在供(gong)水(shui)(shui)工藝中，濕式泵(beng)井(jing)(jing)(以下簡稱泵(beng)井(jing)(jing))是取(qu)用地表水(shui)(shui)常見的(de)(de)重要(yao)給(gei)水(shui)(shui)構筑物,主要(yao)供(gong)集水(shui)(shui)和(he)安(an)裝機(ji)電設備之用。設計(ji)時，底部標高(gao)需設置在水(shui)(shui)源最(zui)低枯水(shui)(shui)位(wei)數(shu)米以下，從而增(zeng)加了(le)泵(beng)井(jing)(jing)的(de)(de)深度(du),特(te)別(bie)是河水(shui)(shui)水(shui)(shui)位(wei)變(bian)幅較大(da)時。泵(beng)井(jing)(jing)深度(du)的(de)(de)增(zeng)大(da)會增(zeng)加施工難度(du)和(he)工程造價(jia)，因此(ci)，如何最(zui)大(da)限度(du)地有(you)(you)效利用泵(beng)井(jing)(jing)的(de)(de)深度(du)(空間)，使泵(beng)井(jing)(jing)與(yu)給(gei)水(shui)(shui)處(chu)理、消(xiao)毒工藝流程有(you)(you)機(ji)結合(he)起來，設計(ji)出一種(zhong)具有(you)(you)既(ji)可(ke)取(qu)水(shui)(shui)又可(ke)進(jin)行水(shui)(shui)處(chu)理的(de)(de)給(gei)水(shui)(shui)構筑物，并使其達到節約投資、降低成本、提高(gao)效率(lv)的(de)(de)目的(de)(de)，1993年—1994年在對廣州鐵(tie)(tie)路集團公司懷化鐵(tie)(tie)路總公司石門水(shui)(shui)廠進(jin)行技術改(gai)造時，對此(ci)進(jin)行了(le)有(you)(you)益的(de)(de)探索，取(qu)得了(le)較好的(de)(de)效果(guo)。

1 技術(shu)改(gai)造方案(an)的(de)構想(xiang)

石門鐵路水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠因(yin)(yin)枯(ku)、洪水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)期(qi)(qi)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)位高(gao)(gao)差達(da)16m而(er)于(yu)1983年(nian)建(jian)于(yu)洞庭(ting)湖(hu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)系的澧水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)河(he)岸一(yi)高(gao)(gao)20m的陡坎(kan)上。該廠原采用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)泥(ni)屯船取水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)，由于(yu)受(shou)地形限制，水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠初始設(she)計(ji)時未考慮修建(jian)濾前處(chu)(chu)理(li)構(gou)筑物而(er)采用(yong)無(wu)(wu)閥(fa)(fa)濾池(chi)(chi)一(yi)次凈化供水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)。因(yin)(yin)南方雨水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)較多，洪水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)期(qi)(qi)河(he)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)濁度(du)又高(gao)(gao)(枯(ku)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)期(qi)(qi)的 濁度(du)一(yi)般為(wei)500 NTU，洪水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)期(qi)(qi)濁度(du)可達(da)2000～3000NTU)，造成(cheng)無(wu)(wu)閥(fa)(fa)濾池(chi)(chi)因(yin)(yin)負荷過(guo)(guo)重、反(fan)沖洗(xi)周期(qi)(qi)短而(er)不(bu)能正(zheng)常使用(yong)，致使出(chu)廠水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質難以達(da)到國家飲用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)標準(zhun)。為(wei)了解(jie)(jie)決上述(shu)問題(ti)，在該水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠技術改(gai)造方案(an)制定(ding)過(guo)(guo)程中(zhong)，反(fan)復進行了懸(xuan)浮泥(ni)渣(zha)澄(cheng)(cheng)清(qing)(qing)沉淀池(chi)(chi)的模擬(ni)試驗(yan)(經過(guo)(guo)模擬(ni)試驗(yan)，發現水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)效(xiao)果(guo)(guo)較理(li)想(xiang))，并(bing)結(jie)合石門水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠所處(chu)(chu)地理(li)位置，提出(chu)設(she)計(ji)一(yi)座充(chong)分利用(yong)濕式泵(beng)井內(nei)的空(kong)間(jian)，以井底為(wei)結(jie)構(gou)承(cheng)托，將(jiang)懸(xuan)浮泥(ni)渣(zha)澄(cheng)(cheng)清(qing)(qing)沉淀池(chi)(chi)置于(yu)泵(beng)井內(nei)，使其成(cheng)為(wei)具有混合、反(fan)應、澄(cheng)(cheng)清(qing)(qing)、沉淀、消毒、機電設(she)備安(an)裝、集水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)、揚水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)、值(zhi)班、貯藥一(yi)體化功(gong)能的給水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)構(gou)筑物，以達(da)到節約投資、降低(di)成(cheng)本、提高(gao)(gao)效(xiao)率(lv)和(he)解(jie)(jie)決該水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠長期(qi)(qi)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質差等(deng)問題(ti)為(wei)目的的構(gou)想(xiang)(該技術成(cheng)果(guo)(guo)1996年(nian)獲(huo)(huo)湖(hu)南省科(ke)技成(cheng)果(guo)(guo)三等(deng)獎，并(bing)在1998年(nian)獲(huo)(huo)國家科(ke)技成(cheng)果(guo)(guo)完成(cheng)者證(zheng)書)。

2 設計相關參數

在設計懸浮泥渣澄清沉淀池時，首先應解決和克服水力循環懸浮澄清池普遍存在的問題：反應時間短、混合不理想；耗電大(噴嘴流速最高達9m/s，水頭損失＞10m)；運行不穩定(水量及水溫變化而造成出水水質不符合標準)；單池出水量小、效率低。因此，設計中采取了以下相關技術參數，基本解決和克服了上述問題。
①充分利用河水面與泵井底部標高間的高差條件，采用2根DN250mm虹吸管進水，省去澄清池常規在進水口處設噴嘴的裝置，達到了節約能耗目的(見圖1)。同時在虹吸下降管始端三通處，接駁安裝水封的重力投藥管，并與真空泵和真空保持裝置的抽氣管連通，以確保不間斷進水。虹吸管進水流速控制在0.6～1.2m/s，以防虹吸管內發生積泥現象。
②混合過程。在虹吸下降管上端設置管道靜態混合器，河水與混凝劑在混合器內進行混合，其長度為12m，混合時間近期30s，遠期10s(設計考慮處理能力分近、遠兩期)，其管徑由DN250mm擴大至DN500mm，流速由1.02m/s漸變為0.13m/s。在混合器DN500 mm管內每隔1m安裝錯位半月擋水板并控制水流速度在0.13～0.25m/s內交替變化，使河水在變向流、變速流中與混凝劑充分劇烈混合，達到良好的混合效果。
③反應(ying)過程。反應(ying)在(zai)懸浮泥渣澄清(qing)沉淀池下部完成(cheng)，混合后的(de)河水順(shun)環(huan)形進(jin)水管在(zai)池底沿(yan) 圓(yuan)弧(hu)切(qie)線方向在(zai)反應(ying)室旋(xuan)轉(zhuan)上(shang)升，實現均勻(yun)布(bu)水和充分碰撞、結(jie)絨，達到良好的(de)絮(xu)凝(ning)條件。控制水流速(su)度在(zai)初始階段是清(qing)水區(qu)上(shang)升流速(su)的(de)8倍(bei)，終結(jie)階段為(wei)(wei)1倍(bei)(清(qing)水區(qu)上(shang)升流速(su)近期～遠期為(wei)(wei)1.8～2.5mm/s)。總(zong)停留時間近期控制為(wei)(wei)30min，遠期為(wei)(wei)17min。

為保證處理過程中水質穩定，采取了以下技術措施：
① 在虹吸管上設置與液位控制設備連通的電動控制閥，以控制濕式泵井內的水面高度，確保懸浮泥渣層的相對穩定，防止洪水期因水位上升較快而使懸浮泥渣層升至集水管口以上，影響出水質量。
② 集泥斗位置與常規設計在池腰部不一樣，設于池底，便于集泥和機械排泥。集泥斗直徑小于反應室，比環型進水管底稍高，達到集泥斗外圍有適度泥渣，這些泥渣在切向進水的攪動下，泥渣濃度高，回流泥渣量也大，增強了處理低溫低濁水或澄清池長時間停用后需人工造渣水的效果，適應性強。
③ 集水管進水口標高控制在距清水面0.8m以下，防止抽水時集水管進水擾動懸浮泥渣層 而影響水質。
④ 清水區上升流速控制在1.8(近期)～2.5(遠期)mm/s效果較理想(是一般澄清池上升流速 的兩倍)，提高產水量達100%。
⑤ 一(yi)般懸(xuan)浮(fu)、水(shui)(shui)力加速(su)澄清池(chi)(chi)，在(zai)進(jin)水(shui)(shui)溫(wen)度(du)(du)高(gao)于(yu)池(chi)(chi)內(nei)水(shui)(shui)溫(wen)或(huo)部(bu)分(fen)池(chi)(chi)水(shui)(shui)面(mian)、池(chi)(chi)壁受(shou)到陽光(guang)強烈照射下(xia)(xia)，會(hui)出(chu)現清水(shui)(shui)區礬花上升翻(fan)池(chi)(chi)跑(pao)(pao)渣現象，影響出(chu)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質。而(er)設置(zhi)于(yu)濕式(shi)泵井內(nei)的懸(xuan)浮(fu)泥渣澄清沉淀(dian)池(chi)(chi)置(zhi)于(yu)低于(yu)泵井外地面(mian)標(biao)高(gao)的地下(xia)(xia)，池(chi)(chi)內(nei)水(shui)(shui)在(zai)自然條件(jian)下(xia)(xia)一(yi)個(ge)時(shi)間段內(nei)總是處在(zai)一(yi)個(ge)恒(heng)定溫(wen)度(du)(du)(該溫(wen)度(du)(du)隨室外溫(wen)度(du)(du)變(bian)化(hua)而(er)略有變(bian)化(hua))，為給水(shui)(shui)處理(li)營造(zao)了一(yi)個(ge)較理(li)想的環境,克服了常見的因溫(wen)差而(er)造(zao)成翻(fan)池(chi)(chi)跑(pao)(pao)渣的問題。

3 幾個應注意的問題
① 因洪水期澧水河中原水含砂量高且雜草較多，設計中考慮在虹吸管取水頭部設置除草除 砂設備，確保防草除砂效果。進水口平均流速控制在0.08m/s，除草斜板按60°角度斜向下游方向，以有效阻止雜草等漂浮物進入。
② 濕式泵井采取沉井法施工到位。為達到泵井在0.2 MPa水壓下具有抗滲性，防止洪水期大量滲水惡化水質，施工中注意控制水泥標號用量和爆破用藥量，同時增設底板濾鼓。
③ 合理選(xuan)用(yong)凈水劑。原使(shi)用(yong)的是三氯(lv)(lv)化鐵和助凝劑骨(gu)膠，因(yin)貯存三氯(lv)(lv)化鐵結銹，骨(gu)膠因(yin)熱膠困難(nan)和大量起泡，且使(shi)用(yong)后池內懸浮泥渣層厚度和濃度不(bu)夠理想，后改為使(shi)用(yong)聚合氯(lv)(lv)化鋁(PAC)，效果較好。

4 結語

懸浮泥(ni)渣澄清沉淀池(chi)在濕式泵(beng)井(jing)中的運用(yong)(yong)，克(ke)服了(le)傳(chuan)統澄清池(chi)的缺點(dian)，具有(you)(you)占(zhan)地少、投資少、效(xiao)率高等優點(dian)，可利用(yong)(yong)泵(beng)井(jing)內空間將混合、反應、澄清、沉淀、消毒、機電設備安裝、集水、揚(yang)水、值班、貯藥等建成一體化水處理系統而便于管理，有(you)(you)良好的社會效(xiao)益和經濟效(xiao)益(通(tong)過幾(ji)年的運行，出(chu)廠水質合格率達99%以上)，可在中小型市(shi)鎮或企業水廠推廣使用(yong)(yong)。

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