李濤(化工部第三設(shè)計(jì)研究院,安徽合肥230024)

　　摘　要：作為城市污水處理廠預(yù)處理設(shè)施的沉砂池對(duì)保證后續(xù)處理構(gòu)筑物的穩(wěn)定運(yùn)行起著重要作用。結(jié)合目前國(guó)內(nèi)普遍應(yīng)用的不同類型沉砂池的特點(diǎn)，對(duì)其在工程中的適用性及相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了討論。
　　關(guān)鍵詞：沉砂池；除砂；有機(jī)物分離
　　中圖分類號(hào)：X703.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C
　　文章編號(hào)：1000-4602(2001)09-0037-06

　　沉砂池是城市污水處理廠必不可少的預(yù)處理設(shè)施，通常設(shè)置在細(xì)格柵后以去除進(jìn)水中的砂粒，保證后續(xù)處理構(gòu)筑物及設(shè)備的正常運(yùn)行。
　　近年來(lái)，隨著國(guó)外先進(jìn)水處理設(shè)備的引進(jìn)，新型沉砂池工藝在國(guó)內(nèi)也得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。對(duì)于不同型式的沉砂池，其實(shí)際運(yùn)行效果究竟如何，目前尚未看到系統(tǒng)的比較。結(jié)合自身的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，從設(shè)計(jì)原理及工程實(shí)踐角度對(duì)沉砂池工藝做初步分析，以探討如何在工程中作進(jìn)一步的合理運(yùn)用。

1　沉砂池的作用

　　雖然沉砂池在污水處理廠的投資、占地等方面所占的比例很小，但其作用卻不可忽視。若取消沉砂池，大量砂粒將進(jìn)入后續(xù)各處理單元，給污水廠的正常運(yùn)行帶來(lái)諸多隱患：
　　①砂粒進(jìn)入初沉池會(huì)加速污泥刮板的磨損，縮短使用壽命。
　?、谂拍喙艿乐猩傲５某练e易導(dǎo)致管道的堵塞，進(jìn)入污泥泵后會(huì)加劇葉輪磨損。
　　③對(duì)于不設(shè)初沉池的處理工藝(如氧化溝、CASS等)或?qū)嶋H運(yùn)行中由于進(jìn)水負(fù)荷過(guò)低而超越初沉池運(yùn)行的工藝，大量砂粒將直接進(jìn)入生化池沉積，導(dǎo)致生化池有效容積的減少，同時(shí)還會(huì)對(duì)曝氣器產(chǎn)生不利影響。
　?、苌傲＿M(jìn)入污泥消化池中，將減少有效容積，縮短清理周期。
　　⑤污泥中含砂量的增加會(huì)大大影響污泥脫水設(shè)備的運(yùn)行。砂粒進(jìn)入帶式脫水機(jī)會(huì)加劇濾布的磨損，縮短更換周期，同時(shí)會(huì)影響絮凝效果，降低污泥成餅率。近年來(lái)臥螺式離心機(jī)在城市污水處理廠中的應(yīng)用日益廣泛，由于該設(shè)備采用高速離心分離的方式，砂粒會(huì)大大加劇轉(zhuǎn)筒、螺旋等處的磨損。

2　沉砂池的設(shè)計(jì)

　　對(duì)于一座理想的沉砂池，最好在去除所有的無(wú)機(jī)砂粒的同時(shí)，將砂粒表面附著的所有有機(jī)組分分離出來(lái)，以利于砂粒的最終處置。因此，在進(jìn)行沉砂池設(shè)計(jì)時(shí)主要需考慮兩方面問(wèn)題：
　　①如何通過(guò)合理的水力設(shè)計(jì)，使得盡可能多的砂粒得以沉降并以可靠、便捷的方式排出池外。
　?、诓捎煤畏N有效的方式，盡可能多地分離附著在砂粒上的有機(jī)物，將其送回到污水中。
2.1　砂粒的粒徑
　　進(jìn)水中砂粒粒徑d的大小差別很大，從d＜0.6 mm到d＞5 mm不等。對(duì)于不 同粒徑范圍的砂粒，不同沉砂池的去除率是不同的。如平流式沉砂池對(duì)于粗砂的去除率要高于曝氣沉砂池，但對(duì)于細(xì)砂的截留率則遠(yuǎn)低于曝氣沉砂池。因此嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行沉砂池設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮不同地區(qū)砂粒中的粒徑級(jí)配，但客觀上這一點(diǎn)卻不太可能實(shí)現(xiàn)。
　　實(shí)際工程中，通常以對(duì)d＞0.2 mm的砂粒去除效率來(lái)衡量沉砂池系統(tǒng)的效率。由于不同沉砂池對(duì)于這一類砂粒的去除效率并不相同，因此有必要對(duì)不同類型沉砂池的實(shí)際除砂效率進(jìn)行測(cè)定，但國(guó)內(nèi)目前卻幾乎看不到此類對(duì)比試驗(yàn)，使得對(duì)于不同池型去除效率的了解僅能得自有關(guān)的推薦數(shù)據(jù)，這在一定程度上難以反映出真實(shí)情況。
2.2　沉砂池的表面積
　　對(duì)于采用非曝氣的普通沉砂池來(lái)說(shuō)，不同粒徑的待去除砂粒的沉降速度會(huì)影響到沉砂池所需 的表面積。表1為國(guó)外某公司的推薦值。

表1　國(guó)外某公司推薦的沉砂池表面積 粒徑 沉降速度(m/s)　 需要面積(m²/m³)　 目數(shù) 直徑(mm) 20 0.833 0.075 1.55×10^-4 28 0.595 0.053 2.14×10^-4 35 0.417 0.038　 3.07×10^-4 48 0.295 0.026　 4.35×10^-4 65 0.208 0.019 6.14×10^-4 100 0.147 0.014 8.72×10^-4 150 0.150 0.01 1.22×10^-4

2.3　流速
　　對(duì)于各種不同型式的沉砂池，流速的控制都是非常重要的。流速過(guò)快會(huì)導(dǎo)致小粒徑砂粒的帶出，而流速過(guò)慢又可能會(huì)導(dǎo)致水中有機(jī)物的沉降。
2.4　油脂類的去除
　　由于城市污水的成分復(fù)雜，其中不可避免會(huì)有一些油類或油脂類物質(zhì)。若不經(jīng)過(guò)恰當(dāng)?shù)念A(yù)處理，可能會(huì)給后續(xù)生化裝置的運(yùn)行帶來(lái)影響，如水中油脂的存在會(huì)加速橡膠膜片式曝氣器上的橡膠膜片老化，降低溶解氧的轉(zhuǎn)移效率；油脂附著在管道上會(huì)影響電磁流量計(jì)的測(cè)量精度等。目前各種類型的沉砂池并不是都具備去除該類物質(zhì)的能力。
2.5　有機(jī)物的分離
　　由于砂粒表面通常會(huì)附著有機(jī)物，如果任其隨砂粒一道外排，易產(chǎn)生腐化，影響砂粒的最終處置，因此必須將砂粒與有機(jī)物分離。對(duì)于不同的沉砂池，有的自身即具備砂洗功能，而另一些則必須采用專門的砂洗裝置。脫離后的有機(jī)物一般仍回到系統(tǒng)，作為后續(xù)生化裝置的養(yǎng)分。
2.6 是否需要預(yù)曝氣
　　采用鼓風(fēng)曝氣的沉砂池，在輔助提高砂粒去除率的同時(shí)，還具有預(yù)曝氣的功能，可降解去除一部分有機(jī)污染物。但對(duì)于目前國(guó)內(nèi)的很多污水處理廠來(lái)說(shuō)，往往面對(duì)的是進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)偏低的情況，生化裝置的有機(jī)負(fù)荷達(dá)不到設(shè)計(jì)能力，甚至存在碳源不足的現(xiàn)象；而對(duì)于另外一些采用脫磷工藝的污水廠，除了需要保證足夠的碳源外，還要保持厭氧環(huán)境。
2.7 集水管網(wǎng)的情況
　　對(duì)于不同的城市污水處理廠，其配套集水管網(wǎng)的情況各不相同。如果存在雨水大量進(jìn)入的可能，則在沉砂池選型、有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)及除砂設(shè)備能力配置等方面均需注意。
2.8　除砂設(shè)備的可靠性
　　除砂設(shè)備的種類很多，從早期的抓斗式除砂機(jī)到后來(lái)的鏈條刮板式刮砂機(jī)再到目前普遍采用的泵吸式除砂機(jī)以及氣提裝置等。對(duì)于一個(gè)污水處理廠來(lái)說(shuō)，設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性，操作維護(hù)是否便捷，使用壽命等問(wèn)題也都應(yīng)當(dāng)是設(shè)計(jì)人員所關(guān)注的。
　　綜合以上各點(diǎn)，可以看出，在進(jìn)行沉砂池設(shè)計(jì)時(shí)并不能簡(jiǎn)單地把它作為一個(gè)獨(dú)立的單體進(jìn)行對(duì)待，而應(yīng)當(dāng)納入整個(gè)處理系統(tǒng)進(jìn)行綜合考慮，以作出恰當(dāng)?shù)倪x擇。

3　幾種主要的沉砂池工藝

　　目前國(guó)內(nèi)外普遍采用的沉砂池包括以下幾種：平流式沉砂池、曝氣沉砂池、旋流式沉砂池(鐘氏及比氏)、多爾沉砂池等，豎流式沉砂池則很少在污水廠中使用。傳統(tǒng)的平流式沉砂池進(jìn)入20世紀(jì)80年代以后，越來(lái)越多地被曝氣沉砂池所代替；90年代以后，隨著國(guó)外設(shè)備的引進(jìn)，旋流式沉砂池越來(lái)越多地在城市污水處理廠中得到應(yīng)用。
3.1　平流沉砂池
　　平流式沉砂池采用分散性顆粒的沉淀理論設(shè)計(jì)，只有當(dāng)污水在沉砂池中的運(yùn)行時(shí)間等于或大于設(shè)計(jì)的砂粒沉降時(shí)間，才能夠?qū)崿F(xiàn)砂粒的截留。因此，沉砂池的池長(zhǎng)按照水平流速和污水中的停留時(shí)間來(lái)確定。由于實(shí)際運(yùn)行中進(jìn)水的水量及含砂量的情況是不斷變化的，甚至變化幅度很大。因此當(dāng)進(jìn)水波動(dòng)較大時(shí)，平流式沉砂池的去除效果很難保證。
　　平流式沉砂池本身不具備分離砂粒上有機(jī)物的能力，對(duì)于排出的砂粒必須進(jìn)行專門的砂洗。
　　根據(jù)國(guó)外所做的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，平流式沉砂池所沉砂粒的粒徑沿沉砂池長(zhǎng)度方向變化，且當(dāng)d＜0.6 mm時(shí)，砂粒很容易被水流帶走。
　　平流式沉砂池的除砂效果見表2。
3.2 曝氣沉砂池
　　曝氣沉砂池的特點(diǎn)是通過(guò)曝氣形成水的旋流產(chǎn)生洗砂作用，以提高除砂效率及有機(jī)物分離效率。曝氣沉砂池的除砂效果見表3。

表2　平流式沉砂池的除砂效果 篩孔直徑(mm) 篩余量(g) 篩落量(%) 砂樣質(zhì)量(g) 有機(jī)物含量(%) ＞5.0 0 100 　 　 5.0 37.7 93.72 15.1 40.1 3.0 16.6 90.96 6.0 36.2 2.0 19.6 87.70 4.2 21.4 1.0 87.7 73.07 10.2 11.65 0.6 230.0 34.72 15.1 6.56 0.4 148.4 9.97 9.7 6.54 0.2 52.6 1.20 3.3 6.28 0.12 3.6 0.60 0.6 16.70 0.09 1.0 0.43 0.4 40.0 0.06 1.7 0.15 0.6 35.3 ＜0.06 0.9 0 0.465.1 44.5 共計(jì) 599.8 　 65.1 11 注：此系德國(guó)漢斯、哈爾曼等人在海爾布隆污水處理廠的 測(cè)試數(shù)據(jù)。

表3　曝氣沉砂池的除砂效果 篩孔直徑(mm) 篩余量(g) 篩落量(%) 砂樣質(zhì)量(g) 有機(jī)物含量(%) ＞5.0 0 100 　 　 5.0 32.6 95.97 1.6 5.0 3.0 9.3 94.82 1.6 17.2 2.0 9.7 93.62 1.3 13.4 1.0 40.3 88.64 6.6 16.4 0.6 103.8 75.84 12.8 12.3 0.4 177.1 53.96 18.3 10.3 0.2 356.0 9.96 13.3 3.7 0.12 69.3 1.40 5.0 7.2 0.09 7.0 0.54 0.8 11.4 0.06 2.6 0.28 0.4 15.4 ＜0.06 14.8 0 0.3 16.7 共計(jì) 809.5 　 62.0 7.67

注：此系德國(guó)漢斯、哈爾曼等人在海爾布隆污水處理廠 的測(cè)試數(shù)據(jù)。

　　 將表3與表2對(duì)比可以看出，當(dāng)處理＜0.6 mm的砂粒時(shí)，曝氣沉砂池有著明顯的優(yōu)越性。對(duì)0.2～0.4 mm的砂粒，平流式沉砂池僅能截留33.52%，而曝氣沉砂池則有65.88%的截留效率，兩者相差將近一倍。但對(duì)于＞0.6 mm的砂粒，情況恰恰相反，平流式沉砂池的除砂效率要遠(yuǎn)大于曝氣沉砂池。這種差異恰恰說(shuō)明進(jìn)水砂粒中的不同粒徑級(jí)配對(duì)于不同沉砂池除砂效率的影響。
同時(shí)，污水中的油脂類物質(zhì)在空氣的氣浮作用下能形成浮渣從而得以被去除，還可起到預(yù)曝氣的效果。
從水流特性來(lái)看，曝氣沉砂池的流態(tài)并非水平流，由于曝氣產(chǎn)生的上升流速作用，水流以螺旋狀的流態(tài)行進(jìn)。德國(guó)海爾布隆污水處理廠曾在橢圓形曝氣沉砂池中對(duì)不同流量的各種流速進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見表4。

表4　橢圓形曝氣沉砂池的流速測(cè)定 流量(L/s) 水平流速(m/s) 上升流速(m/s) 旋流速度(m/s) 1800(雨季最大) 0.25 0.25 0.35 600(晴天最高) 0.083 0.25 0.26 450(晴天平均) 0.062 0.25 0.25 300(晴天最低) 0.041 0.25 0.25

　　 由以上數(shù)據(jù)可看出，只要旋流速度保持在0.25～0.35 m/s范圍內(nèi)，即可獲得良好的除砂效果。盡管水平流速因進(jìn)水流量的波動(dòng)差別很大，但只要上升流速保持不變，其旋流速度可維持在合適的范圍之內(nèi)。曝氣沉砂池的這一特點(diǎn)，使得其具有良好的耐沖擊性，對(duì)于流量波動(dòng)較大的污水廠較為適用。
在具備上述優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，曝氣沉砂池在運(yùn)行中也存在著一定的問(wèn)題。由于旋流速度在實(shí)際操作中難以測(cè)定，只能通過(guò)調(diào)節(jié)曝氣量來(lái)控制，但氣量調(diào)節(jié)卻難以掌握。氣量過(guò)大雖能將砂粒沖洗干凈，卻會(huì)降低細(xì)小砂粒的去除率；過(guò)小又無(wú)法保證足夠的旋流速度，起不到曝氣沉砂的作用?？紤]到水量是不斷變化的，氣量卻不可能隨機(jī)調(diào)節(jié)，實(shí)際運(yùn)行中很難將曝氣量始終控制在合適的數(shù)值上，往往會(huì)存在過(guò)度曝氣的問(wèn)題，浪費(fèi)能量。
從操作環(huán)境看，由于曝氣沉砂池的操作環(huán)境較差，特別是夏季對(duì)空氣的污染較大。另外，如果不設(shè)消泡設(shè)施，會(huì)有相當(dāng)多的懸浮物隨泡沫帶出池體而污染環(huán)境。
3.3　旋流沉砂池
　　近年來(lái)新建的污水廠中，旋流式沉砂池得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。從運(yùn)行情況看，用戶反映普遍良好，認(rèn)為這類沉砂池具有占地省、除砂效率高、操作環(huán)境好、設(shè)備運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。
　　目前國(guó)際上廣泛應(yīng)用的旋流沉砂池主要為鐘氏(Jones-Attwood Jeta)和比氏(Pista)兩大類。從國(guó)內(nèi)應(yīng)用情況看，源自歐洲的鐘氏池及其各變型占絕大多數(shù)，估計(jì)這種現(xiàn)象跟國(guó)內(nèi)污水 廠外資部分多來(lái)自歐洲的政府貸款有關(guān)，此類政府貸款通常會(huì)對(duì)設(shè)備的采購(gòu)國(guó)別提出限制，而產(chǎn)自美國(guó)的比氏沉砂池在國(guó)內(nèi)也有一些用戶。
　　這兩種沉砂池在池型、除砂機(jī)理以及提砂方式上均有著很大的區(qū)別，實(shí)際情況究竟孰優(yōu)孰劣，目前國(guó)內(nèi)仍無(wú)第一手的對(duì)比測(cè)試資料。
3.3.1　鐘氏沉砂池

　

　　采用270°的進(jìn)出水方式，池體主要由分選區(qū)和集砂區(qū)兩部分構(gòu)成，其構(gòu)造特點(diǎn)是在兩個(gè)分區(qū)之間采用斜坡連接。雖然不同的國(guó)外公司在此典型結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上開發(fā)出了多種多樣的變型，但其變化主要集中在斜坡的傾斜度及攪拌槳的型式上，就砂粒的沉降機(jī)理來(lái)說(shuō)應(yīng)當(dāng)并無(wú)多大差別。
　　由于鐘氏池的斜坡式設(shè)計(jì)，使得砂粒的沉降主要依靠重力，砂粒通過(guò)斜坡自然滑入集砂坑。在滑入集砂坑之前，在旋轉(zhuǎn)槳片產(chǎn)生的斜向水流作用下將附在砂粒上的有機(jī)物分離開。根據(jù)有關(guān)制造商提供的曲線，其驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)速和有機(jī)物的分離效率之間存在如下關(guān)系：

　　但如果看一下驅(qū)動(dòng)裝置通常的運(yùn)行轉(zhuǎn)速范圍，就會(huì)發(fā)現(xiàn)這一曲線并無(wú)多大實(shí)用價(jià)值。小型鐘氏池的轉(zhuǎn)速范圍為10～15 r/min，而中型以上則只有10～12 r/min。
　　對(duì)于砂粒的去除效率，在最初的介紹中提到的是“50目(0.297 mm)以上的去除率＞95%”，但近年來(lái)越來(lái)越多的此類沉砂池供貨商在介紹資料或報(bào)價(jià)中往往會(huì)提到“對(duì)d＞0.2 mm砂粒的去除率為95%”。這一變化很有可能是針對(duì)我國(guó)市場(chǎng)的要求，但往往并未提出有說(shuō)服力的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試報(bào)告。
　　有時(shí)，人們會(huì)被告知鐘氏池的去除效率與水位有著很大的關(guān)系，運(yùn)行中存在調(diào)整出水的問(wèn)題，但卻看不到相關(guān)的數(shù)據(jù)關(guān)系以及如何實(shí)施等問(wèn)題。雖然鐘氏往往會(huì)聲稱可通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速以調(diào)整對(duì)于不同粒徑砂粒的除砂效率，但具體如何調(diào)整也沒有明確的說(shuō)法。
　　筆者曾與國(guó)外一供貨商就某污水廠引進(jìn)設(shè)備合同附件進(jìn)行談判，在沉砂池部分出現(xiàn)了問(wèn)題。當(dāng)要求將＞95%的除砂效率寫入合同附件時(shí)，供貨商表示無(wú)法給出此保證，并解釋說(shuō)其沉砂池分供貨商(鐘氏池生產(chǎn)商)并沒有給予其這樣高的去除率擔(dān)保。如果我方堅(jiān)持這一保證值，他們只能改用其他型式的沉砂池。最終該公司采用了另一種圓形沉砂池替代了原先的池型，該池直徑大了將近一倍，設(shè)有曝氣頭、浮渣刮板等。
　　需要說(shuō)明的是，在該公司的投標(biāo)文件上明確寫出了d＞0.2 mm砂粒的去除率＞95%。這樣看來(lái)，對(duì)于國(guó)外公司的宣傳資料、甚至投標(biāo)文件都需要謹(jǐn)慎對(duì)待。
　　典型鐘氏沉砂池的特點(diǎn)是其通常推薦采用氣提的排砂方式，其優(yōu)點(diǎn)是在氣提之前可先進(jìn)行氣洗，將砂粒上的有機(jī)物分離出來(lái)。但考慮到集砂區(qū)上部的蓋板，洗下來(lái)的有機(jī)物中的大部分估計(jì)仍會(huì)停留在集砂區(qū)，洗砂的效果究竟如何不得而知。
　　氣提的一個(gè)不可避免的問(wèn)題是提砂高度的問(wèn)題，由于氣提依靠的是氣水混合液與水之間的密度差，其提砂高度較低，給工程中管道布置帶來(lái)問(wèn)題(通常推薦的提砂高度：淹沒水深≤40 ∶60)。考慮到實(shí)際運(yùn)行中的水位波動(dòng)，按最不利情況考慮，設(shè)計(jì)會(huì)受到很大限制，而且對(duì)于提砂高度的交代通常也很含糊，有的廠家甚至在介紹中提到“提升高度為沉砂池水深的1倍以上”——這似乎是難以想象的。
　　氣提方式的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是相對(duì)其他提砂方式磨損問(wèn)題并不嚴(yán)重。
　　撇開一些表述不太清楚的方面，相對(duì)于傳統(tǒng)的沉砂池來(lái)說(shuō)，鐘氏沉砂池在節(jié)省占地及土建費(fèi)用、降低能耗、改善運(yùn)行條件等方面均表現(xiàn)出其特點(diǎn)。
3.3.2　比氏沉砂池
　　典型的比氏沉砂池也是由分選區(qū)和集砂區(qū)兩部分構(gòu)成，其特點(diǎn)是分區(qū)之間沒有斜坡過(guò)度。傳統(tǒng)的比氏池也采用與鐘氏池類似的270°進(jìn)出水方式，新一代的比氏池則采用360°直進(jìn)直出的方式，其水力條件更為改善。

　　相對(duì)于市場(chǎng)上形形色色的鐘氏池，國(guó)內(nèi)目前采用的比氏池則均為美國(guó)Smith&Loveless公司的產(chǎn)品。廣州大坦沙污水處理廠、中山污水處理廠采用的是早期的池型；河南平頂山污水處理廠、上海浦東白龍港污水預(yù)處理廠采用的則是比氏的最新池型。
　　從水力條件看，水流在比氏池中呈渦流狀態(tài)，這一流態(tài)大大強(qiáng)化了有機(jī)物分離效果。由于沒有斜坡，砂粒要落入集砂區(qū)必須依靠攪拌槳的作用，在帶向池心的過(guò)程中顆粒的速度逐漸變大，水流形成螺旋流態(tài)，在上升力的作用下密度較小的有機(jī)物被剝離并帶入水流中，砂粒則 由環(huán)形槽落入集砂區(qū)。整個(gè)過(guò)程中，砂粒在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)處于槳片的作用下，對(duì)有機(jī)物分離更為有利?？梢钥闯?，與鐘氏池相比，比氏池的水力條件更好，而從比氏提供的眾多現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)看，50目(0.297mm)以上砂粒的去除率均＞95%，其中絕大多數(shù)＞97%，140目(0.105 mm)以上的去除率甚至都能達(dá)到70%。
　　比氏池特別強(qiáng)調(diào)的一個(gè)特點(diǎn)是當(dāng)水量處于小于最大設(shè)計(jì)水量的任何狀態(tài)下，其除砂效率都不會(huì)降低，但其在流速方面又有最大、最小流速的范圍控制要求，這兩者似乎存在矛盾。
　　與鐘氏池通常采用的氣提方式不同，比氏池采用真空啟動(dòng)的頂置砂泵排砂，這樣提升高度可不受限制?？紤]到砂粒磨損，比氏強(qiáng)調(diào)其砂泵葉輪所用鎳硬合金的超強(qiáng)耐磨性能。但其壽命究竟如何，仍有待運(yùn)行檢驗(yàn)。
　　這種提砂方式也同樣存在一定的問(wèn)題，由于砂泵采用真空啟動(dòng)的方式，系統(tǒng)真空度的保證就成了關(guān)鍵因素。早期的比氏池在砂泵出口采用蝶閥，由于磨損嚴(yán)重，易造成蝶閥密封不嚴(yán)，影響真空形成。目前改用一種囊閥替代早期的蝶閥，這種囊閥由橡膠制成，通過(guò)空壓機(jī)的加壓進(jìn)行閉合。但從實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，抽真空方面有時(shí)仍存在問(wèn)題。
　　對(duì)于早期的比氏沉砂池，由于其無(wú)類似鐘氏空氣攪拌的功能，集砂斗存在板結(jié)的問(wèn)題。改進(jìn)后將驅(qū)動(dòng)管延伸至池底，在其上設(shè)置了稱為砂粒流化器的葉片式攪拌裝置，隨驅(qū)動(dòng)管的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)持續(xù)攪拌，可保證集砂斗內(nèi)的砂粒始終處于流化狀態(tài)，其效果應(yīng)當(dāng)比間斷的空氣攪拌為好。
　　相對(duì)于鐘氏池來(lái)說(shuō)，由于不存在斜坡，比氏池的總高度得到了降低，但其土建施工的難度卻比鐘氏大。供貨商通常會(huì)強(qiáng)調(diào)其分選區(qū)底部必須做成90°直角，而新一代比氏沉砂池采用的360°進(jìn)出水方式雖然改善了水力條件，但其構(gòu)造卻更為復(fù)雜。對(duì)于分選區(qū)底部90°直角的做法，有負(fù)面介紹說(shuō)國(guó)外的一些沉砂池會(huì)在該處產(chǎn)生砂粒的堆積甚至腐化，需要定期放空沖洗，但卻無(wú)從考證。
　　對(duì)于池體的有機(jī)物去除效率，并未看到有明確的承諾值，提升出的砂水混合液在進(jìn)入砂水分離器前先進(jìn)入一個(gè)砂粒濃縮器，用以強(qiáng)化有機(jī)物的分離，分離原理也是通過(guò)水力旋流產(chǎn)生的二次渦流，使密度小的有機(jī)物隨水排出。經(jīng)過(guò)砂粒濃縮器后，有機(jī)物的分離效率據(jù)稱可達(dá)到95%～96%。
　　對(duì)于所有的旋流式沉砂池來(lái)說(shuō)，雖然其池體占地面積很小，但由于其對(duì)進(jìn)出水渠道的長(zhǎng)度都有較嚴(yán)格的要求，因此在布置上仍會(huì)占用一定的面積。另外其共有的一個(gè)特點(diǎn)是對(duì)進(jìn)水流速有一個(gè)范圍要求，由此可以反映出這類沉砂池對(duì)于水量的變化實(shí)際上有較嚴(yán)格的適用范圍。比氏特別提出如污水廠初期水量達(dá)不到設(shè)計(jì)規(guī)模時(shí)，其進(jìn)水流速必須大于0.61 m/s，以保證砂粒不沉積。
　　采用此類沉砂池時(shí)，對(duì)細(xì)格柵的運(yùn)行效果要求較其他沉砂池為高。如果格柵運(yùn)行不正常，帶入的布條、樹枝等易導(dǎo)致攪拌槳的損壞；同時(shí)由于提砂方式為砂泵或氣提，以上物體極易造成這類排砂設(shè)備及管路的堵塞，導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行。
在造價(jià)方面，由于目前國(guó)內(nèi)采用的旋流沉砂池多為國(guó)外產(chǎn)品，往往價(jià)格過(guò)高，其在土建造價(jià)上的節(jié)省通常會(huì)被抵消。
3.4　多爾沉砂池
多爾沉砂池上部為方形，底部為圓形，其沉砂機(jī)理與平流式沉砂池類似。通常以表面水力負(fù)荷為設(shè)計(jì)參數(shù)，采用的池深很淺，通常池深＜0.9 m。進(jìn)水經(jīng)過(guò)整流器均勻分配進(jìn)入沉砂池，然后通過(guò)溢流堰出水。砂粒在中心驅(qū)動(dòng)的刮砂機(jī)作用下刮入集砂坑，由螺旋洗砂機(jī)排出同時(shí)被分離的有機(jī)物。
多爾沉砂池在國(guó)內(nèi)尚未了解到有用戶，有關(guān)的資料介紹也并不多。

4　建議

　　 由于沉砂池處理效果好壞帶來(lái)的影響通常是較為隱性和需要長(zhǎng)期積累才會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)的，所以人們?cè)诔辽俺氐脑O(shè)計(jì)上往往缺乏足夠的重視。有時(shí)為了省事，往往做簡(jiǎn)單的套用?？紤]到我國(guó)各地區(qū)的差異很大，這種簡(jiǎn)單的做法顯然存在問(wèn)題，特提出如下建議：
　　①在進(jìn)行沉砂池池型及工藝參數(shù)的選擇時(shí)，應(yīng)結(jié)合管網(wǎng)及生化系統(tǒng)的情況進(jìn)行綜合考慮。
　　②曝氣沉砂池雖然存在一定問(wèn)題，但其對(duì)水量波動(dòng)的適應(yīng)性最好，仍然有廣泛的應(yīng)用空間，且工藝上有去除油類、油脂的要求時(shí)，該池型是僅有的選擇之一。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別注意曝氣 強(qiáng)度的控制。
　?、劭紤]到流量波動(dòng)對(duì)平流式沉砂池除砂效果的影響很大，建議盡量少采用。
　?、苄魇匠辽俺鼐哂休^多的優(yōu)點(diǎn)，但采用時(shí)應(yīng)注意：
細(xì)格柵的柵條間距應(yīng)盡可能的小，以防止布條等物體的帶入對(duì)葉輪及提砂裝置造成影響。由于水力停留時(shí)間短，對(duì)流速又有較嚴(yán)格的要求，對(duì)于后續(xù)無(wú)初沉池的處理工藝及水量波動(dòng)大的場(chǎng)合需慎重應(yīng)用；設(shè)計(jì)時(shí)水力布置尤為重要，并應(yīng)注意流速的控制。
　?、輳某匦蛠?lái)看，比氏沉砂池的處理效果優(yōu)于鐘氏池，且造價(jià)上兩者差別不大，而對(duì)于小型的旋流式沉砂池建議采用鋼制池體，可以節(jié)省造價(jià)。
　　從目前國(guó)內(nèi)已投運(yùn)的旋流式沉砂池來(lái)看，引進(jìn)設(shè)備占大多數(shù)，這導(dǎo)致了造價(jià)的偏高。近年來(lái)已有一些國(guó)內(nèi)廠家仿造出了鐘氏池，雖然其造價(jià)大幅降低，但由于通常僅為簡(jiǎn)單仿造，并未開發(fā)自己的水力模型，實(shí)際效果如何還不確定。建議國(guó)內(nèi)有實(shí)力的生產(chǎn)廠家對(duì)此類沉砂池作 系統(tǒng)的研究和系列化的開發(fā)，產(chǎn)品應(yīng)該會(huì)有廣泛的應(yīng)用前景。
　?、藿ㄗh運(yùn)行中的污水處理廠能夠?qū)Τ辽俺氐挠嘘P(guān)運(yùn)行參數(shù)、處理效率進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，積累第一手資料，以促進(jìn)國(guó)內(nèi)沉砂池技術(shù)的發(fā)展，也可為污水廠將來(lái)的改、擴(kuò)建積累經(jīng)驗(yàn)。

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　　收稿日期：2001-07-09