双层平流沉淀池在深圳市观澜一期水质净化厂的应用

李吉星 邓翠翠

（1、深圳市观澜污水处理有限公司，广东 深圳518110 2、深圳建呈达工程造价咨询有限公司，广东 深圳518000）

1 概述

深圳市观澜一期水质净化厂位于龙华区观澜街道桂花街道，处理规模16 万吨/日，占地面积4.59 万平方米，采用半地下式形式，生反池及二沉池顶部加盖建设面积1.9 万平方的上盖市政公园。2018 年6 月开工建设，2019 年11 月投入商业运营，建设周期17 个月。受用地条件（占地面积小且形状不规则）限制，沉淀池采用占地面积较小的双层平流沉淀池。全厂最终实际用地指标为0.287m2/（m3.d），远低于《深圳市城市规划标准与准则2014》要求的深度处理污水处理厂用地规划控制指标0.725m2/（m3.d）。

2 工艺设计

2.1 设计进出水水质（表1）

2.2 污水处理工艺

主处理工艺为三级A/O+双层平流沉淀池+磁混凝沉淀池+紫外消毒渠。污水经预处理及三级A/O 生化处理后，汇总至双层平流沉淀池配水渠，配水渠将三级A/O 生化池出水平均分配至10 条双层平流沉淀池渠道，每条渠道设配水区、储泥区、上下层沉淀池区及出水区。单渠道的进水通过等宽的配水堰平均分配水量至上下层沉淀池，然后通过穿孔花墙布水，每条渠道设回流污泥泵一台，生化池设计回流比100%，剩余混合液经固液分离后上清液汇总至 出水渠，剩余污泥集中至集泥斗后经剩余污泥泵排出处置。双层平流沉淀池可采用集泥斗作为储泥池，不另外设置储泥池，节约用地，也可另外设置储泥池，稳定出泥浓度并对剩余污泥进行浓缩。

2.3 双层平流沉淀池设计参数

设计处理规模16 万吨/日，Kz=1.3。

沉淀池长宽比要求不小于4，机械排泥时池宽根据排泥设备确定，长深比不小于8，以8～12 为宜，池底纵坡要求（转下页）在机械排泥时不小于0.005，一般采用0.01～0.02，最大水平流速要求不超过5mm/s[1]。上下层渠道渠宽5.4m，下层渠长38.25m，深3.975m，长深比9.62，长宽比7.08，池底纵坡0.01，配水穿孔花墙开孔总面积占池断面积8.8%。上层渠长41.7m，深4.225m，长深比9.87m，长宽比7.72，池底纵坡0.01，配水穿孔花墙开孔总面积占池断面积7.4%。下层渠水平流速4.31mm/s，下层渠水平流速4.06mm/s。刮泥机行进速度0.61m/min。

表1 厂区设计进出水水质标准

上层沉淀池平均流量时表面负荷为1.01m3/（m2.h），峰值流量时表面负荷为1.31m3/（m2.h）；下层沉淀池平均流量时表面负荷为1.13m3/（m2.h），峰值流量时表面负荷为1.47m3/（m2.h）。

3 沉淀效果的影响因素

除表面负荷外，运行过程中的配水情况、混合液MLSS 值及SV30 值对双层平流沉淀池沉淀效果也有较大的影响，调试运行过程中需注意控制运行参数[2]。

3.1 配水情况

生反池至二沉池采用渠道配水方式，因配水渠道较窄，且仅采用一级渠道配水，存在各渠道配水量不均匀的情况，需通过进水闸门调节各池进水水量。此外双层平流沉淀池通过三角出水堰板出水，因沉体不均匀沉降及三角堰堰板水平不一致等原因，易导致沉淀池各区域出水水量不均，各区域上升流速不一致，池内出现紊流，从而翻泥影响出水水质。

3.2 MLSS 与SV30 变化对双层平流沉淀池出水水质的影响

该双层平流沉淀池设计进水MLSS 为3.5～5g/L，深圳水厂实际运行中，为强化脱氮效果，沉淀池进水MLSS 一般超过5g/L，部分水厂沉淀池进水MLSS 浓度超过10g/L。随着MLSS 升高或降低，混合液SV30 相应变化，具体变化趋势见下图。

图MLSS-SV30 变化趋势图

因剩余污泥处置受限，生化反应池MLSS 逐步升高，SV30相应升高，SV30 与MLSS 变化趋势可知，SV30 与MLSS 不完全呈正比。上图中，SV30 在持续上升或持续下降过程中，变化速率大于MLSS，主要原因是剩余污泥无法及时外排时，SV30 不仅随着MLSS 上升而上升，同时因生化反应池污泥泥龄逐渐上升，污泥的沉降性能也会变差。当剩余污泥得到及时处置时，生化反应池中MLSS 下降的同时，活性污泥也得到更新，污泥的沉降性能随之改善。

图 双层平流沉淀池进水SV30 与出水TP 关系图

根据上图，双层平流沉淀池在高固体负荷情况下仍然有一定处理效果，但其主要考核指标TP 较难达到一级A 标准，且出水TP 值与进水SV30 值相关性较弱。双层平流沉淀池TP 去除效果不佳的原因主要是前端三级A/O 工艺主要保证脱氮效果，不设厌氧池，进水中的TP 未被充分吸纳至污泥中。而出水TP值与进水SV30 值相关性较弱的原因是，双层平流沉淀池主要可以去除经聚磷菌转化为不溶性固体沉淀物部分的磷，在允许范围内，该部分磷均可随着污泥的沉淀池及排除而去除，而对于未转化为不溶性固体沉淀物的溶解磷，仍需要末端磁混凝沉淀池予以处理。

根据水厂实际运行情况，当生物反应池出水SV30 超过40%时，双层平流沉淀池无法保证满负荷运行，需适当减少处理水量，保证污泥沉降效果，否则易产生翻泥现象，翻泥将会导致大量悬浮物流失至深度处理工艺。且进水量不宜发生剧烈波动，因双层平流沉淀池配水系统相对复杂，上下层池体在集泥斗处连通，进水水量剧烈变化易导致紊流，进而产生翻泥现象[3]。故在水厂运行过程中，应注意保证系统排泥顺畅及进水水量的稳定，如系统排泥不畅将导致MLSS 偏高，污泥活性及沉降性能下降，进而导致处理规模下降。

4 结论

双层平流沉淀池具有占地面积小、投资小、施工周期短的优点，配置集泥斗的情况下，无需另行设置储泥池，剩余污泥可由集泥斗直接外排。且在允许的SV30 范围内，双层平流沉淀池出水受SV30 变化的影响较小，但双层平流沉淀池布置因配水系统相对复杂，抗冲击负荷能力一般，且施工难度较大。双层平流沉淀池的处理效果主要受设计情况及进水（浓度及组分）的影响，设备数量少，功耗低，运行维护工作较为简单。尤其在用地紧张的地区，双层平流沉淀池具有较大的优势。