一体化氧化沟沉淀船运行方式

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简介： 以安阳市豆腐营工业区污水集中控制示范工程为实例，总结 了一体化氧化沟沉淀船的运行与操作经验，并从水力学的角度作了近似分析。
关键字：一体化氧化沟 沉淀船 运行方式

中图分类号：X505
　　文献标识码：C
　　文章编号：1000-4602(2000)07-0042-02

　　一体化氧化沟系指将船形二沉池设置在氧化沟内，用于进行泥水分离，出水由上部排出，污泥则由沉淀船底部的排泥管直接排入氧化沟内。由于二沉池直接建在氧化沟内，因此一体化氧化沟省去了污泥回流系统，且占地少，运行操作非常简单。
　　安阳市豆腐营工业区污水集中控制工程采用水解→接触氧化→一体化氧化沟工艺处理工业废水，设计规模22×10⁴m³/d(一期为12×10⁴m³/d)，并于1995年通过国家环 保局组织的验收。该一体化氧化沟沉淀船为多斗式结构，每斗有一根排泥管与氧化沟相通，船长24m，宽7m，有效水深12m，实际有效容积202m³，设计处理水量为250m³/h，静态条件下水力停留时间48min。

1 实际运行状况

　　实际运行中，先后采用了两种运行方式：
1.1 反向进水
　　运行方式如图1所示。

　　氧化沟内水流方向为A→B，沉淀船内水由D点溢流进入船内，采用淹没式整流墙整流，水流方向为D→C，与氧化沟内水流方向相反。
　　当连续运行时，沉淀船内几乎没有沉淀发生，出水中携带的污泥浓度与沟内浓度一样，沉淀船内仅在进口不远处有清水区，而在出水区则完全没有了清水区，成为泥水混合液，起初以为是排泥管堵塞所致，清理后情况仍未有改观。
1.2 正向进水
　　在反向进水无法运行时，有关专家建议采用正向进水方式，并最终形成了如图2所示的运行方式。

　　氧化沟内水流方向仍为A→B，沉淀船内水流方向为C→D，进沉淀船的水由船头流入进水槽内，由槽底17个20cm×20cm的进水孔进入沉淀船，底部加了折流板，并在船进水区加设斜板，使进水区域内船与沟相分离。
　　这种运行方式基本上能稳定运行且污泥也不会大量流失，但仍然存在一些问题，比如沉淀船上部存在10cm深的死水区，若长时间运行，其表面易滋生一层绿藻，有时会积聚一些腐泥。

2 讨论

　　现就上述两种运行方式用水力学原理作近似分析(见图3)。

　　对某一漏斗i而言，污泥能否排入到底孔中去，关键取决于漏斗上下的测压管水头差。由于进水口的整流作用，船内i点的测压管水头基本等于水深；在1—1断面，测压管水头则取 决于1—1断面至i点之间的局部阻力和沿程阻力的大小，i点越靠近下游，局部和沿程的能 量损失越大，测压管水头损失也越大。
　　用伯努利方程近似描述的话，本工程中Z_i＝0，则有下式成立：

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

　　若P_i/γ<h，则水流从底孔向沉淀船内流动，造成污泥淤积；
　　若P_i/γ>h，则水流从沉淀船流向底孔，排泥通畅。
　　对反向进水的运行方式(见图4)而言，沉淀船出水区域为2-3之间，如想不使水流从底孔向沉淀船内流动，则须有下式成立：

　　H-h_w2-3+(v₁²-v₂²)/2g<h 　　　　　　(2)

　　实际运行中，v₁＝0.26m/s，H-h＝0.05m，由于1-2之间阻力很小，2-3之间的能量损失也可忽略不计，h_w2-3只计局部损失，经计算近似有：
　　v₂＞1m/s 　　　　　　(3)
　　由于氧化沟内流速较低(0.26m/s)，在没有特殊装置及外加动力的情况下，流速由0.26m/s 提高到1m/s几乎不可能。因此，这种运行方式势必造成氧化沟内水流在出水区内由底孔进入沉淀船，形成冒泡区域，造成污泥流失，沉淀船起不到泥水分离作用。
　　对正向进水的运行方式而言，出水区域位于沉淀船尾部，由于局部和沿程的能量损失已达到最大值，因此漏斗底部的测压管水头损失也达到了最大值，底部压能变为最小，使 船内污泥排放条件变为最优。同时，由于在进水区域加设了斜板，基本消除了沉淀船内的“ 冒泡”区域，使得沉淀船内水流保持平稳状态，大大提高了沉淀船的泥水分离效率，固液分 离率达到99%以上，出水水质优于设计标准。

4 结论

　　①沉淀船排泥是否通畅，关键取决于排泥斗内、外测压管水头差，若沉淀船排泥斗内部压力大于外部压力，则排泥通畅；反之，则造成泥管堵塞，泥水难以分离。
　　②反向进水的运行方式(图1所示),在无特殊装置及外在动力条件下,实践证明无法正常运行.[J]
　　③正向进水的运行方式(图2所示)，满足了沉淀船污泥回流至氧化沟所必须的外部水力学条件，取得了稳定可靠的运行效果。