浅谈污水预处理工艺旋流沉沙池与曝气沉砂池

吴奇涛

摘要：污水预处理是污水进入传统的沉淀、生物等处理之前根据后续处理流程对水质的要求而设置的预处理设施，是污水处理厂的咽喉。本文主要分析污水处理工艺预处理阶段旋流沉砂池与曝气沉砂池的对比，进一步提升污水处理的效果，减少功耗，降低成本。

关键词：污水；预处理；旋流沉沙池；曝气沉砂池

引言

随着人民生活水平的不断提高，居民对生活化境的要求也越来越高，城市黑臭水体是人民群众反映最强烈的环境问题，被称为“群众身边的污染源”，黑臭水体治理是民之所望，政之所向。打好黑臭水体治理攻坚战，是以习近平同志为核心的党中央确定的打好污染防治攻坚战七大标志性重大战役之一。污水处理厂是黑臭水体治理的主战场，随着黑臭水体战役的打响，各种先进的污水处理工艺得到空前的发展，预处理阶段是污水处理中较重要的环节，如处理不好，极易成整个污水处理系统的瘫痪。鉴于此，下面将针对这一问题展开研究。

1、预处理阶段沉砂池对整个污水处理工艺的重要性

在科技不断进步与发展的今天，随着黑臭水体治理战役的打响，污水处理工艺在近两年得到极大的发展。预处理阶段沉砂池系统的应用越来越广泛，种类也多种多样，有平流沉砂池、竖流沉砂池、旋流沉砂池、曝气沉沙池、钟式沉砂池等等。沉砂池虽然投资少、占地面积小，但其作用不可忽视，假如取消沉砂池，对污水处理工艺冲击极大，存在如下问题①大量砂粒进入后续的处理工艺，将会加速对沉淀池刮泥板的磨损，极大的缩短使用寿命；②砂粒进入排泥管沉积会导致管道堵塞；③砂粒进入生化池系统，极易导致生化池容积减少，同时对曝气系统产生影响，还加速生化池中搅拌器叶轮的磨损，缩短使用寿命，加大维护维修成本；④在污泥处理系统中，污泥的含砂量大，会大大影响污泥脱水设备的运行，加剧滤布的磨损，缩短滤布更换周期，造成不必要的经济损失，同时会影响絮凝剂的效果，降低污泥成饼率。由此可见沉砂池系统对整个污水处理工艺及其重要，沉砂池系统的正常运行，极大的降低了整个污水处理工艺设备运行的维护维修的成本，在节能减排方面有着极大的意义。

2、旋流沉沙池和曝气沉砂池的工作原理

广西绿城水务股份有限公司江南污水处理厂总设计规模为96万M³/d。目前已建成72万M³/d，一、二、三期建设规模均为24万M³/d，一期使用旋流沉沙池，二期使用曝气沉沙池。在实际应用中，两种不同的沉沙池，有着鲜明的对比。

2.1江南污水处理厂一期旋流沉砂池

江南污水处理厂一期旋流沉砂池系统主要用于去除水中直径≥0.3mm的细砂，设计两座圆形旋流沉沙池，直径为5.8m，污水经过进水渠从沉沙池的切线方向进入沉沙池，沉沙池内安装有搅拌器，出去进水的旋流作用，使砂在离心力的作用下，甩向池壁、滑向坡底，搅拌器的另一作用是交期坡底的沉沙，使砂子流入沉砂池的积砂斗，较轻的颗粒浮起随出水带走。沉砂池用气体排砂，其气体由鼓风机供气，在气体提升作用下，砂子从排砂管排出，进入砂水分离器。

2.2江南污水处理厂二期曝气沉沙池

江南污水处理厂二期曝气沉砂池规模为24万m³/d，峰值流量为31.2万m³/d，曝气沉砂池分为两个系列，每系列沉砂池有2格沉砂池组成，每格沉砂池长20m，宽4.5m。峰值流量时，设计停留时间6.6min；规模流量时，设计停留时间为8.6min。曝气沉砂池曝气，使污水中的颗粒处于悬浮状态，颗粒之间相互摩擦，能高效的去除砂粒上附着的有机物。每系列沉砂池设吸砂桥一台，单台吸砂桥上安装砂泵2台，分别对应每格沉砂池，用于将集砂斗内的沉砂通过泵提方式提升，进入砂槽，经砂水分离器后运出。

3、实际应用中曝气沉砂池与旋流沉砂池的常见问题及优劣

3.1旋流沉沙池的常见问题及优劣

在实际应用中旋流沉砂池清除出来的砂粒不够纯，带少量的浮渣，多数浮渣会随出水进入初沉池。旋流沉砂池除砂效率高，操作坏境好，设备运行效果好，设备操作较简单，搅拌器叶轮上会缠绕纤维状物，叶轮磨损快。旋流沉沙池适应流量变化的能力强，几乎无水头损失，动能效率高。砂斗内砂子容易沉积被压实，鼓风机气冲、气提效果不佳，不能有效的抽排砂粒。

3.2曝气沉砂池的常见问题及优劣

曝气沉砂池沉淀下来的砂粒清洁，有机污染物含量较低，有效的防止污水厌氧分解，能加速污水中油类的分解。曝气沉砂池中受至于撇渣器的影响，撇浮渣效果不佳，导致池中水面浮渣堆积，影响美观，且浮渣收集渠容易堵塞，浮渣井需人工清理，因吸砂桥吸砂风机容易故障，池底吸砂头容易堵塞，无法正常排砂。吸砂桥导轨受污水腐蚀性气体的影响，容易生锈。

4旋流沉砂池与曝气沉沙池的比较

（1）从设备安装使用方面，旋流沉沙池设备数量较少，电子元件少，基本无限位开关，池中搅拌器需要常开，故障率低，设备维护维修难度比较大。曝气沉沙池不同，因曝气沉砂池需要安装吸砂桥，故设备较多，电子元件，限位开关多，增加了设备的故障率，但维护维修较容易。

（2）工艺方面，旋流沉砂池利用机械力控制水流状态与流速，加速砂粒的沉淀从而去除粒径≥0.3mm，砂粒沉积过程中会夹杂有15%的有机物。曝气沉沙池可通过曝气量来实现水流的控制，池内流速无法调节，能有效的清除砂粒沉积过程中夹杂的15%的有机物。

（3）同等处理规模的情况下，旋流沉砂池的占地面积相对会比曝气沉砂池的占地面积小，旋流沉沙池的功耗比曝气沉砂池的功耗小，旋流沉砂池抗负荷能力比曝气沉砂池强。

(4)工艺使用感官上，旋流沉砂池在搅拌器运行中，污水内的浮渣会随着污水管路进入初沉池，造成初沉池水表面悬浮物很多，如初沉池浮渣收集系统效果不佳，浮渣会结块在水表面，后期较难清理。而旋流沉砂池系统表面，不会留浮渣。相对于曝气沉砂池，因曝气沉沙池池面面积大，附着颗粒与砂子分离后上浮，堆积在曝气沉砂池表面，极易在曝气沉砂池前端堆积，且吸砂桥除渣器除渣效果不佳，池面不美观。

5沉砂池的维护保养

沉砂池因机械设备较少，维护保养条件不足，往往维护保养工作容易被忽视，从而导致了沉砂池积砂无法排出，影响池容，降低过水效率，从而影响整个污水处理系统的运转。

5.1砂水分离器保养

（1）我们需要定期检查砂水分离器槽内的尼龙衬板，有磨损需及时更换。

（2）检查减速机齿轮油的油位是否正常，油量不足时应及时更换。

（3）检查螺旋的磨损，如以磨损掉螺旋原尺寸最大值的10%，应立即更换。

5.2抽砂系统的维护保养

（1）曝气沉砂池、旋流沉沙池使用鼓风机气提的方式抽砂，我们需要对鼓风机进行维护保养，保养时首先观察润滑油的油位，如润滑油油位不足，应及时添加。其次检查鼓风机的皮带损耗及张紧程度，及时调整，小鼓风机长时间运转发热，密封胶垫极易膨胀漏油，需及时维修。

（2）在抽砂系统使用的过程中，气冲、气提、抽砂管极易堵塞，需及时维护清理，确保出砂正常。

（3）旋流沉沙池搅拌器保养，需对减速机部分的大齿轮添加润滑油，还需观察齿轮磨损状况，齿轮间隙，及时调整。

6结语

在污水处理技术日益发达的今天，如何利用好沉砂池，在现有的基础上如何改进沉砂池的效率，降低设备的故障率，保证污水处理厂的稳定运行，是我们应该思考的问题，也是我们应该努力的方向。作为污水处理工作者，我要不断学习，提升自身的专业技能，坚决为消除“群众身边的污染源”打赢城市黑臭水体治理攻坚战，还人民群众一个“碧水蓝天”的宜居城市贡献自己的力量。

参考文献：

[1] 皇甫永硕. 基于二维结构化网格的可压缩流体并行算法研究[ D].国防科学技术大学,2016.

[2] 刘立. 污水处理厂旋流沉砂池技术改造及处理效果研究[D].重庆大学,2013.

[3] 安怀元. 地下式污水处理厂的构筑物结构设计研究[J]. 城市建设理论研究（电子版）, 2016, (11): 3804.

[4] 段旭刚.综放成套设备与高产高效回采工艺探究[J]. 能源与节能, 2018,(10):116-117.