陸少鳴¹，楊立¹，聞?wù)汲?sup>2
( 1.華南理工大學(xué)造紙與環(huán)境工程學(xué)院,廣東廣州510640 ；2.鄭州大學(xué)綜合設(shè)計(jì)研究院,河南鄭州450002)

　　摘　要：針對(duì)出水不對(duì)稱條件下配水井的布置方式、污泥回流集泥方式對(duì)二沉池均衡排泥的影響、周進(jìn)周出二沉池布水形式的選擇等城市污水處理廠常見(jiàn)的配水問(wèn)題，結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行了分析和比較，并提出了改進(jìn)建議和措施。
　　關(guān)鍵詞：城市污水處理廠；配水；二沉池
　　中圖分類號(hào)：X505
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C
　　文章編號(hào)：1000-4602(2002)10-0061-03

　　目前在城市污水處理廠的幾個(gè)重要配水環(huán)節(jié)仍然存在一些有待改進(jìn)之處。一些常見(jiàn)的配水方法應(yīng)用于較大規(guī)模的污水處理廠時(shí)，由于配水情況不易觀察和控制，往往達(dá)不到對(duì)配水的均勻性要求，造成操作管理困難，也影響了運(yùn)行效果。

1　配水井的形式

　　因維護(hù)管理的需要,城市污水處理廠的主要處理單元一般不少于兩組,各組處理單元之間通常用配水井來(lái)實(shí)現(xiàn)均勻配水。配水井從進(jìn)水至各個(gè)配水單元需要保持相似的水力條件，故往往呈幾何對(duì)稱性布置，以此消除由進(jìn)水的沖擊和波動(dòng)造成的干擾，而工程上常采用溢流式配水井進(jìn)行重力配水。
　　圖1為某城市污水處理廠采用的溢流式配水井布置圖。

　　污水從進(jìn)水管進(jìn)入內(nèi)井后，水流方向也由水平轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛏狭?，?jīng)內(nèi)井頂部的溢流堰向外井均勻溢流，并在外井形成平穩(wěn)水面。外井設(shè)有兩根出水管，分別向兩座氧化溝配水。出水管前安裝的閘門起控制出水的作用，必要時(shí)將閘門關(guān)閉即可停止向該氧化溝配水。
　　該廠在配水井的兩根出水管上還分別安裝了電磁流量計(jì)，目的是在配水不均衡的情況下，通過(guò)調(diào)節(jié)出水閘門的開(kāi)啟度加以調(diào)整。實(shí)際運(yùn)行中兩座氧化溝的配水量有時(shí)明顯不相等，通過(guò)調(diào)節(jié)出水閘門也只能獲得暫時(shí)的均衡。由于進(jìn)水流量不斷變化，兩溝配水量的比例關(guān)系也隨之變化，故難以采用手動(dòng)調(diào)節(jié)方式保持配水的均勻穩(wěn)定性。
　　出現(xiàn)這種情況的原因在于向兩溝配水的水力條件存在差異。雖然在工藝設(shè)計(jì)中將兩溝相對(duì)于配水井進(jìn)行了幾何對(duì)稱布置，但由于施工和運(yùn)行方面的原因，配水井出水進(jìn)入兩座氧化溝的水力條件(諸如氧化溝的水位、流速及流態(tài)、出水管的入溝角度和標(biāo)高等)并非能夠保持完全一致。溢流式配水井能夠維持外井內(nèi)的水位基本平穩(wěn)，如果到兩溝的水位差和水頭損失存在明顯差別，只要進(jìn)水總流量不變，仍然可以通過(guò)調(diào)節(jié)出水閘門使兩溝配水量相等，但當(dāng)進(jìn)水總流量發(fā)生改變時(shí)，兩部分配水流量的原有比例關(guān)系就會(huì)遭到破壞。
　　解決上述問(wèn)題有兩種方案：一是在兩電磁流量計(jì)與電動(dòng)閘門之間增設(shè)自動(dòng)控制裝置以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)均衡配水。該方案的不足之處是增加了投資，并使問(wèn)題復(fù)雜化；二是將配水井的外井沿對(duì)稱軸分隔成兩個(gè)互不連通的配水室，分別向兩溝配水(如圖2所示)。只要內(nèi)井的直徑和進(jìn)水口淹沒(méi)深度都足夠大，能夠消除進(jìn)水沖擊造成的波動(dòng)，其頂部溢流堰的出水就具有沿周均勻性。因此，分隔成兩個(gè)配水室后各室的水位未必一致，但各室的進(jìn)水量必然相等。方案二既能有效地解決出水不對(duì)稱條件下的均勻配水問(wèn)題，又簡(jiǎn)單實(shí)用，較方案一投資減少，運(yùn)行更為可靠。

2　二沉池均衡排泥的實(shí)現(xiàn)

　　在設(shè)計(jì)城市污水處理廠時(shí)，為了布置緊湊和便于操作管理，往往將兩座或幾座二沉池合用一座回流污泥泵房。這種布置形式的缺點(diǎn)是容易導(dǎo)致二沉池之間排泥量不平衡(有的二沉池排泥過(guò)少，造成污泥在池內(nèi)過(guò)度積累，影響了沉淀效果，甚至?xí)蛭鄼C(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩過(guò)大而造成停機(jī)；有的二沉池則排泥過(guò)多，污泥含水率升高，影響了污泥回流效率)。
　　某城市污水處理廠采用了兩座二沉池共用一座回流污泥泵房的布置方式，二沉池沉淀的活性污泥經(jīng)吸泥機(jī)和排泥管進(jìn)入回流污泥泵房的集泥間。在排泥管上未安裝計(jì)量設(shè)施，而僅在進(jìn)入集泥間的末端處安裝有套管閥，用于調(diào)節(jié)該二沉池的回流污泥量。泵房?jī)?nèi)共設(shè)三臺(tái)軸流式回流污泥泵(二用一備)，各污泥泵直接從集泥間吸泥，其出泥管匯合成總管后接入配泥井，并向兩座曝氣池配泥。該系統(tǒng)運(yùn)行中存在的主要問(wèn)題是：由于套管閥的出流量大小不易觀察，往往到了某二沉池已出現(xiàn)積泥過(guò)多的征兆時(shí)方知需要進(jìn)行調(diào)整，這必然會(huì)影響處理效果，而且也不便于管理。
　　改進(jìn)上述工藝布置的一個(gè)簡(jiǎn)單措施是在集泥間設(shè)置隔墻，在隔墻底部安裝連通閘門，隔墻兩邊則分別布置1～2臺(tái)污泥泵。大多數(shù)情況下隔墻底部的連通閘門關(guān)閉，兩座二沉池分別由隔墻兩邊的污泥泵進(jìn)行污泥回流。因?yàn)槊颗_(tái)同型號(hào)污泥泵的流量大致相同，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行調(diào)整是可以維持兩座二沉池之間的污泥量平衡的，僅當(dāng)需要使用備用泵時(shí)才將連通閘門開(kāi)啟，暫時(shí)進(jìn)行共同回流。一般情況下，維修污泥泵耗時(shí)較短，修好后仍恢復(fù)到分隔回流的運(yùn)行狀態(tài)，故產(chǎn)生的影響也很小，不需要加以調(diào)整。當(dāng)然，上述改進(jìn)方法僅適合兩座二沉池共用一座回流污泥泵房的情況。幾座二沉池合用一座回流污泥泵房的布置并不多見(jiàn)，也可作出類似的改進(jìn)。

3　單向、雙向布水的利弊

　　我國(guó)于20世紀(jì)90年代初開(kāi)始引進(jìn)周進(jìn)、周出二沉池技術(shù)，直到90年代末投入使用的該類二沉池均屬單向布水，其直徑＜40m。隨著城市污水處理廠建設(shè)規(guī)模的增大，近兩年已見(jiàn)直徑達(dá)50m的該類二沉池投入運(yùn)行，并且有單向布水和雙向布水兩種形式的工程實(shí)例。
　　周進(jìn)、周出二沉池單向布水的優(yōu)點(diǎn)是能借助吸泥機(jī)同向旋轉(zhuǎn)的條件，在吸泥機(jī)上安裝配水槽的浮渣刮板以便及時(shí)清理浮渣，但是單向布水需要環(huán)池一周，當(dāng)池徑較大時(shí)則布水流程過(guò)長(zhǎng)的缺點(diǎn)就越加明顯，主要表現(xiàn)為三點(diǎn)：①變截面配水槽內(nèi)的水位差隨著流程加長(zhǎng)而增大，首尾布水孔之間的單孔布水量之差也越大，即使可以通過(guò)改變孔距來(lái)維持線流量不變，但對(duì)布水的均勻性還是有不利的影響；②等截面配水槽內(nèi)環(huán)槽流速過(guò)低的區(qū)段越長(zhǎng)則造成污泥在槽內(nèi)沉淀的現(xiàn)象就越嚴(yán)重，不利于末端布水；③為了減小配水槽內(nèi)的水面比降，配水槽的設(shè)計(jì)環(huán)槽流速通常會(huì)參考最小自凈流速選取，因此配水槽的斷面面積與環(huán)槽流量大致成正比。由于單向布水的環(huán)槽流量大，故單向布水槽所需的斷面面積也較大，工程投資相應(yīng)會(huì)增加。
　　周進(jìn)、周出二沉池如果采用雙向布水，其環(huán)槽流程和流量均只有單向布水的一半，因此能夠克服單向布水的一些缺點(diǎn)。雙向布水需要保證流量對(duì)稱分配，可以采用類似于溢流式配水井的方式來(lái)布置配水槽的入口，使進(jìn)水管具有足夠的進(jìn)水淹沒(méi)深度，將水流由水平方向轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛏狭鳎缓笙騼蓚?cè)對(duì)稱溢流，但是雙向布水不能依靠吸泥機(jī)自動(dòng)撇除配水槽內(nèi)的浮渣，這給運(yùn)行管理帶來(lái)不便。特別是對(duì)于氧化溝工藝，由于混合液污泥濃度很高(MLSS達(dá)到4～6g/L)，往往會(huì)在氧化溝中出現(xiàn)上浮污泥，當(dāng)上浮污泥隨混合液流入二沉池的配水槽后，沒(méi)有隨水流從布水孔下潛的那部分將積在配水槽內(nèi)形成大量浮渣。
　　對(duì)近期投入使用的分別采用雙向布水和單向布水的周進(jìn)、周出二沉池(直徑為50m)的運(yùn)行情況進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)兩者的沉淀效果都符合工藝要求，布水均勻性也沒(méi)有明顯區(qū)別，但是單向布水沉淀池的配水槽內(nèi)基本沒(méi)有浮渣，運(yùn)行效果更好。根據(jù)對(duì)實(shí)際工程的考察情況來(lái)看，盡管雙向布水較單向布水在理論上存在某些優(yōu)點(diǎn)，但是對(duì)直徑≤50m的周進(jìn)、周出二沉池仍然適宜采用單向布水。

4　結(jié)語(yǔ)

　?、龠M(jìn)行重力流配水時(shí)，若配水井至各配水單元的水力條件不對(duì)稱則可將溢流式配水井分隔成與各配水單元逐一對(duì)應(yīng)的若干獨(dú)立的配水室，利用均勻溢流來(lái)實(shí)現(xiàn)均勻配水，該方法簡(jiǎn)單可靠。
　　②二沉池共用回流污泥泵房時(shí)容易造成各池排泥量的不均衡，此時(shí)可將泵房集泥間分隔成與二沉池逐一對(duì)應(yīng)的集泥室，內(nèi)設(shè)污泥泵進(jìn)行獨(dú)立回流，以此保證各二沉池實(shí)現(xiàn)均衡排泥。當(dāng)某臺(tái)泵發(fā)生故障時(shí)，可打開(kāi)連通閥門與相鄰泥室共同回流，從而減少了備用泵的數(shù)量。
　?、蹖?duì)于直徑為50m的周進(jìn)、周出二沉池，采用單向布水的沉淀效果與雙向布水基本相當(dāng)，而且不存在后者的配水槽內(nèi)浮渣無(wú)法清理的問(wèn)題。因此，對(duì)于直徑≤50m的周進(jìn)、周出二沉池，采用單向布水形式仍具有一定優(yōu)勢(shì)。

　　電　　話：13822246315
　　收稿日期：2002-04-22