更新(xin)時間：2012-01-15 10:36 來源： 作者(zhe): 閱讀(du)：7842 網友評論0條

隨(sui)著《生活飲用水(shui)(shui)(shui)衛(wei)生標(biao)準》（GB 5749-2006）的(de)實施，各地對水(shui)(shui)(shui)廠“提質(zhi)達標(biao)”的(de)工作越來越重(zhong)視。在水(shui)(shui)(shui)廠中，固–液分(fen)(fen)離(li)單(dan)元(yuan)（如沉淀池、氣(qi)浮池、澄(cheng)清池）擔負著80%~90%以上懸浮固體分(fen)(fen)離(li)的(de)作用，是主要的(de)凈水(shui)(shui)(shui)構筑物之一。固–液分(fen)(fen)離(li)單(dan)元(yuan)的(de)高效穩定(ding)運行，可(ke)大大降低濾前水(shui)(shui)(shui)的(de)濁度，減少濾池負荷，延長濾池反沖洗周期(qi)，保障出水(shui)(shui)(shui)濁度滿足飲用水(shui)(shui)(shui)的(de)要求。

沉淀(dian)技術(shu)在污(wu)水(shui)(shui)(shui)處理(li)、工(gong)業水(shui)(shui)(shui)處理(li)、石油化(hua)工(gong)等行業固–液分(fen)離(li)的場(chang)合用途非常廣泛，其基本原理(li)相同，本文重點以(yi)凈水(shui)(shui)(shui)工(gong)程為例，介紹九通(tong)水(shui)(shui)(shui)務研發的“水(shui)(shui)(shui)平(ping)管沉淀(dian)分(fen)離(li)技術(shu)”（以(yi)下簡稱“水(shui)(shui)(shui)平(ping)管”）懸(xuan)浮物沉淀(dian)分(fen)離(li)的作用機理(li)，并(bing)結合工(gong)程實例進行分(fen)析，以(yi)便(bian)各(ge)位同行使(shi)用和參(can)考。

一、“水平管”的優勢

基于“水(shui)平管”的(de)重(zhong)力(li)沉淀池(chi)(chi)稱為(wei)(wei)水(shui)平管沉淀池(chi)(chi)，通常的(de)結構(gou)為(wei)(wei)矩形(xing)(xing)，在矩形(xing)(xing)池(chi)(chi)中組裝也(ye)不會形(xing)(xing)成三角(jiao)形(xing)(xing)過水(shui)死區(qu)，提高了池(chi)(chi)容的(de)利用率。組成如圖1所(suo)示。上部(bu)為(wei)(wei)安(an)裝水(shui)平管沉淀裝置的(de)沉淀區(qu)，下部(bu)為(wei)(wei)污泥區(qu)，前部(bu)為(wei)(wei)進水(shui)區(qu)，后(hou)部(bu)為(wei)(wei)出水(shui)區(qu)。經加藥(yao)、混凝反(fan)應的(de)原水(shui)流入(ru)沉淀池(chi)(chi)后(hou)，沿進水(shui)區(qu)整個截面均勻(yun)分配，進入(ru)水(shui)平管沉淀分離裝置，澄清后(hou)的(de)水(shui)緩慢地流向出水(shui)區(qu)。

 圖(tu)1 水(shui)平(ping)管沉淀(dian)池示意圖(tu)

水(shui)(shui)平管沉(chen)(chen)淀池(chi)具有平流(liu)式沉(chen)(chen)淀池(chi)的主(zhu)要(yao)優點，穩定運行，抗(kang)沖擊負荷能力(li)強，操作彈(dan)性大，出(chu)水(shui)(shui)濁度(du)低，是目前最接近(jin)“淺池(chi)理(li)論”的沉(chen)(chen)淀技(ji)術。水(shui)(shui)在(zai)水(shui)(shui)平管內水(shui)(shui)平流(liu)動(dong)，懸(xuan)浮(fu)顆粒(li)受重力(li)作用豎(shu)直下沉(chen)(chen)，懸(xuan)浮(fu)顆粒(li)接觸水(shui)(shui)平管60°的管底后(hou)從排(pai)(pai)泥(ni)(ni)口(kou)滑入滑泥(ni)(ni)道，泥(ni)(ni)水(shui)(shui)即時分(fen)離(li)，污泥(ni)(ni)很快從滑泥(ni)(ni)道掉(diao)入污泥(ni)(ni)區，有效地解(jie)決“淺池(chi)理(li)論”排(pai)(pai)泥(ni)(ni)難題，水(shui)(shui)平管流(liu)態見(jian)圖2。

沉淀(dian)區的水平(ping)管沉淀(dian)分離裝置內水平(ping)管束組合規則排列，在極小(xiao)的雷(lei)諾數和(he)較佳的弗勞德數條件下，水在水平(ping)管束內流(liu)態為(wei)層流(liu)，沉淀(dian)效率(lv)高。 

圖2 水平(ping)管流態(tai)圖

水平管(guan)沉(chen)(chen)(chen)淀池水平流(liu)速采(cai)(cai)用7-14mm/s，一般(ban)采(cai)(cai)用10mm/s。有效沉(chen)(chen)(chen)淀時(shi)間(jian)采(cai)(cai)用3~5min，水平管(guan)沉(chen)(chen)(chen)淀分(fen)離裝置的(de)長度(du)：10×60×3/1000=1.8m。包括(kuo)進(jin)水區、出水區的(de)長度(du)，水平管(guan)沉(chen)(chen)(chen)淀池的(de)長度(du)為6m。而(er)平流(liu)式(shi)沉(chen)(chen)(chen)淀池水平流(liu)速可采(cai)(cai)用10-25mm/s，一般(ban)采(cai)(cai)用15mm/s。停留(liu)時(shi)間(jian)為2h，長度(du)一般(ban)為108m。兩種沉(chen)(chen)(chen)淀池的(de)有效水深一般(ban)都為3.0~3.5m，根據以上設計取值可以得出水平管(guan)沉(chen)(chen)(chen)淀池的(de)寬度(du)為平流(liu)式(shi)沉(chen)(chen)(chen)淀池的(de)1.5倍(bei)。

由此可見(jian)，一般情況(kuang)下水平(ping)管(guan)沉淀(dian)池池容為(wei)(wei)平(ping)流式沉淀(dian)池的(de) ，占(zhan)地面(mian)積(ji)也為(wei)(wei)平(ping)流式沉淀(dian)池的(de)9%。顯而(er)易見(jian)，采用水平(ping)管(guan)沉淀(dian)技術(shu)，可大幅度減少水廠占(zhan)地面(mian)積(ji)和工程投資。

二、“水平(ping)管” 對濁度適應范圍(wei)以及對含藻類(lei)、紅蟲原水的(de)處理效果

水平(ping)管沉淀(dian)池良好的(de)(de)沉淀(dian)水力條件和很(hen)短(duan)的(de)(de)沉降距離，懸浮顆粒在較短(duan)的(de)(de)時間(jian)內能接(jie)(jie)觸(chu)到(dao)管底。水平(ping)管沉淀(dian)分離裝置(zhi)內，水走水道，泥(ni)走泥(ni)道，泥(ni)水互不干擾，因此，相對于其他沉淀(dian)方式(shi)，“水平(ping)管”適應的(de)(de)濁度范圍廣(guang)，對密度接(jie)(jie)近水的(de)(de)物(wu)體（如藻類、紅(hong)蟲等(deng)）都有很(hen)高(gao)的(de)(de)去(qu)除率。這(zhe)些有價值的(de)(de)結(jie)論，通過安裝在珠海市拱北水廠內我(wo)公司的(de)(de)“水平(ping)管”裝置(zhi)所做(zuo)的(de)(de)中試試驗得(de)到(dao)了逐(zhu)一(yi)證實。

濁(zhuo)(zhuo)度(du)適(shi)應(ying)范圍(wei)試(shi)(shi)驗：在參(can)考文獻［5］的(de)(de)(de)(de)論文中(zhong)，我們已做(zuo)了(le)抗水(shui)(shui)(shui)力沖擊(ji)(ji)能(neng)力的(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)驗，證(zheng)明(ming)“水(shui)(shui)(shui)平管(guan)”的(de)(de)(de)(de)抗水(shui)(shui)(shui)力沖擊(ji)(ji)能(neng)力是很強(qiang)的(de)(de)(de)(de)。在保持流量不(bu)變情(qing)況下，我們再做(zuo)“水(shui)(shui)(shui)平管(guan)”濁(zhuo)(zhuo)度(du)沖擊(ji)(ji)試(shi)(shi)驗。為(wei)保證(zheng)進(jin)水(shui)(shui)(shui)濁(zhuo)(zhuo)度(du)適(shi)應(ying)貼(tie)近真實，我們取用水(shui)(shui)(shui)源(yuan)地的(de)(de)(de)(de)污泥，通過調(diao)節不(bu)同的(de)(de)(de)(de)進(jin)水(shui)(shui)(shui)濁(zhuo)(zhuo)度(du)，連續運行了(le)180天(tian)后，每2小時取一次樣。得到了(le)大(da)量的(de)(de)(de)(de)實驗數據，結果如下：當進(jin)水(shui)(shui)(shui)濁(zhuo)(zhuo)度(du)10~144NTU時，出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)濁(zhuo)(zhuo)度(du)在0.5NTU以下；當進(jin)水(shui)(shui)(shui)濁(zhuo)(zhuo)度(du)在144 ~1100NTU時，出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)濁(zhuo)(zhuo)度(du)在3.0NTU以下。可見(jian)(jian)水(shui)(shui)(shui)平管(guan)沉淀池抗進(jin)水(shui)(shui)(shui)濁(zhuo)(zhuo)度(du)沖擊(ji)(ji)能(neng)力強(qiang)。試(shi)(shi)驗期間的(de)(de)(de)(de)進(jin)出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)濁(zhuo)(zhuo)度(du)參(can)見(jian)(jian)圖3。 

圖(tu)3 水(shui)(shui)平(ping)管進、出水(shui)(shui)濁度(du)

對含(han)(han)(han)藻(zao)(zao)類(lei)原(yuan)水處(chu)理的(de)(de)(de)定(ding)性試驗(yan)：含(han)(han)(han)藻(zao)(zao)類(lei)的(de)(de)(de)原(yuan)水用常規重力沉(chen)淀的(de)(de)(de)方(fang)法很難沉(chen)淀，我們根據水平管沉(chen)淀理論(lun)做了以下試驗(yan)。往水平管沉(chen)淀池進水端加入(ru)含(han)(han)(han)藻(zao)(zao)類(lei)原(yuan)水，進水濁度約16NTU，持續穩(wen)定(ding)運行后(hou)，在(zai)水平管沉(chen)淀池的(de)(de)(de)進出(chu)(chu)水口每隔1個(ge)小(xiao)時取樣(yang)，各5個(ge)樣(yang)，將進出(chu)(chu)水樣(yang)分別混合均勻，接入(ru)2個(ge)500ml透明干凈(jing)樣(yang)瓶(ping)(ping)中。將原(yuan)水樣(yang)瓶(ping)(ping)與出(chu)(chu)水樣(yang)瓶(ping)(ping)放置在(zai)陽(yang)光充足(zu)的(de)(de)(de)地方(fang)照射。經過近(jin)2個(ge)月時間，發現(xian)(xian)原(yuan)水樣(yang)瓶(ping)(ping)的(de)(de)(de)瓶(ping)(ping)壁上有(you)大量(liang)藻(zao)(zao)類(lei)出(chu)(chu)現(xian)(xian)，而出(chu)(chu)水樣(yang)瓶(ping)(ping)的(de)(de)(de)瓶(ping)(ping)壁上完全沒有(you)藻(zao)(zao)類(lei)痕(hen)跡(ji)。由于試驗(yan)條(tiao)件(jian)限制，我們只做了定(ding)性試驗(yan)。今后(hou)計劃做除藻(zao)(zao)的(de)(de)(de)定(ding)量(liang)試驗(yan)，以便了解水平管沉(chen)淀池的(de)(de)(de)除藻(zao)(zao)效率。

對(dui)含紅(hong)蟲(chong)原(yuan)水(shui)的試(shi)(shi)驗(yan)(yan)：由于紅(hong)蟲(chong)活(huo)體在(zai)水(shui)中(zhong)上下游動，在(zai)斜管、斜板、平(ping)流(liu)式沉淀(dian)池中(zhong)很(hen)難(nan)沉淀(dian)，令某(mou)水(shui)司煩惱不(bu)已，應水(shui)司要求，我們(men)嘗試(shi)(shi)做了幾(ji)次紅(hong)蟲(chong)的去(qu)除(chu)(chu)定性試(shi)(shi)驗(yan)(yan)，意外(wai)發(fa)現效果(guo)很(hen)好，于是(shi)決定再做一次去(qu)除(chu)(chu)定量試(shi)(shi)驗(yan)(yan)。2008年10月14日，“水(shui)平(ping)管”裝(zhuang)置運行穩定后，分(fen)別(bie)(bie)(bie)三次往進水(shui)端加入1000條紅(hong)蟲(chong)，每(mei)次間隔1.5小(xiao)時，每(mei)次加入之后用(yong)100目的尼龍網(wang)在(zai)出水(shui)口持續承(cheng)接1h，出水(shui)口承(cheng)接紅(hong)蟲(chong)分(fen)別(bie)(bie)(bie)有60、40、10條，紅(hong)蟲(chong)去(qu)除(chu)(chu)率(lv)分(fen)別(bie)(bie)(bie)是(shi)94%、96%和99%，說明(ming)“水(shui)平(ping)管”對(dui)紅(hong)蟲(chong)的去(qu)除(chu)(chu)率(lv)很(hen)高(gao)。

以上沉(chen)(chen)淀機理分析(xi)和試(shi)驗結果證(zheng)明了(le)水平管沉(chen)(chen)淀分離技術比(bi)傳統沉(chen)(chen)淀技術有不可比(bi)擬的沉(chen)(chen)淀效果，穩定性好(hao)、耐負荷(he)變化強、應用(yong)范圍廣(guang)。

三、“水(shui)平管”在水(shui)廠的應用

水平(ping)管(guan)沉(chen)淀池(chi)，相(xiang)當于若(ruo)干層微分化的平(ping)流(liu)式(shi)沉(chen)淀池(chi)，具有平(ping)流(liu)式(shi)沉(chen)淀池(chi)的所有優點，但效率比平(ping)流(liu)式(shi)沉(chen)淀池(chi)高9~25倍。由(you)于水平(ping)管(guan)沉(chen)淀效率很(hen)高，大部分懸浮物(wu)會在水平(ping)管(guan)沉(chen)淀分離裝置(zhi)前(qian)(qian)端(duan)1m處沉(chen)淀，泥(ni)(ni)斗(dou)積泥(ni)(ni)量較大，因此(ci)，要加大水平(ping)管(guan)沉(chen)淀池(chi)前(qian)(qian)端(duan)的排(pai)泥(ni)(ni)頻(pin)率，最好(hao)配置(zhi)自動排(pai)泥(ni)(ni)系統。

“水(shui)(shui)平管(guan)”可以運用(yong)于凈(jing)水(shui)(shui)處(chu)理(li)，污水(shui)(shui)處(chu)理(li)、中水(shui)(shui)回用(yong)、高濁度的水(shui)(shui)處(chu)理(li)及其它工(gong)業的懸浮物(wu)沉淀分離(li)。以下重點介紹“水(shui)(shui)平管(guan)”在凈(jing)水(shui)(shui)廠的應(ying)用(yong)。

新建水廠

新(xin)建的(de)水(shui)(shui)廠采用(yong)水(shui)(shui)平管(guan)沉淀分離技術，可減少占地面積，降低建設成本和維(wei)護成本，運(yun)行(xing)穩定，出水(shui)(shui)濁度低。這樣能減輕濾池負荷，延長濾池反(fan)沖(chong)洗周期，減少濾池反(fan)沖(chong)水(shui)(shui)量。

例如：建設一座水(shui)量1×104m3/d的自來(lai)水(shui)廠(chang)，采用(yong)斜管沉(chen)淀池，尺寸為(wei)L8.5×W8.5×H4.7m；而采用(yong)水(shui)平管沉(chen)淀池，尺寸為(wei)L5.5×W6.0×H3.0m。

如果沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)池(chi)(chi)計算壁厚為(wei)300mm，水(shui)池(chi)(chi)占(zhan)地面積(ji)沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)池(chi)(chi)長度(du)和(he)寬度(du)都以池(chi)(chi)外壁尺寸計算，斜管沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)池(chi)(chi)占(zhan)地面積(ji)為(wei)9.1×9.1=83m2，水(shui)平管沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)池(chi)(chi)占(zhan)地面積(ji)為(wei)6.6×6.1=40.3m2。水(shui)平管沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)池(chi)(chi)占(zhan)地面積(ji)為(wei)斜管沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)池(chi)(chi)的49%，建(jian)設成(cheng)本相對應的比斜管沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)池(chi)(chi)低。

老水廠的改造

“水平管”可以應用于以下幾種情(qing)況的水廠改(gai)造：

（1）水(shui)源為地(di)表(biao)水(shui)，濁度(du)波(bo)動很大（受(shou)凌(ling)汛、洪汛、夏(xia)季(ji)暴雨期等影(ying)響），藻類季(ji)節性地(di)爆發(fa)，或受(shou)紅蟲、搖蚊幼蟲等困擾。常(chang)規沉(chen)淀池(chi)不能滿足(zu)要求，致使濾池(chi)出水(shui)水(shui)質下降。

改(gai)造措施：在(zai)保(bao)留(liu)原有(you)主體構筑(zhu)物的前提下，保(bao)留(liu)原有(you)的排泥系(xi)統(tong)，拆除原有(you)沉淀池的內(nei)部設(she)施（如(ru)沉淀池中的斜管、斜板填料），加裝水平管沉淀分離裝置，改(gai)造出水區(qu)。必要時(shi)，還需對(dui)前后構筑(zhu)物（如(ru)絮(xu)凝反應池、過濾池）和設(she)備(bei)進(jin)行配套改(gai)造。

這樣改造的土建工作量少，容易實(shi)施，投入產出(chu)(chu)比高(gao)，通(tong)常水平管沉(chen)淀池的出(chu)(chu)水濁度可(ke)降低到2NTU以下，大(da)大(da)減輕(qing)了濾池的負荷，提(ti)高(gao)了出(chu)(chu)水水質。

如圖4所示，一(yi)座(zuo)水量1.0×104m3/d的水廠斜(xie)管沉淀(dian)池(chi)改造(zao)為(wei)水平(ping)管沉淀(dian)池(chi)的示意(yi)圖。  

圖4 斜管(guan)沉(chen)(chen)淀池改(gai)造為水平管(guan)沉(chen)(chen)淀池    

（2）水(shui)廠供水(shui)范圍的經濟快(kuai)速(su)發展，造成供水(shui)量(liang)嚴重不足(zu)。

改(gai)造(zao)措施(shi)：在保留原有主體構(gou)筑物的(de)前(qian)提下，保留原有的(de)排泥(ni)系統，拆(chai)除原有的(de)沉(chen)淀池(chi)內部設施(shi)，增大進出(chu)水(shui)管道，加裝(zhuang)水(shui)平管沉(chen)淀分(fen)離裝(zhuang)置、改(gai)造(zao)出(chu)水(shui)區。

改造(zao)后(hou)，可(ke)大(da)大(da)提(ti)高(gao)沉淀(dian)(dian)率，以(yi)斜管沉淀(dian)(dian)池改造(zao)為例(li)，處理(li)水(shui)(shui)量比原來(lai)增(zeng)大(da)1倍。利用“水(shui)(shui)平管”對水(shui)(shui)廠改造(zao)挖潛(qian)不僅可(ke)提(ti)高(gao)產水(shui)(shui)量，還可(ke)提(ti)升(sheng)沉淀(dian)(dian)池出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質，降低沉淀(dian)(dian)池的維護(hu)成本(ben)。

例如(ru)：將一座水量2.5×104m3/d的斜(xie)管沉(chen)淀池改造為(wei)水平管沉(chen)淀池，如(ru)果前后工藝(yi)配套合理(li)，水量可(ke)增大到5×104m3/d。

四、“水平管”的發展歷程(cheng)及工程(cheng)實(shi)例

水平管沉淀分離技術從自主立項到實際的工程運行，歷時近五年時間。通過綜合分析平流式沉淀池、斜管（板）沉淀池、澄清池等的優缺點，經過多次試驗，終于研發成功。主要經歷了以下幾個發展階段。
2007年8月，“水平管沉淀分離裝置”在深圳水務集團的國家863安全飲用水保障技術研究基地做試驗；
2007年12月，“水平管(guan)沉淀分(fen)離裝置”在(zai)珠(zhu)海市(shi)拱北水廠中試(shi)成功；

2008年(nian)7月26日 “水平管沉淀分離裝(zhuang)置” 通過(guo)了(le)廣東省(sheng)科(ke)技廳組織的科(ke)技成(cheng)果鑒定(ding)；沈大年(nian)、宋仁元等專家組成(cheng)的鑒定(ding)委(wei)員會(hui)一致認為(wei)該項(xiang)技術(shu)是沉淀工藝的一次重大創新(xin)突破，在技術(shu)上(shang)達到了(le)國際先進水平。

2008 年9月(yue)18日 “水平(ping)管沉淀分離裝置”獲得國(guo)家(jia)創新基金；

2009年10月(yue)，“水平管沉淀分離(li)裝置” 獲得國家發明專(zhuan)利；

2010年(nian)8月中(zhong)旬，“水平管(guan)沉淀分(fen)離裝置(zhi)”在內蒙內蒙古巴彥淖(nao)爾(er)市河(he)套水務公司通(tong)水投入使用(yong)。8月21日，“水平管(guan)沉淀分(fen)離技(ji)術”工(gong)程項(xiang)目應用(yong)現場會的(de)成功召開(kai)，標志著此項(xiang)技(ji)術成果實用(yong)化已具備實際(ji)工(gong)程范例。

以(yi)下為“水(shui)平(ping)管”沉(chen)淀分離技(ji)術在該項目的實際(ji)應用情況(kuang)。

河(he)套(tao)水(shui)(shui)(shui)(shui)務集團有(you)限公司恒源(yuan)供(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)公司（地址：內蒙古自治區巴彥淖(nao)爾市）原水(shui)(shui)(shui)(shui)取自黃河(he)灌溉(gai)水(shui)(shui)(shui)(shui)，基(ji)本上達(da)到《地面水(shui)(shui)(shui)(shui)環境質量標(biao)準(zhun)》（GB 3838-2002)中的Ⅱ類(lei)水(shui)(shui)(shui)(shui)質標(biao)準(zhun)，但原水(shui)(shui)(shui)(shui)含砂量大(da)、濁度高，年(nian)平(ping)均(jun)濁度5000NTU，最(zui)大(da)可達(da)到7000NTU。以前供(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)主要采(cai)用滲(shen)渠取水(shui)(shui)(shui)(shui)，無其他凈水(shui)(shui)(shui)(shui)措施，滲(shen)渠取水(shui)(shui)(shui)(shui)管易淤(yu)塞。

 針對如此高濁(zhuo)度的(de)(de)原水(shui)，河(he)套(tao)水(shui)務集(ji)團經過(guo)多方面(mian)調研，實(shi)地考察我公司的(de)(de)“水(shui)平管”中試裝置，確信水(shui)平管沉淀分離技術(shu)對黃河(he)流域的(de)(de)水(shui)處(chu)理(li)的(de)(de)技術(shu)可(ke)行性，采用“水(shui)平管”建設(she)(she)一座新的(de)(de)水(shui)廠，處(chu)理(li)水(shui)量1×104m3/d，處(chu)理(li)工藝(yi)為“管道混合(he)器+絮凝反應池+水(shui)平管沉淀池”。工藝(yi)流程圖見圖5。主要構(gou)筑(zhu)物和設(she)(she)備如下(xia)：

絮凝反應池：

尺(chi)寸：L4.5×W7.0×H4.0m，數量：1座(zuo)，絮凝時間：18min。

水平管沉(chen)淀池：

設計參(can)數(shu)：水(shui)平流速采用10mm/s，有(you)效沉淀時間為3.3min，

尺寸：L5.5×W7.0×H4.5m，

數量：1座，

進(jin)水(shui)區(qu)采用穿孔(kong)(kong)墻配水(shui)，通過穿孔(kong)(kong)墻將水(shui)流均(jun)勻分布于水(shui)平管(guan)沉淀池整(zheng)個斷面上。

出(chu)水(shui)(shui)區(qu)由孔(kong)(kong)(kong)板(ban)集(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)水(shui)(shui)箱(xiang)和集(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)水(shui)(shui)槽兩(liang)部(bu)分組成。出(chu)水(shui)(shui)經過孔(kong)(kong)(kong)板(ban)集(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)水(shui)(shui)箱(xiang)流進(jin)集(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)水(shui)(shui)槽，孔(kong)(kong)(kong)板(ban)集(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)水(shui)(shui)箱(xiang)上開有若(ruo)干個圓孔(kong)(kong)(kong)，使整個過水(shui)(shui)斷面流速(su)一致。孔(kong)(kong)(kong)板(ban)集(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)水(shui)(shui)箱(xiang)焊接在集(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)水(shui)(shui)槽中央(yang)，集(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)水(shui)(shui)槽與集(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)水(shui)(shui)箱(xiang)連接面開有進(jin)水(shui)(shui)口，使出(chu)水(shui)(shui)流速(su)平(ping)緩，便于集(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)水(shui)(shui)。

污泥(ni)區：水平管沉淀池(chi)設(she)置4個(ge)(ge)排(pai)泥(ni)斗，污泥(ni)順著傾斜(xie)的斗壁快速下滑(hua)并(bing)在泥(ni)斗底部聚沉，壓(ya)縮(suo)污泥(ni)間隙水，減(jian)少污泥(ni)容積。每個(ge)(ge)排(pai)泥(ni)斗安裝(zhuang)一(yi)根(gen)排(pai)泥(ni)管。設(she)置污泥(ni)界面(mian)儀，可根(gen)據污泥(ni)的高度(du)自動排(pai)泥(ni)，也可以手(shou)動排(pai)泥(ni)。 

圖5 工(gong)藝流程(cheng)圖

行(xing)(xing)(xing)車(che)(che)式沖(chong)洗(xi)(xi)系統：“水(shui)平(ping)(ping)管(guan)”巧妙(miao)的結構設計(ji)，在運(yun)行(xing)(xing)(xing)中沒有污(wu)泥積聚。由于該(gai)工程黃(huang)河原水(shui)的濁(zhuo)度(du)高(gao)、黏(nian)性(xing)大，“水(shui)平(ping)(ping)管(guan)”也可能會(hui)像斜管(guan)沉淀池(chi)的斜管(guan)那樣，管(guan)壁有少許結垢。為了減(jian)少勞動(dong)強(qiang)度(du)，進行(xing)(xing)(xing)不(bu)停水(shui)清(qing)(qing)洗(xi)(xi)，特(te)意(yi)配套了行(xing)(xing)(xing)車(che)(che)式沖(chong)洗(xi)(xi)系統，沖(chong)洗(xi)(xi)過(guo)(guo)程出(chu)水(shui)濁(zhuo)度(du)稍有提高(gao)，但不(bu)會(hui)影響正常供水(shui)。清(qing)(qing)洗(xi)(xi)工作時，通過(guo)(guo)電動(dong)減(jian)速機驅(qu)動(dong)，帶動(dong)沖(chong)洗(xi)(xi)小車(che)(che)沿著鋪設的2條(tiao)鋼軌往復運(yun)動(dong)。同(tong)時潛(qian)水(shui)泵抽取澄(cheng)清(qing)(qing)水(shui)通過(guo)(guo)沖(chong)洗(xi)(xi)水(shui)管(guan)沖(chong)洗(xi)(xi)水(shui)平(ping)(ping)管(guan)沉淀分離裝置。沖(chong)洗(xi)(xi)水(shui)管(guan)為2根成90°的不(bu)銹鋼管(guan)，上面(mian)焊接噴頭，在豎直和水(shui)平(ping)(ping)方(fang)向同(tong)步(bu)沖(chong)洗(xi)(xi)，以達到全方(fang)位清(qing)(qing)洗(xi)(xi)目的。該(gai)系統自動(dong)運(yun)行(xing)(xing)(xing)，方(fang)便管(guan)理。

該水(shui)(shui)廠于2010年8月(yue)17日(ri)投入運行(xing)，至收稿日(ri)期止，水(shui)(shui)平管(guan)沉淀(dian)分離裝置(zhi)排泥(ni)(ni)順暢，無(wu)積泥(ni)(ni)現象，運行(xing)的水(shui)(shui)量、水(shui)(shui)質均達到設計要求，運行(xing)數據如下(xia)：

原水濁度：通(tong)常50~600NTU左(zuo)右，峰值可(ke)達7000 NTU；

出水濁度(du)：1NTU左右；

投加PAC的劑量在5~10mg/L，高濁度時(shi)需投加PAM。 

圖6 

新增運行中(zhong)的(de)日產(chan)1萬(wan)噸“水(shui)平管”凈(jing)水(shui)廠

五、“水平管”裝置(zhi)選型說明

盡管(guan)“水(shui)平(ping)管(guan)”是基于(yu)100多年(nian)前的(de)“淺(qian)池理(li)論”設(she)計的(de)，使(shi)用上(shang)也非常方便，但在設(she)計理(li)念上(shang)有(you)獨特到的(de)創(chuang)新之處，與傳統的(de)斜管(guan)（板(ban)）有(you)所不同(tong)。

“水(shui)平管”裝(zhuang)置矩形結構(gou)，工廠(chang)模塊化生產(chan)，可組成任(ren)意(yi)的產(chan)水(shui)量(liang)，可因地(di)制宜靈(ling)活安裝(zhuang)，施工非常方便。根(gen)據(ju)進(jin)水(shui)水(shui)質濁(zhuo)(zhuo)度(du)由(you)低到高劃分(fen)，“水(shui)平管”可分(fen)為A、B、C和D等4種不同規(gui)格。以濁(zhuo)(zhuo)度(du)為500NTU以下(xia)的湖泊江河水(shui)為例(li)，“水(shui)平管”應選(xuan)(xuan)A型， 下(xia)面以凈水(shui)廠(chang)為例(li)，作(zuo)為“水(shui)平管”的選(xuan)(xuan)型參考。其(qi)他行業的水(shui)處(chu)理(li)選(xuan)(xuan)型可與筆者(zhe)進(jin)行交流。

“水(shui)平管”的主(zhu)要(yao)設計參數(shu)：水(shui)平流(liu)速采用7-14mm/s，有效(xiao)沉淀時間為(wei)3~5min。

已知條件

設計(ji)水量：Q=20000m3/d=0.231m3/s；為(wei)留(liu)有余量，水平流速通常取值(zhi)ν=10mm/s=0.01m/s，有效沉淀時間為(wei)t=3min=180s。

設計計算

水平管沉淀(dian)池分n=2格(ge)獨立運行。

每格水平管沉淀(dian)池的(de)“水平管”裝置橫截面積：

A= m2

“水平管(guan)”裝(zhuang)置(zhi)的(de)高度規格(ge)為1.0m、2.0m等整數倍，考慮到沉淀池的(de)水深和排泥(ni)道的(de)布置(zhi)，高度h一般取2m，那(nei)么“水平管(guan)”裝(zhuang)置(zhi)寬度W= m。

 “水平管(guan)”裝置的長度L=υ×t=0.01×180=1.8m，取整數2.0m。

根據以(yi)上計(ji)算(suan)，處理水(shui)量Q=20000m3/d的水(shui)廠選用(yong)2套“水(shui)平(ping)管”裝(zhuang)置，每套“水(shui)平(ping)管”裝(zhuang)置尺寸為L×W×h=2×5.8×2m。

水(shui)平管(guan)沉淀池其他部分(fen)設計（如進水(shui)區、出水(shui)區、排泥），請參(can)考給(gei)水(shui)排水(shui)設計手(shou)冊與現行設計規范，在此(ci)不再贅(zhui)述(shu)。

六、結束語

“水平管(guan)”是目前最(zui)接近(jin)“淺池(chi)理論”的(de)沉淀技術(shu)(shu)(shu)，經過近(jin)5年(nian)的(de)技術(shu)(shu)(shu)研(yan)發(fa)(fa)、中試和(he)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)應用(yong)，日趨成(cheng)熟和(he)完(wan)善(shan)，1×104m3/d的(de)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)成(cheng)功應用(yong)，標志著此(ci)項技術(shu)(shu)(shu)成(cheng)果已轉化為工(gong)(gong)(gong)程(cheng)范(fan)例，為該技術(shu)(shu)(shu)的(de)進一步推廣應用(yong)奠(dian)定了(le)良好的(de)基礎。現已研(yan)發(fa)(fa)出配套的(de)“水平管(guan)”自動(dong)化生(sheng)產線，不(bu)久將投入工(gong)(gong)(gong)業(ye)化生(sheng)產。 “水平管(guan)”有望逐步替代平流沉淀池(chi)、斜管(guan)（板(ban)）沉淀池(chi)，成(cheng)為水處理的(de)主流沉淀技術(shu)(shu)(shu)。

盡(jin)管“水平管”工(gong)程應用效果令人滿意，還(huan)需做好相關運行數據的(de)(de)積累，不斷創新，研究“水平管”對不同源水的(de)(de)適用性，盡(jin)快應用于更多的(de)(de)水處理(li)項目。我們(men)相信“水平管沉淀分離(li)技術” 將會在全(quan)國(guo)乃至(zhi)全(quan)世界得到廣(guang)泛的(de)(de)應用！

特別鳴謝：中國科技(ji)部科技(ji)型(xing)中小企(qi)業技(ji)術(shu)創(chuang)新基金管理中心(xin)、中國水(shui)(shui)協(xie)、廣(guang)東省科技(ji)廳、珠海市科技(ji)局、深圳市水(shui)(shui)務(wu)（集(ji)團(tuan)(tuan)）有限公司(si)、珠海市水(shui)(shui)務(wu)集(ji)團(tuan)(tuan)、河套(tao)水(shui)(shui)務(wu)集(ji)團(tuan)(tuan)等大力(li)支持，還有“水(shui)(shui)平(ping)管沉淀分離裝(zhuang)置”鑒定會宋(song)仁元、沈大年等專家(jia)組成員一直以來(lai)的關(guan)心(xin)和支持。在此(ci)表示衷心(xin)的感謝。

參考文獻：

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 ［4］嚴(yan)煦世主編 給水工程，第四版，北京(jing)，中國建(jian)筑工業出(chu)版社，1999.

［5］張建國、張良純．水平管沉淀分離裝置的研究．中國給水排水，2008,24（9）：47-51.

 ［6］張建國、張良純．水平管沉(chen)淀分(fen)離新技術的研(yan)究與應(ying)用．第八屆(jie)深港(gang)珠(zhu)澳供水界學術交流會暨第五屆(jie)海峽(xia)兩岸水質安(an)全技術與管理研(yan)討會論文集，2009,10.28-29.

［7］“水平管沉淀分離技術” 工程項目應用現(xian)場會順利(li)召開，中國(guo)水星

［8］“水平管沉(chen)淀分離技術”進入實用(yong)階段(duan)，中國水網

作者單位：

陳球 張良純 張建國：珠(zhu)海九通水務有限公司（廣東 珠(zhu)海）

楊有祿：河套水務集團（內蒙古  巴彥淖爾）

（作者通(tong)訊地址：廣(guang)東省珠海市(shi)梅華東路302號  電(dian)話：0756-2269599   公司網址：）  收稿日期(qi)：2010-9-1）

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