李繼震　 　　　　　　李寶仲

(哈爾濱市自來水公司) (中國市政工程東北設計院)

　　摘　要：側向流翼片斜板沉淀池的結構對除濁效果有明顯的影響，在設計時應給以充分的注意。本文就翼片的結構、翼片斜板的層數、層與層間的銜接方式、底部阻水板與側面阻水板的布置、集水方式與布水方式等結構問題及其對除濁效果的影響進行了論述。
　　我國對側向流翼片斜板沉淀池的研究起步不久，主要集中在不同規格和格數的翼片斜板除濁效果方面。翼片的結構、翼片的層數、層與層間的銜接方式、底部阻水板和側面阻水板的布置、集水方式與布水方式等結構問題及其對除濁效果的影響，未見有人提及。本文擬結合工程實踐對其進行討論。

1.　翼片結構對除濁效果的影響

　　在斜板垂直距離相同的條件下，翼片的結構尺寸對除濁效果具有明顯的影響。對此，有人做了如下研究。圖1表示翼片斜板各部位尺寸符號，各種規格翼片的具體尺寸見表1。

不同型式翼片尺寸表　 表1

型式

D(mm)

S(mm)

ε(mm)

H(mm)

h/D

1/3R型

1/2R型

2/3R型

U型

30

30

30

30

30

30

30

—

20

15

10

—

10

15

20

—

1/3

1/2

2/3

—

　　注：表中U型為無翼片普通斜板。
　　在相同斜板垂直距離D，系統處理水量和斷面平均流速條件下，進行了除濁實驗，實驗的各項數據見表2。
　　從表2可明顯看出，隨著翼片高度h增加、隙部尺寸減小，即使原水濁度增大，其出水濁度仍不斷降低，除濁效率不斷提高。當翼片高度h為斜板間垂直距離D的2/3時，即2/3R型，除濁效率最高。設計翼片斜板沉淀池時，最好選用h/D=2/3。
　　另外，筆者認為，翼片間距S與翼片高度h相等最好。這樣有利于在兩翼片與底板三面圍繞的范圍內形成近似圓形的環流，有利于固體顆粒的離心運動、觸壁沉淀。

不同型式翼片斜板除濁數據表　 表2

組別

型式

斷面平均流速（mm/s）

隙部ε（mm）

隙部流速（mm/s）

原水濁度（度）

出水濁度（度）

1

U
1/3R
1/2R
12/3R

4.83
4.83
4.83
4.83

－
20
15
10

4.83
7.25
9.66
14.49

15.4
16.6
24.3
30.7

6.33
5.12
5.18
4.16

2

U
1/3R
1/2R
12/3R

7.33
7.33
7.33
7.33

－
20
15
10

7.33
11.00
14.66
21.99

44.5
53.1
56.0
59.8

19.2
15.1
10.9
10.3

3

U
1/3R
1/2R
12/3R

9.83
9.83
9.83
9.83

－
20
15
10

9.83
14.75
19.66
29.49

51.5
58.3
63.2
61.3

41.9
27.7
27.7
23.3

2.翼片斜板深度對除濁效果的影響

　　為了增加處理水量，相應地增加沉淀池的橫斷面積，側向流翼片斜板沉淀池多采用數層翼片斜板。值得注意的是，斜板的深度對除濁效果有明顯的影響。哈爾濱市三水廠300，000m³/d側向流翼片斜板沉淀池共有六個沉淀池，每池處理水量50，000m³/d,采用四層翼片斜板，總深度3.6m。生產實驗中，在側向流翼片斜板出水側的不同深度測定了出水濁度，見圖2。

　　從圖2可以看出，越是深層水位其出水濁度越高，而且濁度增加的幅度也越大。在中試研究中，對單層側向流翼片斜板不同深度出水濁度進行了測定，也得出了同樣結果。
　　筆者建議，側向流翼片斜板的總高度不要超過3m。

3． 數與層間銜接方式對除濁效果影響

　　各層斜板之間的銜接方式和斜板層數對除濁效果也具有影響，該水廠層間銜接方式見圖3（a）。

　　從圖3（a）中可以看出，上層斜板滑下的沉淀物正好落入下層翼片斜板的主流區，在下層翼片斜板中重新進行沉淀，對下層翼片斜板出水水質要產生一定影響。尤其是沉淀區的后部，承受上層落下的沉淀物后，沒有足夠的沉淀時間和沉淀距離，對出水濁度的影響更為明顯。因下層斜板承受上層落入的沉淀物數量較多，所以出水濁度較高。
　　為了減少上述因素對水質的影響，建議采用下面幾方面措施： ① 改變層間銜接方式，如圖3（b）,上層翼片斜板滑下的沉淀物直接落入下層斜板的翼片區內，落在下層斜板上，減少沉淀物再污染現象。 ② 控制翼片斜板的層數，最好不要超過3層，以便減少沉淀物在層間下滑時再污染的次數。 ③ 減少翼片斜板層數的同時，可加大單層斜板的高度，以保證沉淀池的過水橫斷面積。

4．阻水板

　　為防止原水從翼片斜板區的底部和側面穿透而形成股流，應設立阻水板。
　　 該水廠側向流翼片斜板沉淀池底部構造如圖4(a)。

　　在側向流翼片斜板區的底部與沉泥區隔墻之間有空隙，沒有阻水板，而斜板區有大量的翼片，水力阻抗大，所以在斜板區底部出現流速很大的股流，斜板上滑落下來的沉淀物在落到沉泥區底部的途中，被重新污染。
　　生產實驗數據如下：低溫低濁期，原水濁度為13～16度，在圖4（a）中G點處，于不同時間取了多次水樣，濁度最低的為31度，最高的成為泥水，充分體現出二次污染的嚴重程度。
　　為了解決上述問題，在側向流翼片斜板的底部增設了阻水板，見圖4（b）。改造后，解決了底部股流穿透問題。
　　該水廠沉淀池采用刮泥機排泥，池壁附近設有帶動刮泥機工作的鋼絲繩，所以，翼片斜板區與池壁之間存在20cm的間隙，為防止原水穿透，在前后端設有阻水板，見圖5（a）。

　　這種阻水板的阻水效果很不好，原水通過后端翼片斜板區進入池壁附近的間隙區，再通過后端翼片斜板區進入后過渡段。在圖5（a）中的m點附近，觀察到流速很大的股流，經測定，原水濁度為13度，在m點取樣測得濁度為19度，說明原水在穿透過程中把沉淀物攜帶出來，使沉淀后的水受到二次污染。為此，我們采用如圖5（b）的阻水方式，獲得較好的效果。

　　某水廠翼片斜板沉淀池如圖6的側面阻水板，其效果良好。

5．集水方式與布水方式

　　側向流翼片斜板沉淀池，水流是水平流動的，所以，原水從反應池進入沉淀池的布水方式和沉淀池出水的集水方式均應適應這種要求。
5．1　 布水方式
　　該水廠側向流翼片斜板沉淀池的布水方式如圖7。

　　其布水很不均勻。反應池出水孔口流速100mm/s，沉淀池橫斷面平均流速8mm/s,反應池出水在前穩流段整個區域內形成股流和回流，使前過度段完全失去穩流作用。水流通過薄壁穿孔時，孔眼流速分布也是很不均勻的，正對著反應池出水口部位，穿孔水流流速高，而且易于打碎絮狀物。
　　采用花墻和豎向縫隙布水墻等平流式沉淀池的布水方式是比較理想的，通過前過渡段時在沉淀池橫斷面上流速分布均勻，而且不需要穿孔板進行二次布水。
5.2　集水方式
　　如前所述，側向流翼片斜板在不同深度的除濁效果是不同的，上部出水濁度低，下部出水濁度高，所以，在設計側向流翼片斜板沉淀池時，應選擇上部和中上部集水方式。
　　從上述可以看出，側向流翼片斜板沉淀池的結構對除濁效果具有明顯影響，在設計時，必須使其結構適應提高除濁效果的要求。