一體化氧化溝沉淀船運行方式

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簡介： 以安陽市豆腐營工業(yè)區(qū)污水集中控制示范工程為實例，總結(jié) 了一體化氧化溝沉淀船的運行與操作經(jīng)驗，并從水力學的角度作了近似分析。
關(guān)鍵字：一體化氧化溝 沉淀船 運行方式

中圖分類號：X505
　　文獻標識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2000)07-0042-02

　　一體化氧化溝系指將船形二沉池設(shè)置在氧化溝內(nèi)，用于進行泥水分離，出水由上部排出，污泥則由沉淀船底部的排泥管直接排入氧化溝內(nèi)。由于二沉池直接建在氧化溝內(nèi)，因此一體化氧化溝省去了污泥回流系統(tǒng)，且占地少，運行操作非常簡單。
　　安陽市豆腐營工業(yè)區(qū)污水集中控制工程采用水解→接觸氧化→一體化氧化溝工藝處理工業(yè)廢水，設(shè)計規(guī)模22×10⁴m³/d(一期為12×10⁴m³/d)，并于1995年通過國家環(huán) 保局組織的驗收。該一體化氧化溝沉淀船為多斗式結(jié)構(gòu)，每斗有一根排泥管與氧化溝相通，船長24m，寬7m，有效水深12m，實際有效容積202m³，設(shè)計處理水量為250m³/h，靜態(tài)條件下水力停留時間48min。

1 實際運行狀況

　　實際運行中，先后采用了兩種運行方式：
1.1 反向進水
　　運行方式如圖1所示。

　　氧化溝內(nèi)水流方向為A→B，沉淀船內(nèi)水由D點溢流進入船內(nèi)，采用淹沒式整流墻整流，水流方向為D→C，與氧化溝內(nèi)水流方向相反。
　　當連續(xù)運行時，沉淀船內(nèi)幾乎沒有沉淀發(fā)生，出水中攜帶的污泥濃度與溝內(nèi)濃度一樣，沉淀船內(nèi)僅在進口不遠處有清水區(qū)，而在出水區(qū)則完全沒有了清水區(qū)，成為泥水混合液，起初以為是排泥管堵塞所致，清理后情況仍未有改觀。
1.2 正向進水
　　在反向進水無法運行時，有關(guān)專家建議采用正向進水方式，并最終形成了如圖2所示的運行方式。

　　氧化溝內(nèi)水流方向仍為A→B，沉淀船內(nèi)水流方向為C→D，進沉淀船的水由船頭流入進水槽內(nèi)，由槽底17個20cm×20cm的進水孔進入沉淀船，底部加了折流板，并在船進水區(qū)加設(shè)斜板，使進水區(qū)域內(nèi)船與溝相分離。
　　這種運行方式基本上能穩(wěn)定運行且污泥也不會大量流失，但仍然存在一些問題，比如沉淀船上部存在10cm深的死水區(qū)，若長時間運行，其表面易滋生一層綠藻，有時會積聚一些腐泥。

2 討論

　　現(xiàn)就上述兩種運行方式用水力學原理作近似分析(見圖3)。

　　對某一漏斗i而言，污泥能否排入到底孔中去，關(guān)鍵取決于漏斗上下的測壓管水頭差。由于進水口的整流作用，船內(nèi)i點的測壓管水頭基本等于水深；在1—1斷面，測壓管水頭則取 決于1—1斷面至i點之間的局部阻力和沿程阻力的大小，i點越靠近下游，局部和沿程的能 量損失越大，測壓管水頭損失也越大。
　　用伯努利方程近似描述的話，本工程中Z_i＝0，則有下式成立：

　　P_i/γ=H-h_w1-i+(v₁²-v_i²)/2g　　　　　　(1)

　　若P_i/γ<h，則水流從底孔向沉淀船內(nèi)流動，造成污泥淤積；
　　若P_i/γ>h，則水流從沉淀船流向底孔，排泥通暢。
　　對反向進水的運行方式(見圖4)而言，沉淀船出水區(qū)域為2-3之間，如想不使水流從底孔向沉淀船內(nèi)流動，則須有下式成立：

　　H-h_w2-3+(v₁²-v₂²)/2g<h 　　　　　　(2)

　　實際運行中，v₁＝0.26m/s，H-h＝0.05m，由于1-2之間阻力很小，2-3之間的能量損失也可忽略不計，h_w2-3只計局部損失，經(jīng)計算近似有：
　　v₂＞1m/s 　　　　　　(3)
　　由于氧化溝內(nèi)流速較低(0.26m/s)，在沒有特殊裝置及外加動力的情況下，流速由0.26m/s 提高到1m/s幾乎不可能。因此，這種運行方式勢必造成氧化溝內(nèi)水流在出水區(qū)內(nèi)由底孔進入沉淀船，形成冒泡區(qū)域，造成污泥流失，沉淀船起不到泥水分離作用。
　　對正向進水的運行方式而言，出水區(qū)域位于沉淀船尾部，由于局部和沿程的能量損失已達到最大值，因此漏斗底部的測壓管水頭損失也達到了最大值，底部壓能變?yōu)樽钚。?船內(nèi)污泥排放條件變?yōu)樽顑?yōu)。同時，由于在進水區(qū)域加設(shè)了斜板，基本消除了沉淀船內(nèi)的“ 冒泡”區(qū)域，使得沉淀船內(nèi)水流保持平穩(wěn)狀態(tài)，大大提高了沉淀船的泥水分離效率，固液分 離率達到99%以上，出水水質(zhì)優(yōu)于設(shè)計標準。

4 結(jié)論

　　①沉淀船排泥是否通暢，關(guān)鍵取決于排泥斗內(nèi)、外測壓管水頭差，若沉淀船排泥斗內(nèi)部壓力大于外部壓力，則排泥通暢；反之，則造成泥管堵塞，泥水難以分離。
　?、诜聪蜻M水的運行方式(圖1所示),在無特殊裝置及外在動力條件下,實踐證明無法正常運行.[J]
　?、壅蜻M水的運行方式(圖2所示)，滿足了沉淀船污泥回流至氧化溝所必須的外部水力學條件，取得了穩(wěn)定可靠的運行效果。