進(jìn)水除砂工程設(shè)計(jì)研究

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摘要：介紹了福建省某沿海污水處理廠進(jìn)水含有大量砂粒的問(wèn)題，針對(duì)此問(wèn)題提出有效的進(jìn)水除砂方案并進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：進(jìn)水除砂；曝氣沉砂池；除砂效果

福建省某沿海污水處理廠采用水解+Carrousel氧化溝為主體工藝，污水處理廠現(xiàn)狀規(guī)模為3萬(wàn)m3/d，遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)規(guī)模為9萬(wàn)m3/d。污水處理廠靠近海邊，由于部分污水收集管道的破損、管道接口不牢或地基不均勻沉降，導(dǎo)致大量粉細(xì)砂進(jìn)入管網(wǎng)，最終進(jìn)入污水處理廠并在進(jìn)水泵房處大量沉積，給污水廠的正常運(yùn)行帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。

1進(jìn)水含砂存在的問(wèn)題

根據(jù)測(cè)量，進(jìn)水SS一般保持在3000mg/L以上，經(jīng)分析進(jìn)水中SS成分主要為無(wú)機(jī)砂粒成分。這些砂粒容易在進(jìn)水泵房處大量沉積，將導(dǎo)致下列問(wèn)題的產(chǎn)生：（1）海邊粉細(xì)砂不同于普通砂，常混有貝殼碎片和含較多鹽分，大部分海砂含有過(guò)量的氯離子，會(huì)腐蝕鋼筋混凝土中的鋼筋，在一定程度上會(huì)縮短構(gòu)筑物的安全使用壽命。（2）砂量較大，需要定期進(jìn)行人工清掏，增加了不必要的勞動(dòng)強(qiáng)度和人工費(fèi)用。（3）泵房中積砂在底部板結(jié)，影響了進(jìn)水泵的工作效率。（4）泵房中未沉積的粉細(xì)砂會(huì)隨污水一起抽入水泵，對(duì)進(jìn)水泵葉輪造成額外的磨損，提高了設(shè)備的維護(hù)成本。嚴(yán)重時(shí)還需進(jìn)行水泵的更換。（5）原有的旋流除砂設(shè)備一般用在進(jìn)水含砂量不大的場(chǎng)合，而本系統(tǒng)中存在大量的細(xì)砂，若不能有效去除，SS仍較高會(huì)進(jìn)入后續(xù)生物處理單元，直接影響到污水處理效果及污水處理廠的出水水質(zhì)。長(zhǎng)期以往，存在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)隱患。鑒于污水廠現(xiàn)期存在上述的問(wèn)題，新建進(jìn)水除砂工程是十分必要的。

2除砂工藝方案選擇

方案一：考慮在進(jìn)水泵房前進(jìn)行除砂，在一期廠區(qū)北側(cè)廠外進(jìn)水泵房前增設(shè)粗格柵+曝氣沉砂池（合建）。由于廠外現(xiàn)有的地面高程與一期廠區(qū)地面高程相差約1.9m至2.7m，而進(jìn)水管的高程較低，為了減小沉砂池的深度，可在廠外現(xiàn)狀地面往下挖建沉砂池，在池上部平臺(tái)放坡填平至約7.9m高程并漿砌護(hù)坡，形成兩個(gè)臺(tái)地。砂水分離器分離出來(lái)的砂粒可用手推小車運(yùn)至一期廠區(qū)與廠區(qū)砂粒一并外運(yùn)處理。方案二：考慮不讓砂粒在進(jìn)水泵房中沉積，而順利進(jìn)入后續(xù)除砂單元進(jìn)行去除。可在進(jìn)水泵房處設(shè)高壓水泵一臺(tái)，在進(jìn)水泵房底部均勻布置穿孔管道，通過(guò)水流沖洗使進(jìn)水中的細(xì)砂充分懸浮不能沉積在泵房底部，隨污水一并進(jìn)入后續(xù)沉砂處理單元。同時(shí)需要對(duì)原進(jìn)水泵房中水泵進(jìn)行更換，采用優(yōu)質(zhì)耐磨水泵。方案一需要新建沉砂池1座，占地面積大，施工難度高，同時(shí)投資和運(yùn)行費(fèi)用也較高，但是運(yùn)行管理相對(duì)方便，最重要的是能夠保證除砂效果。而方案二雖然無(wú)需新建構(gòu)筑物，占地面積小，僅為簡(jiǎn)單的設(shè)備和管道投資，施工難度較小，但是泵房底部穿孔管容易出現(xiàn)被砂粒堵塞現(xiàn)象，檢修困難；進(jìn)水泵葉輪長(zhǎng)期被細(xì)砂磨損，可能需要經(jīng)常更換。更為重要的是進(jìn)水管網(wǎng)一旦出現(xiàn)爆管等故障導(dǎo)致細(xì)砂進(jìn)入，大量砂粒將會(huì)進(jìn)入后續(xù)旋流沉砂單元，對(duì)現(xiàn)有除砂系統(tǒng)造成巨大的沖擊和挑戰(zhàn)，而旋流沉砂池一般用于處理砂量并不大的場(chǎng)合，不能保證除砂效果。為了保證系統(tǒng)的除砂效果，保證后續(xù)生化處理工藝安全有效的進(jìn)行，綜合考慮擬推薦方案一作為該污水處理廠進(jìn)水除砂工程的方案。

3除砂工程設(shè)計(jì)

（一）主要工程內(nèi)容：粗格柵間設(shè)1座，內(nèi)分2組處理單元，采用鋼絲繩式格柵除污機(jī)，格柵寬度1.5m，配用電機(jī)功率0.75kw。粗格柵攔截的柵渣量約為2.7m3/d，含水率80%。柵渣直接由手推車外運(yùn)處理。曝氣沉砂池設(shè)2組，單組長(zhǎng)度24m，寬度3.8m，有效水深2.50m，砂斗體積6.14m3，砂斗深度1.60m。池上設(shè)有1臺(tái)提板式刮砂機(jī)，功率為1.85kw。砂水混合物由氣提吸砂泵輸送至砂水分離器，分離后的干砂外運(yùn)，沉砂量約為10.8m3/d。（二）總平面布置：擬建場(chǎng)地位于現(xiàn)狀污水處理廠一期廠區(qū)北側(cè)空地處，地勢(shì)總體上平坦開(kāi)闊，地面高程一般在黃海高程5.24~6.05m左右。新建粗格柵-曝氣沉砂池位于一期廠區(qū)北側(cè)空地處，共需征地6.30畝。（三）豎向設(shè)計(jì)：本方案廠址現(xiàn)狀部分標(biāo)高為5.24~6.05m，起伏不大。鑒于工程場(chǎng)地與一期廠區(qū)現(xiàn)狀標(biāo)高相差較大（廠址現(xiàn)狀標(biāo)高約為7.90m），為保證場(chǎng)地與一期廠區(qū)豎向銜接的順暢，結(jié)合污水處理對(duì)工藝流程的要求，確保除砂工程建成以后操作管理的方便，同時(shí)為了減小沉砂池的深度，場(chǎng)地豎向考慮分臺(tái)階設(shè)計(jì)。可在廠外現(xiàn)狀地面往下挖建沉砂池，在池上部地面平臺(tái)放坡至與一期廠內(nèi)地坪相平并漿砌護(hù)坡，形成兩個(gè)臺(tái)地。據(jù)上確定沉砂池的設(shè)計(jì)地面標(biāo)高為5.40m，同時(shí)根據(jù)進(jìn)水管底標(biāo)高約為0.20m，確定粗格柵間的水位標(biāo)高為1.00m，沉砂池的水位標(biāo)高為0.90m。根據(jù)系統(tǒng)豎向設(shè)計(jì)，沉砂池出水管底標(biāo)高為-0.80m。而原粗格柵間底標(biāo)高為-0.25m，進(jìn)水泵房底標(biāo)高為-1.00m；考慮廢除原粗格柵，在進(jìn)水泵房側(cè)面開(kāi)孔，將沉砂池出水管接入。結(jié)語(yǔ)目前該工程已建成并投入運(yùn)行，進(jìn)水含砂量顯著下降，進(jìn)水SS可由6000mg/L以上降至200mg/L左右，單位污水處理成本增加約0.043元/m3。

參考文獻(xiàn)

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[3]陳政.曝氣沉砂池的運(yùn)行管理與技術(shù)改造[J].中國(guó)給水排水,2013(19):100-102.

作者:阮洋 單位:中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司