池底结构对高效沉淀池效果的影响探讨

池底结构对高效沉淀池效果的影响探讨

童明明

身份证：610602198408122454

摘要：高效沉淀池（High Efficiency Sludge）是目前国内外普遍采用的一种沉淀池形式。与传统的平流式、斜板式和混流式沉淀池相比，它具有池体结构简单、占地面积小、能耗低、出水水质好、运行费用低等优点。高效沉淀池采用斜板沉淀，沉淀时，水流自上向下运动，通过斜板的垂直碰撞和水流剪切力对颗粒进行有效的加速和分离。在一定程度上提高了水的流速，使水中的微小颗粒得以在较短的时间内沉降下来，从而达到净化污水的目的。因此，对于高效沉淀池而言，池底结构对其处理效果有着至关重要的影响。

关键词：池底结构；高效沉淀池效果；影响探讨

引言

在环境保护意识不断提高，水资源越来越紧张的今天，高效沉淀池这一重要污水处理设备的优化设计及提高运行效果就变得非常重要。池底结构是高效沉淀池中的一个重要环节，池底结构的形状，大小及布置形式直接影响水流状况，颗粒沉降速度及污泥沉淀效率等。

1.池底结构对于高效沉淀池的作用讨论

高效沉淀池是斜板沉淀的一种，它的处理效果和池底的结构有密切关系。一方面斜板倾斜角度及间距对水流速度场，压力场及浓度场分布有直接影响；另一方面斜板内水流流动状态还影响颗粒沉降速度进而对出水水质产生影响。所以，在斜板结构参数确定的情况下，选用合理池底结构对改善高效沉淀池出水水质至关重要。一般高效沉淀池的池底结构可分为4种:1、平流式；2.斜板式；3.斜板岛式；4.平流岛式。通过4种不同池底结构高效沉淀池的实验研究，归纳了高效沉淀池在不同池底结构中的处理效果变化规律。

2.池底结构在高效沉淀池中作用机理分析

高效沉淀池的工作机制是通过将活性污泥中的微粒与悬浮微粒进行分离，以实现污水净化的目标。为了使活性污泥内颗粒得到较好的沉降，悬浮颗粒应该尽量延长在沉淀区的滞留时间，使之迅速下沉。为此高效沉淀池内布置斜板和竖管两种沉淀构筑物。将上述构筑物布置于沉淀池内，一方面可通过斜板，竖管及其他构筑物来达到颗粒加速分离的目的；另一方面，这些构筑物的布置和设置又影响到水在池中的流动状况，进而影响到颗粒的沉降速度。

2.1池底结构在水质净化中的作用机理

高效沉淀池内水流流动状态主要由进水口，出水口，斜板等形状大小决定。其中斜板形状和大小对处理效果有显着影响，而在这些因素中又以斜板倾角为最为关键。由于水流对斜板流速不均，将导致颗粒发生定向运动，这些定向运动将导致颗粒间摩擦阻力增大，进而加快颗粒沉降速度。所以在同一进水口与出水口的位置情况下，如果斜板倾角不等，出水水质会有一定差别。现将这些池底结构中出水水质变化规律分别叙述如下。

2.2池底结构影响污泥沉淀的作用机理研究

当沉淀池进水流量确定时，池底结构对池中水流流速，污泥沉降速度及其他参数影响显着。例如，在池底呈矩形形状的情况下，沉淀区内的水流在与池底平行的方向上具有最大的流速；而当池底设计为梯形时，沉淀区内的水流在垂直于池底的方向上流速达到最大值；反之，在池底为圆形的情况下，流速则处于中等水平。通过上述分析表明：相同流量时矩形池底部沉淀区水流流速达到最大值；且斜板沉淀池中水流速度的大小及方向均保持恒定。由于矩形池底为圆形，斜板沉淀池中流速值受斜板倾角影响较大。斜板倾角比较小的情况下，它在竖直水流方向的速度最大；斜板倾角越大，它在竖直水流方向的速度最低。

3.池底结构优化促进高效沉淀池作用的策略论述

在处理污水的过程中，高效沉淀池的底部结构设计对其处理效果起到了决定性的作用。因此，在设计池底结构时，必须全面考虑污水、污泥以及沉淀池其他部分之间的相互关系，尽可能地确保各个构件在重力作用下所产生的有效沉降空间。本项研究以水厂为例，选用平流式，斜板式及混流式3种不同的池底结构对其进行了模拟计算。在实际工程基础上，结合本水厂设计参数和工艺条件分别分析如下。

3.1优化池底结构，增强水质净化效果

为了深入了解池底结构如何影响高效沉淀池的处理效果，我们按照特定的比例将其划分为1/4、1/2、2/3三个实验组，并在各种不同的池底结构条件下进行了实验研究。其中1/4组为常规池底结构,2/3组为斜板式池底结构,3/3组为混流池底结构。实验时每15 min采样1次。用HPLC法分析水样，并检测了水样COD,SS,NH3-N,TN和TP水质指标。分析研究表明：斜板式沉淀池普通池底结构水流流速越大颗粒沉降越快，斜板越靠近池底颗粒沉降越快；但斜板式沉淀池斜板间距2m处颗粒沉降最快。

3.2优化池底结构，提高污泥的沉淀效率

池底结构对沉淀池的处理效果有显着影响，可通过对池底结构进行优化以提高污泥沉淀效率。传统平流式沉淀池池底一般采用混凝土或者钢结构，体积庞大，从而导致水力停留时间较长，从而导致沉淀时间过长和污泥浓度偏低。混流式沉淀池中因池底是混凝土结构而体积小，但停留时间又短，所以从水力停留时间来看是很短的。2种池底结构均很难保证污泥沉降速度及污泥浓度充足，从而难以达到理想污泥沉淀效率。

3.3本实用新型优化了池底结构，提高了高效沉淀池的整体效益

在高效沉淀池的设计中，要想改善处理效果就需要对池底的结构进行优化。对不同池底结构可根据具体利弊加以选用。增大池底面积可改善沉淀池处理效果。以常规平流式沉淀池为例，用斜板沉淀时因斜板平行于沉淀池平面，表面流速大，从而对颗粒沉降速度有很大影响。

4.对池底结构进行了实例研究

在实践中，池底结构选择与优化对于高效沉淀池运行效果具有重要影响。以一大型污水处理厂为例，该工厂以高效沉淀池为主要处理单元，池底结构优化后出水水质及污泥沉淀效率显着改善。本厂原为平流式池底，在运行中发现出水水质起伏大，污泥沉淀效率不高。为了解决这一难题，技术团队在池底结构上做了深入的研究，最终确定使用斜板式池底结构作为改造方案。改造后高效沉淀池出水水质显着改善,COD,SS等主要指标满足排放标准要求，污泥沉淀效率显著提高。另外，本厂试用斜板式池底结构加装斜板岛式的设计来进一步改善处理效果。经实验证明，该组合式池底结构进一步提高污泥沉淀效率和降低污泥含水率以减轻后续处理工艺负荷，同时确保出水水质。

结束语

通过深入研究池底结构影响高效沉淀池处理结果的机理，本研究揭示出池底结构对于高效沉淀起着至关重要的作用。同时根据实际应用案例表明，本论文所提池底结构优化策略对增强水质净化效果、提高污泥沉淀效率具有显著效果。这些优化策略既有利于促进高效沉淀池处理结果的改善，又可为相关领域工程设计及运行管理等方面提供有益借鉴。展望将来，由于科技持续发展和环境保护标准日趋严格，高效沉淀池的设计与运营将更加侧重于节能、减少排放和智能化方面。期待着通过对池底结构等关键部件的持续优化，使高效沉淀池处理效率得到进一步提升，从而在环境保护及水资源可持续利用方面发挥更大作用。

参考文献

[1]林志钦. 方形辐流式沉淀池锥形池底二次结构施工技术探析[J]. 福建建筑, 2021, (11): 77-81.

[2]王英, 张国辉, 卢静, 童云, 杨剑. 国内外浮法玻璃熔窑结构分析对比[J]. 玻璃与搪瓷, 2015, 43 (01): 29-33.

[3]左泽方, 吴晓, 张国红. 低铁高透过率太阳能玻璃熔窑窑池结构[J]. 建材世界, 2010, 31 (06): 80-84+96.