浅谈水厂平流沉淀池技术改造与优化运行

　　本文以莱芜市某水厂为例，该水厂的水源来于附近的水库，而水库周围有村庄和农田，其设计水量为2.5万m3/d。现阶段，该水厂在实际运行过程中还存在一些问题，如超负荷运行、原设计能力不强、产水量低，无法满足居民实际需求;水库周边村庄生活污水和农田施肥的污染，引起藻类大量繁殖，堵塞滤池，影响水厂的正常运行，所以急需改造水厂。

　　(二)现状

　　该水厂的构成包括消毒、沉淀池、进水、过滤、反应池等，采用传统地表水处理的工艺，通过分析各处理过程，发现沉淀池有较高的出水浊度，含有残留藻类，流入滤池后堵塞滤料层，缩短滤池工作周期，减少产水量，危害人体健康。而要想获得良好的处理效果，必须要从原水水质特点出发，降低过滤前水中的藻浓度，提高沉淀池出水的水量及水质[1]。水厂原沉淀池采用平流式，共设有2座原平流沉淀池，单池处理水量为1.25万m3/d，单池尺寸H×B×L=3.2m×4.45m×78m，两池并联运行。针对沉淀池进水，主要是在池子一段的二次配水槽，沉淀后经过后端的指形出水槽，并在末端排水渠汇集;采用行车式吸泥机的方式进行排泥;原沉淀池的产水量较低，水力负荷为1.5m3/(m2•h)。水厂通过增加混凝剂的方式，增大了絮体量，但不能完全沉淀絮体，无法达到显著的沉淀效果，究其原因就是絮体中掺有藻类，减少密度，不易沉淀，所以要积极改造平流沉淀池，将其改造为气浮斜管复合池。

　　二、斜管与气浮沉淀技术

　　当前使用的除藻技术主要包括生物除藻(病毒控制、藻类病原菌、酶处理等)、化学除藻(二氧化氯、助凝剂等)、工程除藻(电场、机械打捞、气浮等)等，其中气浮处理含藻水技术获得广泛的应用，能克服絮体不易沉淀、藻类密度小等难点，去除相应的溶解性有机物，向水中曝气充氧，适用于受污染的水原水处理[2]。虽然气浮法有着显著的除藻效果，但也有不足之处，如气浮池周边环境差、释放器易堵塞、运行费用高、难处理收集的藻渣等。

　　沉淀法包括斜管沉淀、斜板沉淀、普通沉淀，其中斜管沉淀具有较大的水力负荷和较高的效率，上向流斜管沉淀池的负荷多保持为5.0~9.0m3/(m2•h)的范围，具有运行和投资费用低、占地面积小、停留时间段等优势，适用于老水厂的改造工程。如果改造平流沉淀池的一部分，使其变为斜管，有利于提高水产沉淀池的产水量、沉淀效率。

　　沉淀池改为斜管沉淀和气浮复合池，即将前半部分和后半部分分别设置为气浮池和斜管沉淀池。通常在无藻类繁殖、温度低的情况下，絮体较重，可以利用沉淀池加以去除，所以能单独运行斜管沉淀池;絮凝池出水能直接流入气浮池，停用气浮池且开启刮渣吸泥机，将气浮池作为普通沉淀池，以减轻斜管沉淀池的负荷[3]。春、夏季的温度较高，藻类繁殖旺盛，原水藻具有较高的浓度，加上絮体带有嗅味且不易沉淀，斜管沉淀出和气浮池要同时运行，从而增加水力负荷，去除不易沉淀的藻类，提高处理水量和出水水质。

　　三、平流沉淀池升级及效果分析

　　(一)设计斜管沉淀池

　　第一，排泥区。在斜管沉淀池中，排泥量会随表面负荷的增大而不断增加，而原先的吸泥机与排泥要求不相符，这就需要改用穿孔排泥，促进排泥量的增加。将新建V型排泥槽建在原沉淀池的池底，边倾角为45°，长度为4.45m;将穿孔排泥管铺设在V型排泥槽中，管的孔径和管径分别为20mm和100mm，平均孔眼间距为300mm。

　　第二，配水区。将隔墙设置在斜管与气浮池中间，这样处理水能经过气浮池的底部，然后直接进入斜管沉淀池。由于该段配水区有较长的长度，实施一般的穿孔墙往往不能均匀配水，所以改用穿孔管配水的方式，沿沉淀池长度方向进行布置[4]。同时选用变间距的方式减少孔口间距，使其等同于单位长度上的出水流量，进一步降低造价。该水厂沉淀池的深度不够，加上原有尺寸和结构的限制，配水区设计高度低于1m，但实施穿孔管配水，能基本实现配水均匀性的目的。

　　第三，斜管区。斜管区选用蜂窝状的斜管，长度为1m，内切圆直径为25mm，安装倾角为60°;将钢筋网铺设在斜管底部，利用10#槽钢作为支撑;钢筋网的连接为焊接方式，槽钢间距与钢筋间距分别为2.7m和0.5m。

　　(二)设计气浮池

　　气浮池包括排泥、接触室、溶气释放系统、溶气系统等，在保留原沉淀池排泥方式的基础上，适当改造气浮池，具体表现为：①排泥方式。气浮设备经过改造，经常会以进水的水质为依据加以停用，或者是当作普通的沉淀池。改造原排泥设备，使其变为刮渣吸泥机，即将两刮渣板增加在原吸泥机的水面部分，以此刮去藻渣。在吸泥机运行过程中会吸入池底的沉淀，可利用排泥槽予以排走，并且挡板能刮走漂浮于水面的藻渣，使其汇入排泥槽。

　　②溶气释放系统。在气浮池前端接触室内均匀布置两排溶气释放器，接触室的宽度和长度分别为2m和4.45m;为满足产水量要求，接触室的上升流速为30mm/s，而这明显超过规定的设计标准，主要原因就是原平流沉淀池的长宽比过大，停留时间打110s。

　　③溶气系统。将原沉淀池的前部分改造为气浮池，选择2套GAF型的溶气系统，使其包括空压机、压力溶气罐、机架、回流水泵等，其中空压机的气量达0.4m3/min，最大压力为0.7MPa;压力溶气罐采用具有较强抗腐蚀性的瓷质拉西环填料，承受的溶气压力为0.4MPa。

　　(三)改造效果

　　该水厂经过改造后能取得良好的运行效果，出水嗅味、浊度、中色度等与国家饮用水标准相符，出水的水质稳定且产量水有所提高;同时滤波工作周期有所增大，排泥量相对通畅，降低人员的劳动强度，延长排泥周期[5]。结合运行效果，该技术具有如下优势：延长滤池反冲洗周期，有效解决滤池堵塞问题;改造沉淀池，使其变为复合池，进而减少藻类絮体，改善滤前水质;改造后产水量有所提高，增大水力负荷，满足供水水量的实际要求。相较于常规的斜管沉淀池，复合池能高效利用气浮的功能，在充氧前提下去除一些溶解性有机物、浊度、色度等;或者是以原水的水质特点为依据，灵活组合运行斜管沉淀池和气浮池，操作简便。

　　结束语

　　通过改造平流沉淀池，使其升级为气浮斜管复合池，能够突破微污染地表水和含藻类处理的技术难题，提高处理规模，有效解决滤池工作周期短、给水中原水藻类超标等问题。本设计采用可靠的设计与技术参数，设计简单易行，运行效果好，具有较强的推广应用价值。

　　参考文献：

　　[1]刘建胜，宋桃莉，伊学农.平流沉淀池升级改造技术与应用[J].水资源与水工程学报，2013，24(01)：189-191.

　　[2]王学福，齐敦哲，朱寅春，闫东晗.双层平流沉淀池的设计与应用[J].净水技术，2013，32(01)：83-86.

　　[3]王文鑫，刘焕芳，孙志华.新型双层平流沉淀池沉淀性能试验研究[J].中国农村水利水电，2017(02)：140-144+149.

　　[4]刘国祥，李丰庆.网格絮凝—平流沉淀池与清水池叠合工艺设计总结[J].给水排水，2017，53(S1)：39-40.

　　[5]朱勇.平流沉淀池水质提升改造与探讨[J].供水技术，2017，11(05)：40-41.