項目,發(fā)現(xiàn)復(fù)合沉淀池帶來的運行成本縮減主要體現(xiàn)在排泥水量減少,反沖洗次數(shù)減少,相應(yīng)減少自用水量1%,按照原水費0.2元/m3估算;降低斜管更換率1%/a,斜管造價700元/m2;排泥廢水按規(guī)模的1%計,排泥含水率降低,廢水量減少30%;提升水泵揚程按15m計算,電費按0.5元/(kW?h)估算,各水廠年運行累計節(jié)約費用:節(jié)省原水費約238.8萬元,減少斜管更換費約445.76萬元,減少原水提升費用約14.89萬元。
3.2 工程應(yīng)用
3.2.1 烏魯木齊市南郊凈水廠工程
南郊水廠一期供水規(guī)模20×104m3/d,二期供水規(guī)模40×104m3/d。南郊凈水廠水源由烏拉泊水庫供水,烏拉泊水庫水冬季為低溫低濁,夏季洪水季節(jié)可能產(chǎn)生高濁現(xiàn)象,采用機械混合+折板絮凝+復(fù)合沉淀池+V型濾池工藝。在此工程應(yīng)用中,復(fù)合沉淀池對高濁水處理表現(xiàn)出極強的短時適應(yīng)性,可以承受SS為3000mg/L的高濁度短時間沖擊。
復(fù)合沉淀池(見圖6)單座尺寸為43.20m×29.30m×5.00m,平流段分4格,單格寬7.08m。正常負荷下平流段水平流速14.30mm/s,沉淀時間15.20min。后沉淀采用上向流斜管沉淀池,每座設(shè)置斜管沉淀池2組,單組長30m,寬14.45m,設(shè)計上升流速1.43mm/s。長期運行效果表明,復(fù)合沉淀池耐沖擊負荷能力強,對流量波動不敏感。投產(chǎn)后凈水廠全年出水效果穩(wěn)定,出水濁度<0.5NTU。
3.2.2 蘭州市水源地建設(shè)工程
蘭州市水源地建設(shè)工程是涵蓋給水處理系統(tǒng)中取、輸、凈、配水全流程的大型工程,水源來自黃河上游的劉家峽水庫。
彭家坪凈水廠供水規(guī)模100×104m3/d,是蘭州市供水歷史上投資最大、投入集中建設(shè)工期最短、技術(shù)含量最高的超大型凈水廠。王海梅等根據(jù)原水具有冬季低溫低濁、夏季短時高濁度的特點,采用機械混合+折板絮凝+復(fù)合沉淀池+氣水反沖洗濾池,再經(jīng)UV+次氯酸鈉消毒后供給用戶,并將以上構(gòu)筑物綜合設(shè)計在兩座水處理設(shè)施間。
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