第40 卷 第2 期 水处理技术 Vol.40 No.2 54 2014 年 2 月 TECHNOLOGYOFWATERTREATMENT Feb.,2014 旋流沉砂池和曝气沉砂池除砂效果对比 张春艳，董 涛，乔万玺，刘 伟 （郑州市污水净化有限公司，河南郑州 450000） 摘 要：为了研究不一样的沉砂池对无机砂粒的去除情况，分别采集郑州市五龙口污水处理厂一期旋流沉砂池 和二期曝气沉砂池去除的砂渣，以及一期和二期生物池放空时池底的污泥，测定4 种样品中非挥发性悬浮固体 （NVSS ，以下简称砂粒）的含量，并用0.05～2.0 mm 等不同筛孔直径的标准尼龙筛筛分。根据结果得出，一期生物池底 泥中细砂的含量高于二期生物池，旋流沉砂池对粒径 0.3 mm 的无机砂粒的去除率高于曝气沉砂池，曝气沉砂池 ≥ 对粒径为0.1 mm 左右和0.055 mm 左右无机砂粒的去除率高于旋流沉砂池。 旋流沉砂池；曝气沉砂池；粒径 关键词：污水处理厂； 中图分类号：X703.1 文献标识码：A 文章编号：1000-3770(2014)02-0054-003 城市污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会 时发现含砂量过少，在实验中舍去，只保留8 个有效 混入泥砂，这些泥砂如果不在预处理工艺中沉降分离， 样品。一期和二期生物池底泥样品各采集4 个样品。 则会影响后续处理设备的运行，最主要的是磨损机泵 1.2 实验仪器 和阀门、堵塞管网，干扰甚至破坏生化处理工艺过程[1]， 电子天平 1 个、 电热恒温鼓风干燥箱 沉砂池是污水预处理阶段很重要的构筑物。 （DHG-9426A）1 台、标准尼龙筛0.05～2.0 mm 共9 因此， 五龙口污水处理厂一期工程所用沉砂池为比氏 个、马弗炉（科伟SX-3-4）1 台，瓷坩埚若干。 旋流沉砂池，二期工程所用沉砂池为曝气沉砂池。关 1.3 实验方法 于不同沉砂池每天去除砂渣量的多少，在工作现场 样品采集后，采用如下方法处理与测定：（1）将 有较为直观的认识，但对于砂渣中不同粒径的无机 砂样置于水桶内，在样品中加入足量的自来水，用自 砂粒所占的比例，以及沉砂池除砂效果好坏对生物 来水淘洗，每次洗完后澄清5 min，然后将上清液倒 池池底含砂情况的影响，目前研究的较少。鉴于沉砂 去，再加入自来水，继续淘洗，每个样品淘洗20 次左 池在城市污水处理工艺中去除无机砂粒的重要作 右，此时，砂样中的悬浮物和漂浮物基本上已经去 用，研究沉砂池所除砂渣中不同粒径无机砂粒的比 除；（2）将淘洗以后的砂样用塑料袋装上，摊开，在房 例以及进入生物池的砂渣中不同粒径砂粒的比例， 间中自然晾干，至无水珠状态；（3）将砂样于105 ℃ 对于判断不同沉砂池除砂效果以及评估前期除砂效 下在干燥箱中烘干至恒重，将烘干后的样品置于干 果好坏对生物池曝气效果的影响特别的重要。 燥器中冷却；（4）将冷却后的样品混合均匀，取 1 实验部分 100～150 g 的样品置于150 mL 的瓷坩埚中，于600 ℃ 下在马弗炉中烘2 h ，此时，样品中只剩下无机砂粒； 1.1 样品采集 （5）将灰分样品置于干燥器中，待冷却后将样品取 供试的砂渣样品分别采自郑州市五龙口污水处 出，分别用不同筛孔直径的标准筛筛分，然后在电子 理厂一期和二期砂水分离器分离的砂渣，样品采集于 天平上称重。 2012 年7 月至12 月，供试的污泥样品分别采自2012 2 结果与讨论 年3 月一期生物池放空时和2013 年1 月二期生物池 放空时池底的污泥。一期和二期砂水分离器砂渣各采 2.1 不同沉砂池除砂效果对比 集9 个样品，采集的二期样品中有一个样品在淘洗 通过将旋流沉砂池和曝气沉砂池去除的砂渣灼 收稿日期：2013-07-25 作者简介：张春艳（1983－），女，助理工程师，从事城市污水处理厂的运行与维护工作；电子邮件： 联系作者：刘 伟；联系方式电子邮件： 旋流沉砂池和曝气沉砂池除砂效果对比 张春艳等， 55 烧至只剩下无机砂粒，并对砂粒样品进行筛分，然后 2.2 生物池底泥砂粒粒径分析 分别对旋流沉砂池的9 个样品和曝气沉砂池的8 个 通过对五龙口污水处理厂一期生物池和二期生 样品各自取平均值，得到沉砂池所去除砂渣中无机 物池放空时池底底泥样品中无机砂粒的筛分，然后 砂粒在不同筛孔直径的尼龙筛上的筛余量和筛落 对一期的4 个样品和二期的4 个样品各自取平均 量，如表1 所示。 值，得到生物池底泥样品中无机砂粒在不同筛孔直 表1 旋流沉砂池和曝气沉砂池除砂效果 径的尼龙筛上的筛余量和筛落量，如表2 所示。 Tab.1 Sand removal effect of vortex-type grit chamber and 表2 一期生物池和二期生物池底泥中无机砂粒对比 aerated grit chamber 旋流沉砂池 曝气沉砂池 Tab.2 Comparison of inorganic grit in bottom mud of phase I biological tank and phase II biological tank 筛孔直径/ 筛余量/ 筛落量/ 筛孔直径/ 筛余量/ 筛落量/ 一期生物池底泥中无机砂粒 二期生物池底泥中无机砂粒 mm g % mm g % 筛孔直径/ 筛余量/ 筛落量/ 筛孔直径/ 筛余量/ 筛落量/ ＞2.0 0 100 ＞2.0 0 100 mm g % mm g % 2.0 3.8 97.73 2.0 1.2 99.02 ＞2.0 0 100 ＞2.0 0 100 0.9 49.0 68.33 0.9 6.9 93.53 2.0 2.3 98.19 2.0 0.8 99.27 0.3 81.7 19.27 0.3 59.9 45.88 0.9 1.5 97.02 0.9 3.2 96.42 0.15 25.5 3.98 0.15 40.7 13.48 0.3 4.7 93.34 0.3 19.3 79.28 0.105 4.6 1.20 0.105 10.1 5.43 0.15 14.8 81.83 0.15 29.7 52.89 0.096 1.7 0.17 0.096 5.8 0.84 0.105 17.9 67.88 0.105 21.3 33.99 0.075 0.1 0.11 0.075 0.1 0.76 0.096 50.6 28.50 0.096 27.4 9.63 0.063 0 0.11 0.063 0.1 0.68 0.075 4.7 24.85 0.075 1.5 8.34 0.05 0.2 0 0.05 0.8 0.02 0.063 5.4 20.63 0.063 1.0 7.47 ＜0.05 0 0 ＜0.05 0 0 0.05 25.0 1.19 0.05 7.7 0.62 共计 166.6 共计 125.7 ＜0.05 1.5 0 ＜0.05 0.7 0 一般认为粒径大于0.21 mm 的无机砂粒是造 共计 128.4 共计 112.5 成后续处理问题的根本原因，因此，传统上沉砂池的 从表2 能够准确的看出：（1）一期生物池底泥中，筛孔 设计是基于去除污水中粒径大于0.21 mm ，密度大 直径为0.096 mm 以及0.05 mm 的尼龙筛筛余量最 于2.65 t/m3 的无机砂粒[2] 。本实验未采用筛孔孔径 大，表明粒径为0.096～0.105 mm 的无机砂粒以及 为0.2 mm 的尼龙筛，在此只考虑沉砂池对粒径为 0.05～0.063 mm 的无机砂粒含量较多，且粒径小于 0.15 mm 和0.3 mm 两种粒径无机砂粒的去除率。从 0.105 mm 的砂粒含量高达67.88% ，粒径小于0.063 表1 能够准确的看出：（1）无论是旋流沉砂池还是曝气沉 mm 的砂粒含量仍为20.63% ，表明一期生物池底泥 砂池，筛孔直径为0.3 mm 的尼龙筛筛余量都是最 中细砂含量较高；（2）二期生物池底泥中，从不同筛 大的，说明沉砂池对粒径 0.3 mm 的无机砂粒的去 ≥ 孔直径尼龙筛的筛余量来看，筛孔直径为0.15 mm 除率较高，且旋流沉砂池对粒径 0.3 mm 的无机砂 ≥ 的尼龙筛筛余量最大，其次是筛孔直径为0.096 mm 粒的去除率高于曝气沉砂池；（2）从筛孔直径为 的尼龙筛筛余量，池底底泥样品无机砂粒大多分布在 0.15 mm 的无机砂粒筛余量来看，去除相同质量的 在粒径为0.096～0.9 mm 之间的砂粒上，筛孔直径 砂粒，旋流沉砂池去除0.15 mm 砂粒的筛余量显著 为0.096 mm 的砂粒筛落量为9.63% ，即，池底底泥 小于曝气沉砂池去除0.15 mm 砂粒的筛余量，这表 样品粒径小于0.096 mm （接近0.1 mm）无机砂粒 明曝气沉砂池对粒径为0.15～0.3 mm 无机砂粒的 只占所有样品的9.63% ，可见二期生物池底泥中细 去除率大于旋流沉砂池；（3）从不同沉砂池所除砂 砂含量较低。 渣中无机砂粒在不同筛孔直径的尼龙筛上的筛落量 2.3 讨 论 来看，随着筛孔直径的逐渐变小，筛落量逐渐变小， 分别将旋流沉砂池和曝气沉砂池的除砂情况以 且在相同的筛孔直径上，曝气沉砂池所除砂粒的筛 及一期生物池和二期生物池底泥的含砂情况作对 落量总是大于旋流沉砂池所除砂粒的筛落量。 比，如表3 所示。从表1 和表3 能够准确的看出，旋流沉砂 以上根据结果得出，从沉砂池的基本作用来看，在去 池所去除砂渣中，无机砂粒的粒径大多分布在在0.15 除粒径大于0.2 mm 无机砂粒这一功能上，曝气沉砂 mm 以上，粒径小于0.15 mm 的砂粒含量只占样品 池的效果比旋流沉砂池的效果好；从无机砂粒的筛 砂粒总含量的3.98% ，而曝气沉砂池所去除砂渣中， 落量来看，曝气沉砂池对细砂（这里认为粒径 0.1 ≤ 无机砂粒的粒径大多分布在在0.096 mm 以上，粒径小 mm 的无机砂粒为细砂）的去除率高于旋流沉砂池。 于0.096 mm 的砂粒含量只占样品砂粒总含量的 56 水处理技术 第40 卷 第2 期 0.84% ，这表明，曝气沉砂池对去除粒径介于 作用，这些特点对后续的沉淀池和生物池的正常运 [2] 0.096～0.15 mm 之间无机砂粒的能力强于旋流沉砂 行以及对沉砂的最终处置都提供了有利条件 本研 ， 池。从表2 和表3 能够准确的看出，一期生物池底泥中样 究结果也表明，二期生物池中细砂的含量明显低于 品，粒径小于0.15 mm 的砂粒含量高达81.83%，而 一期生物池，这可能与曝气沉砂池在前期对无机砂 二期生物池底泥中样品，粒径小于0.15 mm 的砂粒 粒的去除有很大关系。在实际运行中发现，一期生物 含量占52.89% ；一期生物池底泥样品中，粒径小于 池池面常常会出现少量的油类及浮渣，需要定时进行 0.063 mm 的砂粒含量占20.63% ，二期生物池中，此 人工清理，而二期生物池很少出现浮渣，这可能与曝 含量为7.74% 。由于五龙口污水处理厂一期和二期 气沉砂池对浮渣的去除有关。 工艺均未设置初沉池，因此，对污水中比重较大的无 从五龙口污水处理厂一期和二期的实际运行情 机砂粒的去除效果主要根据沉砂池，从以上沉砂 况来看，一期旋流沉砂池配套的砂水分离器每天分 池和生物池的实验结果能够准确的看出，曝气沉砂池对0.1 离的砂渣约是二期曝气沉砂池所去除砂渣的两倍， mm 左右以及0.055 mm 左右无机砂粒的去除率高 这可能一方面与进水水质有关，另一方面与吸砂泵 于旋流沉砂池。五龙口污水处理厂一期和二期生物 以及砂水分离器的处理效果有关。 池均为改良氧化沟工艺，好氧区均采用微孔曝气盘 3 结 论 鼓风曝气，粒径较小（比如0.05～0.06 mm）的无机 砂粒通过曝气孔进入曝气盘，对曝气盘造成磨损，严 旋流沉砂池所去除砂渣中，无机砂粒的粒径主 重时导致曝气盘脱落，进而影响曝气效果，因此，从 要集中在0.15mm 以上，所占比例为96.02%，而曝气沉 这个方面来说，曝气沉砂池优于旋流沉砂池。 砂池所去除砂渣中，无机砂粒的粒径大多分布在在 表3 沉砂池除砂与生物池池底含砂量对比 0.096 mm 以上，所占比例为99.16%。 Tab.3 Sand content contrast in grit chamber and biological tank 一期生物池底泥样品中，无机砂粒的粒径主要集 粒径/mm 砂粒含量/% 中在0.096～0.105 mm 以及0.05～0.063 mm，两者的 旋流沉砂池 曝气沉砂池 一期生物池 二期生物池 比例共占58.8%，二期生物池底泥样品中，无机砂粒的 2 ≥ 2.3 1 1.8 0.7 0.9～2 29.4 5.5 1.2 2.8 粒径大多分布在在0.096～0.3 mm ，所占比例为88.1%。 0.3～0.9 49.1 47.6 3.7 17.1 曝气沉砂池对粒径为0.1 mm 左右和0.055 mm 0.15～0.3 15.3 32.4 11.5 26.4 左右无机砂粒的去除率高于旋流沉砂池。 0.105～0.15 2.8 8.1 13.9 18.9 0.096～0.105 1 4.6 39.4 24.4 0.075～0.096 0.1 0.1 3.6 1.3 0.063～0.075 0 0.1 4.2 0.9 参考文献： 0.05～0.063 0.1 0.7 19.4 6.8 [1] 金必慧,黄南平,等.城市污水处理厂运行管理[M].北京:中国建筑 0.05 0 0 1.2 0.6 工业出版社,2012:21. 曝气沉砂池除了具有除砂的功能，还具有预曝 [2] 高廷耀,顾国维,等.水污染控制工程[M].北京:高等教育出版社, 2007:34,36-37. 气、脱臭、除泡以及加速污水中油类和浮渣的分离等 APPLICATION PRACTICE OF ROTARY FILTER IN WASTEWATER TREATMENT PLANT Zhang Chunyan, Dong Tao, Qiao Wanxi, Liu Wei （Zhengzhou Sewage Purification Co. Ltd., Zhengzhou 450000, China ） Abstract: In order to study the case of inorganic sand removal using different types of grit chamber,
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