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污水处理厂旋流沉砂池的改造

摘要:针对某污水处理厂旋流沉砂池除砂量少、运行故障率高的问

题，对其进行了技术改造，取消旋流器，增设导流板、中水射流管、

吸砂喇叭口、放空系统，将分选区底部改为斜底，改变提砂气源，

改造后除砂效率得到提高，污水处理厂的整体环境得到改善。

在污水收集过程中，常因管道破损或不文明施工等人为因素造成大

量的砂进入污水处理厂，过量的砂会造成管道堵塞、设备磨损以及

减少处理构筑物的有效容积，所以提高沉砂池的除砂效率对污水处

理的整体运行具有重要意义。

某污水处理厂采用旋流沉砂工艺，但实际运行时由于设计、安装和

运行管理方面的原因，没有达到预期的效果，除砂效率低，导致砂

粒堵塞管道并在后续氧化沟内累积，给正常生产带来了很多不便。
1改造前运行情况

1.1系统概况

某污水处理厂建设规模近期为6×104m3/d，主体工艺为A2/O氧

化沟工艺。设旋流沉砂池工艺，由两座旋流沉砂池并联组成，并配

有相应的提砂设备和砂水分离器。

旋流沉砂池为圆形混凝土结构，主体结构包括分选区、集砂区和进

出水渠道，分选区不设坡度，水流360°直进直出，并形成下部进

水、上部出水的水流形态。分选区直径为4.88m，深度为2.4m;集

砂区直径为1.52m，深度为2.32m;进水渠沿15°倾角进入分选

区底部，宽为1.2m，深为1.42m;出水渠与分选区上部水平连接，

宽为1.2m，深为1.108m(如图1所示)。

每座沉砂池配有一套鼓风机系统，用于空气冲洗和提砂;桨板安装

在池中心驱动转轴的转盘上面，形成沉砂池的旋流器，旋流器以一

定的转速转动，维持沉砂池内的旋转水流状态。螺旋式砂水分离器

将沉砂池排出的砂水混合液进行砂水分离。

1.2存在的问题及原因分析

原旋流沉砂池系统由两套提砂、搅拌设备24h交替不间断运行，

运行四年来主要存在以下问题:

①除砂效率低。沉砂池排出的砂经砂水分离器后卸至盛砂车，稳

定运行中平均除砂量仅为0.65kg/d。原因可能有沉砂过程中砂粒

易堆积在砂斗盖板上;螺旋桨的转速不够，无法形成有效的涡流;

提砂管易堵塞无法提砂。

②对后续构筑物造成严重影响。由于沉砂池几乎没有起到去除砂

粒的作用，大量无机砂粒进入了后续构筑物———氧化沟，降低了

氧化沟内活性污泥的比例，MLVSS/MLSS值平均为30.18%;砂粒

在氧化沟中淤积，大量减少氧化沟的有效容积。

③运行噪音大。旋流沉砂池的提砂系统以罗茨风机作为气源，罗

茨风机工作时噪音较大(该段噪音实测值均超过85dB)，影响运

行环境。

④提砂管易阻塞，导致沉砂池频繁检修。两座旋流沉砂池平均每

月检修一次，每次检修耗时约2～3d，严重影响生产运行的正

常开展。检修时造成污水横流，不仅影响厂区的整体环境，也严重

影响了工作人员的身体健康。
2技术改造

对旋流沉砂池进行的改造如图2、3所示。

①去掉搅拌桨板，增加导流板(见图4)。原搅拌桨板为径向叶

轮，功率为1.5kW，转速为38r/min。因叶轮形成径向水流且转

速不够，要带动池体内的污水做旋流运动十分困难，也难以达到沉

砂和分离有机物的效果，故取消了原搅拌设备。在分砂区对称设置

导流板，其中进水渠与出水渠之间弓形隔板下方的两块导流板C1、

C2靠近池心一侧的高度为0.78m，另一侧为0.68m，宽分别为

1.15m和1.47m，弓形隔板上方设有一块导流板b高为1.0m，

宽为1.7m;其余6块导流板a靠近池心一侧的高度为1.57m，

另一侧高度为1.31m，宽为1.15m。池体内的污水在运动过程中与
导流板接触碰撞，增加了砂粒与有机物分离的几率，也使得水流在

斜板背面形成多个小型涡流，更加有利于砂粒沉降。

②增设喇叭口(见图5)。原设计的提砂管管头距砂斗底部只有

0.1m，运行过程中发现此距离容易造成管头堵塞而阻碍提砂功能

实现，将提砂管管头与砂斗的距离增至0.3m，并且在管头设置了

喇叭口，可提升管头的吸砂能力，减缓提砂管的堵塞。

③将分选区平台改为斜坡。在实际运行当中发现砂粒易沉积在分

选区平台上，故将平台调为12.5°±2.5°斜坡，以便于沉降的

砂粒汇入砂斗。

④增加中水射流管。沿分砂区池壁设置一圈DN100管道，从厂区

中水系统引水，制作内壁射流器，辅助池体内污水进行旋流运动。

⑤增加放空系统。在每座沉砂池底部设置放空管，以解决沉砂池

淤积堵塞问题。

⑥改变提砂气源。污水厂采用氧化沟工艺，修建有专门的鼓风机

房，拆除故障率高、运行检修困难的罗茨风机系统，从鼓风机房引

DN75气管至沉砂池作为提砂气源，风压可在40～70kPa范围

内调整，可保证提