广 东 化 工 2012年 第7期
· 132 · www.gdchem.com 第39卷 总第231期
斜管沉淀池应用于二沉池的弊端及解决措施
(深圳市深港产学研环保工程技术股份有限公司 运营中心，广东 深圳 518057)
[摘 要]某污水厂因项目用地紧张，二次沉淀池采用斜管沉淀池。在运行中发现，存在斜管管顶积泥严重等弊端，不仅影响了后续的处理工序，而且增加了运行维护的工作量。为此，对相应弊端产生的原因进行了分析，并实施了有效地解决措施，进而使出水水质得到了明显改善。
[关键词]斜管沉淀池；二次沉淀池；斜管积泥
[中图分类号]X [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2012)07-0132-02
张春燕
Drawbacks and Measures of Tube Settler Applied to the Secondary Settling Tank
Zhang Chunyan
(Operations Center IER Environmental Protection Engineering Co., Ltd., of Shenzhen City, Shenzhen 518057, China)
Abstract: Tube settler was applied to the secondary settling tank due to the tight project site in the wastewater treatment plant. In operation, there were many drawbacks, for example, plot mud at the top of the tubes, not only affected the subsequent treatment processes, but also increased the workload of operation and maintenance. To this end, the causes of the corresponding drawbacks and the effective measures to solve the above drawbacks were discoursed, and then the water quality has been significantly improved.
Keywords: tube settler；the secondary settling tank；plot mud of tube settler
斜管沉淀池是根据“浅层沉淀”理论，在沉淀池中加设蜂窝斜管，以提高沉淀效率的一种沉淀池。它具有沉淀效率高、停留时间短、占地少等优点。斜管沉淀池应用于城市污水的初次沉淀池中，其处理效果稳定，维护管理工作量也不大；斜管沉淀池应用于城市污水的二次沉淀池中，当固体负荷过大时，其处理效果不太稳定，耐冲击负荷的能力较差[1]。
1 概况
1.1 项目概况
某污水处理厂，为山东省海河流域水污染治理“十一五”规划项目，以BOT 模式建设，建设规模为5万吨/日，采用“一级强化+A/O+臭氧氧化+人工快渗深度处理”工艺。厂区位于某市工业园区内，占地面积100.05亩，主要收集园区范围内生活污水和工业废水，处理达标水就近排入秦台干沟，而后汇入潮河。该项目于2010年12月份通过环保验收，执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B 标准。
图2 斜管沉淀池上层平面
Fig.2 Upper floor plan of the tube settler
图1 工艺流程 Fig.1 Process Flow Dagram
1.2 斜管沉淀池介绍
该项目共建有3套生化系统，分期建设，并联运行，在此分别称为1 #、2 #、3 #生化系统，其建设规模依次为1万吨/日、2万吨/日、2万吨/日。1 #、2 #生化系统二次沉淀池采用平流式沉淀池，而3 #生化系统因后期项目建设用地紧张则采用了斜管沉淀池作为二次沉淀池。
按水流与沉泥的相对运动方向，该斜管沉淀池采用升流式异向流形式，设计固体负荷为167 kg/(m2·d)(日平均流量取2万吨/日，平均混合液浓度取3000 mg/L)。斜管采用乙丙共聚材质，孔径80 mm，斜管斜长1.2 m，斜管安装倾角60°。斜管区底部缓冲层高度1.0 m；斜管上部水深0.7 m。进水方式采用穿孔墙整流布水，出水方式采用多槽出水。
该斜管沉淀池上层平面及底层平面，分别见图2、图3。
图3 斜管沉淀池底层平面
Fig.3 The underlying plan of the tube settler
2 存在问题
随着园区排水管网水量的增大，2011年5月份3 #生化系统正式投入使用，超出1 #、2 #生化系统设计处理能力的污水进入3 #生化系统，该系统日进水量200~400 m3/h。运行一段时间发现：斜管沉淀池始段斜管上会出现一层黄褐色的絮状积泥(尤其是在沉淀池的前端约10 m范围内) ，但沿配水方向，此种现象逐渐减弱，直至消失。沉淀池运行1周左右，该泥层厚度可达3~5 cm，如不予处理，将会逐渐加厚；随着积泥的增厚，在整个池面上将
[收稿日期] 2011-09-05
[作者简介] 张春燕(1981-)，女，河南开封人，本科，主要研究方向为污水运营管理。
2012年 第7期 广 东 化 工 第39卷 总第231期 www.gdchem.com · 133 ·
会出现许多气泡，并伴随着大大小小的泥柱上浮，该泥柱断面尺寸规则(即呈蜂窝填料的断面形状) ，但长短不一，长者可达30~40 cm ，有的泥柱表层呈现黄褐色，有的呈现灰黑色，该泥柱极易被出水水流打散继而流出溢流堰，严重干扰了后续的污水处理工序。
3
斜管沉淀池进水端泛泥加重。 其次，当日进水量超出400 m/h时，
因存在以上因素，该斜管沉淀池就如一个瓶颈，严重制约了3 #生化系统发挥其应有的设计处理能力；同时，斜管沉淀池每周进行1次降水位冲洗，不仅增加了运行人员的劳动强度，且对后续的处理工序造成了一定的影响。
斜管沉淀池斜管顶部积泥，见图4。
排泥管线的设计、泵的选型及摆放位置不合理，导致各个污泥斗的积泥未能及时回流或作为剩余污泥排放，久而久之造成积泥厌氧而上浮；且随着泥斗及缓冲层泥位的不断增高，将会缩短污水在沉淀池内的停留时间，进而造成斜管顶部积泥及出水水质恶化。
3.4 沉淀池进口端缺乏缓冲措施
为使水流能均匀地进入斜管填料下的配水层，该沉淀池选用穿孔墙整流，穿孔流速设计为0.60 m/s(经复核，该流速设计偏大) 。A/O池O 段曝气混合液流经穿孔墙后，以较高的配水流速直接进入配水层，配水层水的流速在很短的时间内突然减小，同时旋转120 °进入斜管，形成一定强度的速度梯度。形体大而松散的活性污泥絮体，在配水层与斜管的交界面处被剪碎，进入斜管后，不可能在短时间内通过斜管沉降下来，从而导致斜管顶部积泥，出水浑浊。
3.5 未设置斜管冲洗措施
原设计中，未考虑斜管冲洗措施，实际运行中若斜管填料顶部积泥及池面上浮的泥柱未及时清理，将会越积越厚或越积越多，使沉淀池出水水质恶化，严重者可导致斜管填料变形或局部塌陷。其次，每周均需通过降水位来冲洗斜管填料，不仅增加了运行人员的劳动强度，且影响了系统的整体运行。
4 解决措施
图4 斜管顶部积泥
Fig.4 Plot mud at the top of the Tubes
为解决斜管沉淀池存在的上述问题，厂内先后进行了多次技改，具体措施如下： 4.1 工程措施
(1)更换部分受损变形的斜管填料，并外请专业人员进行了重新安装，对脱焊的填料片进行了加焊；
(2)对斜管填料承托层重新进行了加固及防腐处理；
(3)对污泥回流管线进行了整改，并对泵的型号、数量、流量及安装位置等进行了调整，确保污泥回流及剩余污泥排放顺畅；
(4)增大穿孔墙的过流面积，降低穿孔流速。 4.2 运行措施
(1)控制进入斜管沉淀池曝气混合液的污泥浓度及溶解氧的浓度，MLSS 控制在3000 mg/L左右，DO 控制在2 mg/L左右；
(2)定期对泥斗积泥进行清空，并对污泥回流泵及排泥阀门适时进行有效地切换及维护；
(3)定期对斜管填料进行有效地冲洗。
通过以上技改措施，斜管沉淀池的现状得到了有效地改观。然考虑到斜管沉淀池长期稳定运行，尚待完善的事宜如下：①在曝气混合液流经穿孔墙后，进入配水层前，增设缓冲带，降低絮状活性污泥所受的剪切力，从而降低斜管顶部积泥的冲洗频率；②将斜管的手动冲洗，改为自动冲洗，减轻运行人员的劳动量。
3 原因分析
分析上述存在问题，形成的主要因素汇总如下： 3.1 沉淀池的进水特性
该斜管沉淀池的进水为具有一定浓度的曝气混合液，MLSS 一般在3000~3500 mg/L，活性污泥中富含的微生物会逐渐在蜂窝斜管的内壁附着生长，从而形成厚度不一的生物膜，时间久了造成斜管堵塞。
3.2 斜管填料受损变形
该斜管沉淀池建成后，未立即投入使用，冬季池水结冰，斜管填料顶部形成了厚度高达30 cm左右的冰块，对填料造成了一定的挤压，导致填料的安装角度由原来60°变成了45°左右，且部分填料出现塌陷；填料安装倾角的变小导致了沉淀积泥不能及时滑落而阻塞斜管。此外，部分斜管填料片与片之间出现开焊，在运行中发现在开焊处附近，斜管顶部积泥较严重。 3.3 污泥回流及剩余污泥排放不畅
该斜管沉淀池采用多斗排泥，共设有40个泥斗，每10个泥斗为一组，沿池宽方向、相邻的两个泥斗共用一根排泥支管(排泥支管的末端设置1个手动闸阀) ，5根排泥支管汇入一根排泥总支管，故整个斜管沉淀池共敷设有4根排泥总支管，4根排泥总支
1用1备) 管末端与2台管道式无堵塞污泥泵(单台流量：60 m3/h，
相连，具体管道走向、泵及阀门等的布置，详见图3。
实际运行中存在如下问题：(1)靠近泵一侧泥斗的积泥较容易被抽离，而远离泵一侧的泥斗(即曝气混合液的入口端) 沉积的污泥量大，反而不易被抽离，排泥阀门内侧的污泥斗表现尤为严重。运行中，靠手动调节排泥支管上闸阀的开启度来调节流量，很有限。(2)泵的抽吸力不够，且远达不到活性污泥法污泥回流比的要求。
(上接第154页)
5 结论
斜管沉淀池应用于城市污水的二次沉淀池中，不如平流式沉淀池或辐流式沉淀池操作维护方便、出水水质稳定及耐冲击负荷能力强。如因各种因素，不得不采用时，应参考相同或类似的运行良好的工程实例来慎重选取相关参数，并严把工程建设期及设备安装期的关键环节，进而确保斜管沉淀池发挥其应有的功效。
参考文献
[1]北京市市政工程设计研究总院．城镇排水[M]．北京：中国建筑工业出版社，2004．
(本文文献格式：张春燕．斜管沉淀池应用于二沉池的弊端及解决措施[J]．广东化工，2012，39(7)：132-133)
参考文献
[1]李晓莲，王兵．含油污水处理有机高分子浮选剂的研究[J]．化工进展，2009，28(10)：412-413． [2]涂华，曹磊．石油炼厂废水处理用高效气浮剂的研究[J]．广东化工，2006，33(4)：80-82． [3]张继武，张强，朱友益，等．浮选技术净化含油污水的现状及展望[J]．过滤与分离，2002，12(2)：8-10．
[4]高廷耀，顾国维．水污染控制工程[M]．北京：高等教育出版社，2007(7)：62-63．
[5]韩洪军．含油废水电解气浮的理论和试验[J]．石油化工环境保护，1993(1)．
(本文文献格式：涂华，余录，周锡兰．含油废水气浮技术的应用现状及展望[J]．广东化工，2012，39(7)：154)
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斜管沉淀池应用于二沉池的弊端及解决措施
(深圳市深港产学研环保工程技术股份有限公司 运营中心，广东 深圳 518057)
[摘 要]某污水厂因项目用地紧张，二次沉淀池采用斜管沉淀池。在运行中发现，存在斜管管顶积泥严重等弊端，不仅影响了后续的处理工序，而且增加了运行维护的工作量。为此，对相应弊端产生的原因进行了分析，并实施了有效地解决措施，进而使出水水质得到了明显改善。
[关键词]斜管沉淀池；二次沉淀池；斜管积泥
[中图分类号]X [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2012)07-0132-02
张春燕
Drawbacks and Measures of Tube Settler Applied to the Secondary Settling Tank
Zhang Chunyan
(Operations Center IER Environmental Protection Engineering Co., Ltd., of Shenzhen City, Shenzhen 518057, China)
Abstract: Tube settler was applied to the secondary settling tank due to the tight project site in the wastewater treatment plant. In operation, there were many drawbacks, for example, plot mud at the top of the tubes, not only affected the subsequent treatment processes, but also increased the workload of operation and maintenance. To this end, the causes of the corresponding drawbacks and the effective measures to solve the above drawbacks were discoursed, and then the water quality has been significantly improved.
Keywords: tube settler；the secondary settling tank；plot mud of tube settler
斜管沉淀池是根据“浅层沉淀”理论，在沉淀池中加设蜂窝斜管，以提高沉淀效率的一种沉淀池。它具有沉淀效率高、停留时间短、占地少等优点。斜管沉淀池应用于城市污水的初次沉淀池中，其处理效果稳定，维护管理工作量也不大；斜管沉淀池应用于城市污水的二次沉淀池中，当固体负荷过大时，其处理效果不太稳定，耐冲击负荷的能力较差[1]。
1 概况
1.1 项目概况
某污水处理厂，为山东省海河流域水污染治理“十一五”规划项目，以BOT 模式建设，建设规模为5万吨/日，采用“一级强化+A/O+臭氧氧化+人工快渗深度处理”工艺。厂区位于某市工业园区内，占地面积100.05亩，主要收集园区范围内生活污水和工业废水，处理达标水就近排入秦台干沟，而后汇入潮河。该项目于2010年12月份通过环保验收，执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B 标准。
图2 斜管沉淀池上层平面
Fig.2 Upper floor plan of the tube settler
图1 工艺流程 Fig.1 Process Flow Dagram
1.2 斜管沉淀池介绍
该项目共建有3套生化系统，分期建设，并联运行，在此分别称为1 #、2 #、3 #生化系统，其建设规模依次为1万吨/日、2万吨/日、2万吨/日。1 #、2 #生化系统二次沉淀池采用平流式沉淀池，而3 #生化系统因后期项目建设用地紧张则采用了斜管沉淀池作为二次沉淀池。
按水流与沉泥的相对运动方向，该斜管沉淀池采用升流式异向流形式，设计固体负荷为167 kg/(m2·d)(日平均流量取2万吨/日，平均混合液浓度取3000 mg/L)。斜管采用乙丙共聚材质，孔径80 mm，斜管斜长1.2 m，斜管安装倾角60°。斜管区底部缓冲层高度1.0 m；斜管上部水深0.7 m。进水方式采用穿孔墙整流布水，出水方式采用多槽出水。
该斜管沉淀池上层平面及底层平面，分别见图2、图3。
图3 斜管沉淀池底层平面
Fig.3 The underlying plan of the tube settler
2 存在问题
随着园区排水管网水量的增大，2011年5月份3 #生化系统正式投入使用，超出1 #、2 #生化系统设计处理能力的污水进入3 #生化系统，该系统日进水量200~400 m3/h。运行一段时间发现：斜管沉淀池始段斜管上会出现一层黄褐色的絮状积泥(尤其是在沉淀池的前端约10 m范围内) ，但沿配水方向，此种现象逐渐减弱，直至消失。沉淀池运行1周左右，该泥层厚度可达3~5 cm，如不予处理，将会逐渐加厚；随着积泥的增厚，在整个池面上将
[收稿日期] 2011-09-05
[作者简介] 张春燕(1981-)，女，河南开封人，本科，主要研究方向为污水运营管理。
2012年 第7期 广 东 化 工 第39卷 总第231期 www.gdchem.com · 133 ·
会出现许多气泡，并伴随着大大小小的泥柱上浮，该泥柱断面尺寸规则(即呈蜂窝填料的断面形状) ，但长短不一，长者可达30~40 cm ，有的泥柱表层呈现黄褐色，有的呈现灰黑色，该泥柱极易被出水水流打散继而流出溢流堰，严重干扰了后续的污水处理工序。
3
斜管沉淀池进水端泛泥加重。 其次，当日进水量超出400 m/h时，
因存在以上因素，该斜管沉淀池就如一个瓶颈，严重制约了3 #生化系统发挥其应有的设计处理能力；同时，斜管沉淀池每周进行1次降水位冲洗，不仅增加了运行人员的劳动强度，且对后续的处理工序造成了一定的影响。
斜管沉淀池斜管顶部积泥，见图4。
排泥管线的设计、泵的选型及摆放位置不合理，导致各个污泥斗的积泥未能及时回流或作为剩余污泥排放，久而久之造成积泥厌氧而上浮；且随着泥斗及缓冲层泥位的不断增高，将会缩短污水在沉淀池内的停留时间，进而造成斜管顶部积泥及出水水质恶化。
3.4 沉淀池进口端缺乏缓冲措施
为使水流能均匀地进入斜管填料下的配水层，该沉淀池选用穿孔墙整流，穿孔流速设计为0.60 m/s(经复核，该流速设计偏大) 。A/O池O 段曝气混合液流经穿孔墙后，以较高的配水流速直接进入配水层，配水层水的流速在很短的时间内突然减小，同时旋转120 °进入斜管，形成一定强度的速度梯度。形体大而松散的活性污泥絮体，在配水层与斜管的交界面处被剪碎，进入斜管后，不可能在短时间内通过斜管沉降下来，从而导致斜管顶部积泥，出水浑浊。
3.5 未设置斜管冲洗措施
原设计中，未考虑斜管冲洗措施，实际运行中若斜管填料顶部积泥及池面上浮的泥柱未及时清理，将会越积越厚或越积越多，使沉淀池出水水质恶化，严重者可导致斜管填料变形或局部塌陷。其次，每周均需通过降水位来冲洗斜管填料，不仅增加了运行人员的劳动强度，且影响了系统的整体运行。
4 解决措施
图4 斜管顶部积泥
Fig.4 Plot mud at the top of the Tubes
为解决斜管沉淀池存在的上述问题，厂内先后进行了多次技改，具体措施如下： 4.1 工程措施
(1)更换部分受损变形的斜管填料，并外请专业人员进行了重新安装，对脱焊的填料片进行了加焊；
(2)对斜管填料承托层重新进行了加固及防腐处理；
(3)对污泥回流管线进行了整改，并对泵的型号、数量、流量及安装位置等进行了调整，确保污泥回流及剩余污泥排放顺畅；
(4)增大穿孔墙的过流面积，降低穿孔流速。 4.2 运行措施
(1)控制进入斜管沉淀池曝气混合液的污泥浓度及溶解氧的浓度，MLSS 控制在3000 mg/L左右，DO 控制在2 mg/L左右；
(2)定期对泥斗积泥进行清空，并对污泥回流泵及排泥阀门适时进行有效地切换及维护；
(3)定期对斜管填料进行有效地冲洗。
通过以上技改措施，斜管沉淀池的现状得到了有效地改观。然考虑到斜管沉淀池长期稳定运行，尚待完善的事宜如下：①在曝气混合液流经穿孔墙后，进入配水层前，增设缓冲带，降低絮状活性污泥所受的剪切力，从而降低斜管顶部积泥的冲洗频率；②将斜管的手动冲洗，改为自动冲洗，减轻运行人员的劳动量。
3 原因分析
分析上述存在问题，形成的主要因素汇总如下： 3.1 沉淀池的进水特性
该斜管沉淀池的进水为具有一定浓度的曝气混合液，MLSS 一般在3000~3500 mg/L，活性污泥中富含的微生物会逐渐在蜂窝斜管的内壁附着生长，从而形成厚度不一的生物膜，时间久了造成斜管堵塞。
3.2 斜管填料受损变形
该斜管沉淀池建成后，未立即投入使用，冬季池水结冰，斜管填料顶部形成了厚度高达30 cm左右的冰块，对填料造成了一定的挤压，导致填料的安装角度由原来60°变成了45°左右，且部分填料出现塌陷；填料安装倾角的变小导致了沉淀积泥不能及时滑落而阻塞斜管。此外，部分斜管填料片与片之间出现开焊，在运行中发现在开焊处附近，斜管顶部积泥较严重。 3.3 污泥回流及剩余污泥排放不畅
该斜管沉淀池采用多斗排泥，共设有40个泥斗，每10个泥斗为一组，沿池宽方向、相邻的两个泥斗共用一根排泥支管(排泥支管的末端设置1个手动闸阀) ，5根排泥支管汇入一根排泥总支管，故整个斜管沉淀池共敷设有4根排泥总支管，4根排泥总支
1用1备) 管末端与2台管道式无堵塞污泥泵(单台流量：60 m3/h，
相连，具体管道走向、泵及阀门等的布置，详见图3。
实际运行中存在如下问题：(1)靠近泵一侧泥斗的积泥较容易被抽离，而远离泵一侧的泥斗(即曝气混合液的入口端) 沉积的污泥量大，反而不易被抽离，排泥阀门内侧的污泥斗表现尤为严重。运行中，靠手动调节排泥支管上闸阀的开启度来调节流量，很有限。(2)泵的抽吸力不够，且远达不到活性污泥法污泥回流比的要求。
(上接第154页)
5 结论
斜管沉淀池应用于城市污水的二次沉淀池中，不如平流式沉淀池或辐流式沉淀池操作维护方便、出水水质稳定及耐冲击负荷能力强。如因各种因素，不得不采用时，应参考相同或类似的运行良好的工程实例来慎重选取相关参数，并严把工程建设期及设备安装期的关键环节，进而确保斜管沉淀池发挥其应有的功效。
参考文献
[1]北京市市政工程设计研究总院．城镇排水[M]．北京：中国建筑工业出版社，2004．
(本文文献格式：张春燕．斜管沉淀池应用于二沉池的弊端及解决措施[J]．广东化工，2012，39(7)：132-133)
参考文献
[1]李晓莲，王兵．含油污水处理有机高分子浮选剂的研究[J]．化工进展，2009，28(10)：412-413． [2]涂华，曹磊．石油炼厂废水处理用高效气浮剂的研究[J]．广东化工，2006，33(4)：80-82． [3]张继武，张强，朱友益，等．浮选技术净化含油污水的现状及展望[J]．过滤与分离，2002，12(2)：8-10．
[4]高廷耀，顾国维．水污染控制工程[M]．北京：高等教育出版社，2007(7)：62-63．
[5]韩洪军．含油废水电解气浮的理论和试验[J]．石油化工环境保护，1993(1)．
(本文文献格式：涂华，余录，周锡兰．含油废水气浮技术的应用现状及展望[J]．广东化工，2012，39(7)：154)