李繼震　 　　　　　　李寶仲

(哈爾濱市自來(lái)水公司) (中國(guó)市政工程?hào)|北設(shè)計(jì)院)

　　摘　要：側(cè)向流翼片斜板沉淀池的結(jié)構(gòu)對(duì)除濁效果有明顯的影響，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)給以充分的注意。本文就翼片的結(jié)構(gòu)、翼片斜板的層數(shù)、層與層間的銜接方式、底部阻水板與側(cè)面阻水板的布置、集水方式與布水方式等結(jié)構(gòu)問(wèn)題及其對(duì)除濁效果的影響進(jìn)行了論述。
　　我國(guó)對(duì)側(cè)向流翼片斜板沉淀池的研究起步不久，主要集中在不同規(guī)格和格數(shù)的翼片斜板除濁效果方面。翼片的結(jié)構(gòu)、翼片的層數(shù)、層與層間的銜接方式、底部阻水板和側(cè)面阻水板的布置、集水方式與布水方式等結(jié)構(gòu)問(wèn)題及其對(duì)除濁效果的影響，未見(jiàn)有人提及。本文擬結(jié)合工程實(shí)踐對(duì)其進(jìn)行討論。

1.　翼片結(jié)構(gòu)對(duì)除濁效果的影響

　　在斜板垂直距離相同的條件下，翼片的結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)除濁效果具有明顯的影響。對(duì)此，有人做了如下研究。圖1表示翼片斜板各部位尺寸符號(hào)，各種規(guī)格翼片的具體尺寸見(jiàn)表1。

不同型式翼片尺寸表　 表1

型式

D(mm)

S(mm)

ε(mm)

H(mm)

h/D

1/3R型

1/2R型

2/3R型

U型

30

30

30

30

30

30

30

—

20

15

10

—

10

15

20

—

1/3

1/2

2/3

—

　　注：表中U型為無(wú)翼片普通斜板。
　　在相同斜板垂直距離D，系統(tǒng)處理水量和斷面平均流速條件下，進(jìn)行了除濁實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。
　　從表2可明顯看出，隨著翼片高度h增加、隙部尺寸減小，即使原水濁度增大，其出水濁度仍不斷降低，除濁效率不斷提高。當(dāng)翼片高度h為斜板間垂直距離D的2/3時(shí)，即2/3R型，除濁效率最高。設(shè)計(jì)翼片斜板沉淀池時(shí)，最好選用h/D=2/3。
　　另外，筆者認(rèn)為，翼片間距S與翼片高度h相等最好。這樣有利于在兩翼片與底板三面圍繞的范圍內(nèi)形成近似圓形的環(huán)流，有利于固體顆粒的離心運(yùn)動(dòng)、觸壁沉淀。

不同型式翼片斜板除濁數(shù)據(jù)表　 表2

組別

型式

斷面平均流速（mm/s）

隙部ε（mm）

隙部流速（mm/s）

原水濁度（度）

出水濁度（度）

1

U
1/3R
1/2R
12/3R

4.83
4.83
4.83
4.83

－
20
15
10

4.83
7.25
9.66
14.49

15.4
16.6
24.3
30.7

6.33
5.12
5.18
4.16

2

U
1/3R
1/2R
12/3R

7.33
7.33
7.33
7.33

－
20
15
10

7.33
11.00
14.66
21.99

44.5
53.1
56.0
59.8

19.2
15.1
10.9
10.3

3

U
1/3R
1/2R
12/3R

9.83
9.83
9.83
9.83

－
20
15
10

9.83
14.75
19.66
29.49

51.5
58.3
63.2
61.3

41.9
27.7
27.7
23.3

2.翼片斜板深度對(duì)除濁效果的影響

　　為了增加處理水量，相應(yīng)地增加沉淀池的橫斷面積，側(cè)向流翼片斜板沉淀池多采用數(shù)層翼片斜板。值得注意的是，斜板的深度對(duì)除濁效果有明顯的影響。哈爾濱市三水廠300，000m³/d側(cè)向流翼片斜板沉淀池共有六個(gè)沉淀池，每池處理水量50，000m³/d,采用四層翼片斜板，總深度3.6m。生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)中，在側(cè)向流翼片斜板出水側(cè)的不同深度測(cè)定了出水濁度，見(jiàn)圖2。

　　從圖2可以看出，越是深層水位其出水濁度越高，而且濁度增加的幅度也越大。在中試研究中，對(duì)單層側(cè)向流翼片斜板不同深度出水濁度進(jìn)行了測(cè)定，也得出了同樣結(jié)果。
　　筆者建議，側(cè)向流翼片斜板的總高度不要超過(guò)3m。

3． 數(shù)與層間銜接方式對(duì)除濁效果影響

　　各層斜板之間的銜接方式和斜板層數(shù)對(duì)除濁效果也具有影響，該水廠層間銜接方式見(jiàn)圖3（a）。

　　從圖3（a）中可以看出，上層斜板滑下的沉淀物正好落入下層翼片斜板的主流區(qū)，在下層翼片斜板中重新進(jìn)行沉淀，對(duì)下層翼片斜板出水水質(zhì)要產(chǎn)生一定影響。尤其是沉淀區(qū)的后部，承受上層落下的沉淀物后，沒(méi)有足夠的沉淀時(shí)間和沉淀距離，對(duì)出水濁度的影響更為明顯。因下層斜板承受上層落入的沉淀物數(shù)量較多，所以出水濁度較高。
　　為了減少上述因素對(duì)水質(zhì)的影響，建議采用下面幾方面措施： ① 改變層間銜接方式，如圖3（b）,上層翼片斜板滑下的沉淀物直接落入下層斜板的翼片區(qū)內(nèi)，落在下層斜板上，減少沉淀物再污染現(xiàn)象。 ② 控制翼片斜板的層數(shù)，最好不要超過(guò)3層，以便減少沉淀物在層間下滑時(shí)再污染的次數(shù)。 ③ 減少翼片斜板層數(shù)的同時(shí)，可加大單層斜板的高度，以保證沉淀池的過(guò)水橫斷面積。

4．阻水板

　　為防止原水從翼片斜板區(qū)的底部和側(cè)面穿透而形成股流，應(yīng)設(shè)立阻水板。
　　 該水廠側(cè)向流翼片斜板沉淀池底部構(gòu)造如圖4(a)。

　　在側(cè)向流翼片斜板區(qū)的底部與沉泥區(qū)隔墻之間有空隙，沒(méi)有阻水板，而斜板區(qū)有大量的翼片，水力阻抗大，所以在斜板區(qū)底部出現(xiàn)流速很大的股流，斜板上滑落下來(lái)的沉淀物在落到沉泥區(qū)底部的途中，被重新污染。
　　生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：低溫低濁期，原水濁度為13～16度，在圖4（a）中G點(diǎn)處，于不同時(shí)間取了多次水樣，濁度最低的為31度，最高的成為泥水，充分體現(xiàn)出二次污染的嚴(yán)重程度。
　　為了解決上述問(wèn)題，在側(cè)向流翼片斜板的底部增設(shè)了阻水板，見(jiàn)圖4（b）。改造后，解決了底部股流穿透問(wèn)題。
　　該水廠沉淀池采用刮泥機(jī)排泥，池壁附近設(shè)有帶動(dòng)刮泥機(jī)工作的鋼絲繩，所以，翼片斜板區(qū)與池壁之間存在20cm的間隙，為防止原水穿透，在前后端設(shè)有阻水板，見(jiàn)圖5（a）。

　　這種阻水板的阻水效果很不好，原水通過(guò)后端翼片斜板區(qū)進(jìn)入池壁附近的間隙區(qū)，再通過(guò)后端翼片斜板區(qū)進(jìn)入后過(guò)渡段。在圖5（a）中的m點(diǎn)附近，觀察到流速很大的股流，經(jīng)測(cè)定，原水濁度為13度，在m點(diǎn)取樣測(cè)得濁度為19度，說(shuō)明原水在穿透過(guò)程中把沉淀物攜帶出來(lái)，使沉淀后的水受到二次污染。為此，我們采用如圖5（b）的阻水方式，獲得較好的效果。

　　某水廠翼片斜板沉淀池如圖6的側(cè)面阻水板，其效果良好。

5．集水方式與布水方式

　　側(cè)向流翼片斜板沉淀池，水流是水平流動(dòng)的，所以，原水從反應(yīng)池進(jìn)入沉淀池的布水方式和沉淀池出水的集水方式均應(yīng)適應(yīng)這種要求。
5．1　 布水方式
　　該水廠側(cè)向流翼片斜板沉淀池的布水方式如圖7。

　　其布水很不均勻。反應(yīng)池出水孔口流速100mm/s，沉淀池橫斷面平均流速8mm/s,反應(yīng)池出水在前穩(wěn)流段整個(gè)區(qū)域內(nèi)形成股流和回流，使前過(guò)度段完全失去穩(wěn)流作用。水流通過(guò)薄壁穿孔時(shí)，孔眼流速分布也是很不均勻的，正對(duì)著反應(yīng)池出水口部位，穿孔水流流速高，而且易于打碎絮狀物。
　　采用花墻和豎向縫隙布水墻等平流式沉淀池的布水方式是比較理想的，通過(guò)前過(guò)渡段時(shí)在沉淀池橫斷面上流速分布均勻，而且不需要穿孔板進(jìn)行二次布水。
5.2　集水方式
　　如前所述，側(cè)向流翼片斜板在不同深度的除濁效果是不同的，上部出水濁度低，下部出水濁度高，所以，在設(shè)計(jì)側(cè)向流翼片斜板沉淀池時(shí)，應(yīng)選擇上部和中上部集水方式。
　　從上述可以看出，側(cè)向流翼片斜板沉淀池的結(jié)構(gòu)對(duì)除濁效果具有明顯影響，在設(shè)計(jì)時(shí)，必須使其結(jié)構(gòu)適應(yīng)提高除濁效果的要求。