管亮亮 翟圣明

（中交第四公路工程局有限公司，北京 100010）

1 沉砂池概述

一些生活污水、降雨污水在流動(dòng)、沖擊過(guò)程中，往往會(huì)混入一些泥土砂礫，若不能盡早去除這些泥沙等顆粒物，會(huì)導(dǎo)致污水處理設(shè)備在處理階段被破壞，如泥沙對(duì)去污機(jī)器的磨損、堵塞、卡頓，這時(shí)沉砂池的作用就體現(xiàn)出來(lái)。沉砂池可以在污水將要進(jìn)入去污設(shè)備前處理混有泥沙等顆粒物的污水，保證了污水與泥沙的徹底分離，保障了去污機(jī)器設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

沉砂池可去除污水中顆粒直徑大于0.2mm、顆粒密度大于2.65t/m3的顆粒物或泥沙。沉砂池的工作原理是采用重力離心法，利用液體與顆粒的重力差進(jìn)行固液分離。

國(guó)內(nèi)采用的沉砂池形式大多為平流沉砂池、曝氣沉砂池和旋流沉砂池。而對(duì)目前生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在的污水溝渠來(lái)說(shuō)，這些沉砂池的除沙效果并不佳，因?yàn)槲鬯疁锨念w粒物或泥沙不僅含量高，而且不易去除。若污水溝渠處理不當(dāng)，很可能污染附近水源、阻塞污染河道，甚至對(duì)土壤和地下水資源造成不可逆的危害。

2 常見(jiàn)的幾種沉砂池

2.1 平流式沉砂池問(wèn)題分析

平流式沉砂池工作原理是利用水流流速和時(shí)間以及顆粒物或泥沙在水中的沉降速度和時(shí)間，通過(guò)精確計(jì)算與二者的時(shí)間差將水流中的顆粒物和泥沙分離。因此，沉砂池容積、水流速度、雜質(zhì)沉降時(shí)間就成了至關(guān)重要的指標(biāo)和參數(shù)。

水流速度普遍是上下波動(dòng)的，并不是一成不變的，在實(shí)際操作中，波動(dòng)的水流速度會(huì)給計(jì)算帶來(lái)較大誤差。由于水速不均勻，也導(dǎo)致了水中泥沙等雜質(zhì)的密度和含量不均。平流式沉砂池會(huì)因客觀(guān)的水速不均，導(dǎo)致除沙效率低下，效果不明顯，不能有效去除顆粒物中的有機(jī)物。

2.2 曝氣式沉砂池問(wèn)題分析

曝氣式沉沙池工作原理是利用加入的曝氣氣體產(chǎn)生氣旋流，然后，利用氣旋流清洗顆粒物或泥沙，在洗沙過(guò)程中，利用顆粒物與顆粒物通透率之間的關(guān)系進(jìn)行油脂等有機(jī)物的有效除砂和分離。顆粒物或泥沙直徑與通透率如表1所示。

表1 顆粒物或泥沙直徑與通透率

由表1可知，曝氣式沉砂池的高效工作區(qū)間要對(duì)顆粒物或泥沙的直徑有一定要求。顆粒物或泥沙的直徑小于0.6mm，是除砂的最有效階段。

雖然此種方式的沉砂池相較于平流式沉砂池在除去泥沙或顆粒物的效果上有了很大提升，但在最理想狀態(tài)下，泥沙的通透性還較粗獷，通透率較高，留在水流中的泥沙還比較多。

2.3 多爾式沉砂池問(wèn)題分析

多爾式沉砂池外形上半部分為方形，下半部分為圓球形。其主要工作原理與平流式沉砂池類(lèi)似，是利用其平面部分中水的壓強(qiáng)力為主要設(shè)計(jì)指標(biāo)。多爾式沉砂池的深度普遍小于0.9m。污水流入進(jìn)水口后，會(huì)先通過(guò)池里的整流器，后經(jīng)整流器整流均勻地分配后進(jìn)入沉砂池，分離后的污水經(jīng)溢流堰排放。顆粒物或砂礫在進(jìn)入沉砂池中心的驅(qū)動(dòng)刮砂機(jī)后，由于刮砂機(jī)的運(yùn)行將泥沙排放到集砂坑，再經(jīng)過(guò)螺旋洗砂機(jī)的清洗后，排出被分離的廢物和有機(jī)物。

多爾式沉砂池在國(guó)內(nèi)應(yīng)用不多，缺乏實(shí)施與操作經(jīng)驗(yàn)。雖然其除砂效果相比平流式沉砂池要好一些，但成本較高，性?xún)r(jià)比較低，并且相較于曝氣式沉砂池，效果并無(wú)明顯提高，應(yīng)用并不廣泛。

2.4 旋流式沉砂池問(wèn)題分析

旋流式沉砂池工作原理是運(yùn)用循環(huán)水處理沉砂池，其設(shè)計(jì)制造方面普遍采用鐘氏或比氏兩種類(lèi)型。此種沉砂池的建造和使用成本較高，且浪費(fèi)水資源，在國(guó)內(nèi)使用此種沉砂池的并不多見(jiàn)。

3 基于沉沙隔板的可循環(huán)使用鐵質(zhì)沉砂池的制作探究

為了有效解決目前國(guó)內(nèi)沉砂池建設(shè)存在除沙或顆粒物效果不佳、建造成本太高、性?xún)r(jià)比較低的弊端，對(duì)沉砂池制作進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，提出一種性?xún)r(jià)比較高、除砂效果明顯的沉砂池制作方案——基于沉沙隔板的可循環(huán)使用鐵質(zhì)沉砂池。

3.1 沉砂池的制作方案

基于沉沙隔板的可循環(huán)使用鐵質(zhì)沉砂池是通過(guò)沉沙隔板可循環(huán)利用的特性，使用鐵質(zhì)而非混凝土的沉砂池。這種沉砂池的前后壁之間用多根豎立的沉沙隔板按照一定的空隙擺放安裝，形成一個(gè)個(gè)沉沙室。這些用沉沙隔板組成沉沙室的數(shù)量要比沉沙隔板數(shù)目多出一個(gè)。然后，讓沉沙隔板的下邊沉到沉砂池底部的沉砂槽中，并與其相互觸碰，其沉沙隔板兩側(cè)不僅要與沉砂槽內(nèi)壁緊貼，還要與沉砂池相應(yīng)位置的池壁接觸，并密封固定。

3.2 沉砂槽的選擇及沉沙隔板的具體擺放

沉砂槽在國(guó)內(nèi)又稱(chēng)沉砂溝或沉砂盤(pán)。其原理非常簡(jiǎn)單，就是利用重力和引力自然沉降污水中的顆粒物或泥沙，常被用于沉砂池中，作為沉砂池底部可以用來(lái)簡(jiǎn)單除砂和污水凈化。但由于它的凈化原理為引力的自然過(guò)濾，因此被用于污水處理的前端部分，過(guò)濾沉淀污水中較大的顆粒物或泥沙等。

沉砂槽要選擇較深、外形方正規(guī)則的為宜，這樣可使沉砂隔板更容易貼近沉砂槽內(nèi)壁。

沉砂隔板要豎直插入槽底并緊貼沉砂槽內(nèi)壁。沉砂隔板的高度為70～180cm，與沉砂槽的傾斜角度大約為60°～65°，每塊沉砂隔板的間距大約為250～400mm。

3.3 沉砂隔板的循環(huán)再利用

在沉砂隔板需要更換清洗時(shí)，只需在沉砂池上端的條狀口將沉沙隔板抽出即可，抽出后可用清洗劑等化學(xué)藥品清洗沉砂隔板，清洗完成后，再將其放回沉砂池即完成沉砂隔板的日常清洗。這樣不僅在清洗沉砂池時(shí)可以省時(shí)省力，也做到了沉砂隔板的循環(huán)再利用。

3.4 鐵質(zhì)沉砂池的防腐及保護(hù)措施

（1）物理方法——覆蓋保護(hù)法。鐵質(zhì)沉砂池表面覆蓋保護(hù)層，在金屬表面涂抗腐蝕的油漆；用電鍍法將鐵質(zhì)沉砂池表面鍍上耐腐蝕的其他金屬或合金材料；形成致密氧化膜，以便防止腐蝕。

（2）化學(xué)方法。將鐵質(zhì)中加入一些抗腐蝕金屬，形成合金金屬。

（3）電化學(xué)保護(hù)法。此方法比較適合沉砂池的應(yīng)用，其主要原理是由于單質(zhì)金屬?zèng)]有得失電子的特性，且電解池的陰極在電化學(xué)反應(yīng)中會(huì)發(fā)生還原反應(yīng)。這樣就能在不電解陰極單質(zhì)金屬的同時(shí)，將陽(yáng)極的金屬電解后的電子轉(zhuǎn)移到鐵質(zhì)沉砂池上，并形成金屬電子保護(hù)膜。

3.5 基于沉砂隔板的可循環(huán)使用鐵質(zhì)沉砂池的制作優(yōu)點(diǎn)

（1）材料的可循環(huán)利用。運(yùn)用此制作方式，可使沉砂隔板得到循環(huán)利用，既節(jié)省材料，又節(jié)約成本，并且不會(huì)影響除砂、除顆粒物效率，是一種性?xún)r(jià)比較高的制作方式。

（2）鐵質(zhì)沉砂池與國(guó)內(nèi)普遍存在的沉砂池相比更穩(wěn)固牢靠，池壁更堅(jiān)硬，且容積相較于普通沉砂池更大，污水處理量更高。

（3）應(yīng)用了防腐措施的鐵質(zhì)沉砂池更耐腐蝕，不僅保護(hù)了沉砂池的材料，也可使沉砂池的過(guò)濾效果更好，在電解池中，一些無(wú)法通過(guò)沉砂池過(guò)濾的顆粒物在被電解后，可以更好地由沉砂槽過(guò)濾排出。

4 結(jié)語(yǔ)

利用基于沉砂隔板的循環(huán)鐵質(zhì)沉砂池，不僅可以達(dá)到較好的過(guò)濾沉砂效果，而且材料和制造的成本較低，性?xún)r(jià)比較高。采用鐵質(zhì)沉砂池的防腐方法，可有效避免因沉砂池被腐蝕而導(dǎo)致污水外泄和材料浪費(fèi)現(xiàn)象。沉砂隔板可隨時(shí)更換和清洗，不僅節(jié)省材料，而且不會(huì)降低沉砂池的過(guò)濾效率。