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摘要：针对水厂传统沉淀工艺运行中存在的问题，总结沉淀池改造的成功案例，得出改造方案。改善进水面积，降低进水流量，提高布水均匀性；为解决“跑矾”现象，通过延长排泥车行程对排泥系统进行改造；针对不同的水质问题，可以考虑采用平流——斜管组合池、浮沉池和水平管沉淀技术来提高水处理效果。通过对进水口、排泥系统和沉淀池类型的改进，可以有效提高沉淀池进水的稳定性，解决排泥不畅的问题，增强对低温低浊水和含藻水的适应性。今后沉淀池改造仍应围绕进水、排泥系统、沉淀池类型三个方面进行，借鉴国外高效沉淀技术，提高原水处理效果。
关键词：水厂；沉淀池改造；进水口；排泥系统；池型选择；应用
1沉淀池进水区
沉淀池进水区的作用是使水流尽可能均匀地分布在整个进水段，减少扰动，避免絮体破碎。沉淀池入口一般布置穿孔墙，穿孔直径一般为100mm左右。水流通过穿孔壁孔的速度一般为0.08 ~ 0.10 m/s，远高于水池中水流的速度3 ~ 20 mm/s，所以流入水池的水动能很大，可以持续很长一段距离(几十米)才消失。这种射流加剧了水的湍流，从而影响降水效果。祎凡等人发现，当布水区起始处的水平流速控制在0.010~ 0.018 m/s时，可以达到较好的沉淀效果。其他研究表明，当沉淀池初水平流速较高时，沉淀池出水水质对表面负荷和泥深的变化较为敏感。虽然在沉淀池进水口的设计中广泛采用了配水墙，但为了保证配水均匀，提高沉淀效果，许多水厂在沉淀池进水口的改造上进行了新的尝试。基本原理是通过降低进水流速来提高配水的均匀性。
2沉淀池排泥
在沉淀池的运行中，水厂经常面临因排泥处理不当而导致排泥系统堵塞的问题，导致沉淀池中的污泥堆积越来越多。严重时不得不停产放空罐水进行人工冲洗和排泥，浪费大量冲洗用水，影响用户正常用水。沉淀池积泥对水沉淀池的危害包括以下几点：沉淀池污泥堆积过多，降低了沉淀池的有效深度，影响布水的均匀性；沉淀去除的颗粒再次返回沉淀池，增加出水浊度；未及时排放的污泥中有机物和微生物的降解过程会产生异味，严重影响出水质量。因此，有必要对沉淀池排泥系统进行优化，以提高沉淀池的出水质量。
2.1平流沉淀池排泥系统改造
平流沉淀池运行中，污泥堆积的死区是常见的，污泥堆积的位置主要包括沉淀池底部、进出口端底部、集水池下部和配水墙附近等。如果不重视泥沙淤积问题，过高的泥沙颗粒会占据平流沉淀池的溢流区，增加水平流速，严重影响沉淀效果。
平流沉淀池最常见的排泥方式是机械排泥，不需要设置排泥斗就可以充分利用沉淀池的容积。但由于自卸车行程有限，自卸车无法到达一些地方，形成了一个供排泥的“真空”区，导致池内部分地方积泥严重。
2.2斜管(板)沉淀池排泥系统改造
斜管(板)沉淀池比平流沉淀池具有更高的污泥沉降效率，因此其污泥沉降速度更快。斜管(板)沉淀池往往采用带V型槽的穿孔排泥管排泥。如果排泥不及时或排泥效果不好，会造成污泥堵塞排泥管管口，造成污泥严重积压，从V型槽溢出上升到布水区，最后倒入斜管，增加斜管自重。严重时，支撑斜管装置的支架会坍塌，造成斜管坍塌。江苏省某化纤公司供水厂斜管坍塌，原因是污泥排放不及时，污泥堆积至大量倒入斜管，导致斜管负荷增加。进入斜管的絮体会继续与斜管内上升的水流接触，拦截水中的小颗粒，从而长成较大的絮体，落在斜管上。絮凝物的一部分会沿着斜管沉降到污泥堆积区，另一部分会附着在斜管表面，形成絮状的污泥层。泥层的形成会减小斜管的面积，增加管内速度。当斜管流速过高时，会影响颗粒在斜管内下沉，改变颗粒沉淀的方向，使颗粒随上升的水流向亲水区后沉积在斜管顶部。运行3 ~ 5天后，斜管上部会被厚厚的一层泥浆覆盖。这种斜管上部积泥现象非常普遍和严重，有时积泥会堆积在集水箱淹没的出水孔处，严重影响出水水质。
2.3沉淀池类型的改进
平流沉淀池因其成本低、结构简单、易于维护而在我国得到广泛应用。许多新建水厂沉淀池的首选仍然是平流沉淀池。但是平流沉淀池并不适合所有水厂。考虑到原水污染物的复杂性和土地短缺的严峻形势，平流沉淀池已经不能满足水厂的需要。许多自来水厂为了追求低成本，选择平流沉淀池。为了满足水质的要求，他们不得不增加剂量来提高沉淀效果，这增加了药物的消耗，但未能达到理想的沉淀效果。沉淀池类型的选择必须结合水量、水质条件、气候和水厂面积等多种因素。合适的沉淀池类型是保证沉淀后水质的关键因素。目前，许多老水厂在保留原有池体的同时，对沉淀池进行了合理的改造和扩建，在避免拆除和改造成本高的同时，取得了良好的沉淀效果。
2.3.1平流——斜管组合沉淀池的改造及应用
平流沉淀池对原水水质和水量的变化有很好的适应性，但沉淀效果不如斜管沉淀池，另一方面平流沉淀池的主体较长。根据自来水厂的运行经验，颗粒的有效沉降只发生在前1/4 ~ 1/3阶段，后半阶段对除浊影响不大。斜管沉淀池大大增加了沉淀面积，沉淀效率高，但对水质水量冲击负荷适应性差，管板容易堵塞，对水力条件要求严格。
2.3.2浮沉池的改造及应用
浮选沉淀池是一种集气浮和沉淀于一体的构筑物。通过在沉淀池中增加溶气释放装置，使池体集沉淀和气浮功能于一体，并能根据进水浊度灵活有效地切换沉淀或气浮过程。冬季原水温度低、浊度低、夏季藻类旺盛时，可利用溶气释放装置释放的微气泡将难沉颗粒带到池塘表面去除，利用池塘的气浮功能。当原水的浊度较高时，浮沉池以沉淀模式运行。浮选沉淀池不仅对低温、低浊度、高藻水有很好的处理效果，而且能有效处理原水浊度的突然增加，对原水水质变化的适应性强。
2.3.3水平管沉淀新技术的改造和应用
珠海九通开发的水平管沉淀分离技术是将横截面为菱形的水平管束水平放置在沉淀池中，使进水沿水平管水平流动，而沉淀下来的泥浆垂直下降，通过管内排泥口落到排泥槽中滑出。水和泥浆都是通过各自的通道行进，互不干扰，有效避免了斜管沉淀池中泥浆和水共用同一流道造成的跑矾现象，解决了“浅池理论”中“排泥困难”的问题。
3结语
未来，随着人们对出水水质要求的进一步提高，沉淀技术的改造和应用将受到更多的关注。沉淀池的改造和新建仍需重点关注三个方面：进水面积、排泥系统和池型。穿孔花墙仍将是主要的进水口，但设计中应考虑孔面积的影响，也可根据水厂的实际情况设计配水口、穿孔管和格栅条的配水方式，实现均匀稳定的进水口。污泥排放系统改造中应更加注重细节，如在污泥堆积处设置斜坡，延长机械排泥车的行驶距离，实现高效排泥。沉淀池类型的合理选择可以用来改造传统的沉淀方法，以满足未来水质和节能的需要。优化改造可通过在池内增加溶气装置或水平管装置，或结合沉淀工艺来完成。随着原水水质复杂性的增加，为了提高沉淀效果，越来越多的水厂采用强化混凝来提高颗粒沉淀效率。有代表性的强化混凝技术，如Densadeg高密度沉淀池(法国)和Actiflo高效澄清池(法国)，在国外很多水处理方向已经使用多年，相信随着行业标准和规范的提高，这些技术将在不久的将来投入大规模的改造和应用。
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