第07卷 第08期 中 国 水 运 Vol.7 No.08 2007年 08月 China Water Transport August 2007
收稿日期：2007-5-7
作者简介：金 戈 （1983—） 河海大学环境科学与工程学院给排水专业本科生
周 华 （1984—） 河海大学环境科学与工程学院给排水专业本科生 胡光亮 （1985—） 河海大学环境科学与工程学院环境工程专业本科生
研究方向：水处理理论与技术
基金项目：国家自然科学基金重点项目（编号:50638020） 河海学生科技基金 2006-16
城市自来水厂沉淀池积泥规律与排泥控制研究
金 戈 周 华 胡光亮 刘亦菲 潘云涛
摘 要：水厂沉淀池排泥是保障水处理工艺运行的一个重要环节，排泥水量是水厂自用水的主要组成部分，排泥设备的优化运行对处理效能及节水降耗有着重要影响。利用超声波泥位计测定和传统污泥浓度法间接校正相结合的方法，对南京某水厂沉淀池的污泥沉降曲线进行研究，通过考察沉淀池积泥高度进出水区较高,中间较低这一变化规律，提出先对前32m 进行排泥，再对全程进行排泥这样的优化运行方式。 关键词：沉淀池 污泥沉降曲线 运行方式 排泥
中图分类号：TU991.23 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2007）08-0090-02 一、前言
随着我国经济的迅速发展，水资源紧缺问题日益突出。如何节约现有的水资源已成为社会关注的热点。目前，大部分水厂沉淀池的排泥方式和排泥周期缺乏一定科学性[1]，导致水厂自用水量偏高，因此如何提高沉淀池排泥效率是一个值得重视的问题。起初大部分水厂采用吸泥行车沿沉淀池匀速运行排泥[2]，定期的让吸泥行车由沉淀池的进水区运行至出水区,方法固然简单，但显然存在排泥不均的现象。后来部分水厂技术人员根据经验采用几种排泥方式交替运行[3]，使排泥效率有了一定的提高。
本文以南京某水厂为例，对水厂的排泥方式和排泥周期进行了试验研究,提出沉淀池排泥处理的新方案,以期解决水厂排泥效率过低、自用水量过多的问题,为水厂节水提供依据.
二、水厂基本概况
该水厂源水取自长江,由两根地下水管将江水送至净水厂加工制水,依次经絮凝沉淀池、V 型滤池处理后进入清水池,最后由二泵房送至城市给水管网.其基本流程见图1，水厂运
图1 水厂工艺流程图
表1 2005年水厂进水月平均浊度变化表
月份 平均浊度/NTU
1 50
2 6
3 3 86
4 60
5 79
6 102月份 平均浊度/NTU
7 200
8 436
9
300
10 186
11 114
12 100
水厂采用两组平流式沉淀池，每组池中间用200mm 厚的导流墙分隔，单组沉淀池的基本参数为：设计平面尺寸
107.8m×26.8m×3.4m，有效水深3.0 m，水平流速18mm/s，设计停留时间100min，出水浊度小于10NTU，混凝剂采用高分子聚合氯化铝。
目前，水厂采用只对沉淀池前20m 进行排泥和对沉淀池全程进行排泥交替进行的排泥方式，两种运行方式的间隔时间均为24小时。
三、试验研究
为了优化排泥方式、确定更合理的排泥周期，对沉淀池的积泥高度变化规律进行研究。另外，针对夏季源水浊度高、沉淀池积泥快的特点，把研究的时间选在夏季。
1．沿沉淀池长积泥分布（排泥后）
沉淀池积泥高度可直观的反映积泥规律。研究中采用了德国制造的超声波泥位计来测定沉淀池的积泥高度。
按上述方式排泥后平均积泥高度除在沉淀池进出水区因吸泥机无法有效吸泥而较高外,中间几乎就是污泥板结区的
图2．沿沉淀池长积泥分布
这样排泥虽考虑到了沉淀池内积泥不均的特点，但方式1运行的距离以及两种方式周期的确定都缺乏依据。长期观察发现，这种排泥方式不能充分发挥平流式沉淀池抗负荷能力大的特点，排泥水含固率普遍很低，这造成了水量、电能
1020304050607080
02
81420263238 50 62 74 86 98104107
池长／m
积泥高度／cm
第08期 金 戈等：城市自来水厂沉淀池积泥规律与排泥控制研究 91 的巨大浪费。据调查，按目前的排泥方式，水厂平均每天用于排泥的水量高达400t。同时，这种排泥方式还存在沉淀池首尾两端排泥不彻底的问题[4][5].
2．沉淀池排泥控制 （1）污泥沉降曲线的确定
在长为107.8m 的沉淀池边（距池边1m，减少边壁干扰）每隔一定距离设一个测量点，共计14个。在同一测量点于每次排泥前用泥位计测积泥高度，连续测3个排泥周期，并绘制平均积泥高度曲线（见图3）。同时，在上述各取样点直接取排泥水测含固率[1]，共测3次取均值（见图3）
。 将所得的平均含固率曲线与平均积泥高度曲线在图3中进行对比，从两个方面为我们寻找合适的行车运行方式提供依据。
图3 平均积泥高度及含固率曲线图
（2）排泥方式的确定
从积泥高度可以明显的看出沉淀池底部的积泥高度从前端至末端呈逐渐减少趋势，直至到了末端指形槽附近由于水流由水平流变为向上流积泥高度才有所上升，特别是前32m 的积泥高度明显高于后面。而从排泥水的含固率也可看出32m—104m 的含固率明显降低（即排泥效率降低造成水量的浪费）。据此分析，提出吸泥机采用以下运行方式：先对前32m 进行排泥，定为方式一，再对全程进行排泥，定为方式二，方式一和方式二交替进行（见图4）。
图4 吸泥机运行方式图
3．排泥周期优化的建议
经长期观察发现，以下三点能较好地代表沉淀池底的积泥情况，见图5：
图5 泥位计位置图
A 点：紧靠配水花墙，该点的积泥高度过高有以下危害：（1）影响沉淀池的配水均匀性；（2）减小过水断面面积，使流速增大，可能降低沉淀池的沉降性能，影响出水浊度。
B 点：定义为积泥高度突变点,即该点之前积泥高度较高,
该点后积泥高度趋于平稳，B 点距沉淀池起端30m。
C 点：沉淀池出水区出水口处(由于指型出水槽位于此处，故此处水流由水平流变为向上流，造成了积泥高度陡增)，该点附近积泥高度过高将直接导致出水浊度升高。
从图中可看出B 点的积泥高度可用来衡量沉淀池的总积泥量。因此，可以通过监测B 点的积泥高度来确定吸泥机的排泥周期。拟在B 点固定一泥位计来长期监测积泥高度，并将泥位计信号传送到中控室对吸泥机排泥进行控制，即当B 点的积泥高度达到一定值时就开始排泥。同时，为了避免沉淀池内污泥过度板结，也应制定排泥间隔上限值。
4．沉淀池进出水区积泥控制的建议
上述研究发现沉淀池进水区（A 点）和出水区（C 点）的积泥高度及排泥水含固率都存在着突然升高的现象，这两处积泥高度对沉淀池的出水浊度影响较大。经分析发现这种
现象主要是吸泥机工艺缺陷造成的（吸泥机无法有效吸到进水区和出水区的积泥，使两端淤泥越积越高），从而缩短了沉淀池的排泥周期。目前，各水厂均采用定期清洗沉淀池的方法来解决此问题，但效果都不太理想。针对目前解决方法中存在的不足，计划在沉淀池的首尾两端各设置一根排泥管对它们单独进行排泥，并采用电动阀门控制其排泥周期。
四、结语
采用新的排泥方式后，排泥水的含固率将明显提高，排泥周期也将得到科学的控制，从而减少了排泥用水量和耗电量。另外，在沉淀池首尾两端设置的排泥管也可弥补目前排泥机无法对首尾两端进行有效排泥的缺陷。针对各水厂的不同现状，通过适当分析研究，优化各自的排泥运行方式，将是水厂节水、降耗的一条重要途径。
参考文献
[1] 陈琦涛，熊燕，徐正荣等.利用污泥沉降曲线优化沉淀池
排泥控制[J].给水排水，2001， 27（12）：29－30 [2] 刘旭冉，沈宏涛，姚扬森.平流沉淀池排泥周期的合理选
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[3] 朱福宁，陈兆伟.浅谈虹吸排泥机运行中出现的问题及解
决措施[J]. 黑龙江环境通报，2001，25（4）：53－54 [4] 许龙，郑志民，陈畅.关于平流式沉淀池进水和排泥问题
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[5] 王旭宁，孙学东，姜红安等.平流沉淀池运行中存在的问
题及改造措施[J].中国给水排水，2006，22（10）：27-30
方式1
方式2不排泥线
排泥线0 m
32 m
108 m
泥 位 计
C
B
3 0 m
0 m
A
1 0 8 m
2 8 14 20 26 32
3850 62 74 86 98104107平均积泥高度/cm 平均含固
率/g.l -1