城市污水沉砂池設計及運行維護案例一、引言城市污水處理系統(tǒng)中，沉砂池作為預處理核心單元，承擔著去除污水中無機砂粒、煤渣等重質顆粒物的關鍵任務。這些顆粒物若進入后續(xù)生物處理或污泥處理單元，會加劇設備磨損、堵塞管道，甚至抑制微生物活性，直接降低處理效率。因此，沉砂池的科學設計與精細化運維，是保障污水處理廠穩(wěn)定運行的重要前提。本文結合某城市污水處理廠改造工程案例，從設計要點、運行維護策略等維度展開分析，為同類項目提供實踐參考。二、沉砂池設計核心要點（一）工藝選型與參數把控沉砂池工藝需結合進水水質、水量波動及后續(xù)工藝需求綜合確定。常見類型包括平流沉砂池（結構簡單、造價低，適用于砂粒粒徑大、水量穩(wěn)定場景）、旋流沉砂池（占地小、分離效率高，適配中小規(guī)模污水廠）、曝氣沉砂池（通過曝氣旋流強化砂粒與有機物分離，兼具預曝氣功能，適用于對砂粒分離精度要求較高的場景）。以曝氣沉砂池為例，設計參數需重點把控：水力停留時間：通常取2~3分鐘（過長易導致有機物沉淀，過短則砂粒分離不充分）；水平流速：控制在0.15~0.3m/s（確保砂粒沉降的同時，懸浮有機物隨水流排出）；有效水深：結合池體容積與占地條件，一般為2~3m（需滿足旋流或平流的流態(tài)要求）；曝氣量：曝氣沉砂池的曝氣量通常為0.2~0.5m3/(m2·h)（需均勻分布以形成穩(wěn)定旋流，同時避免過度曝氣導致砂粒懸?。?。（二）結構設計細節(jié)沉砂池結構需兼顧水力條件與排砂效率，典型結構包括進水區(qū)、沉淀區(qū)、出水區(qū)及排砂系統(tǒng)：進水區(qū)：設置整流裝置（如穿孔墻、導流板），消除進水動能，避免短流或紊流干擾砂粒沉降；沉淀區(qū)：池型宜采用矩形或圓形，內壁需光滑（減少積砂），底部設集砂斗（坡度≥0.06），便于砂粒集中；出水區(qū)：采用溢流堰或出水槽，保證出水均勻，同時設浮渣擋板防止浮渣隨水流出；排砂系統(tǒng)：根據砂量選擇重力排砂（依靠砂斗坡度，適用于砂量小、含水率低的場景）或機械排砂（如螺旋泵、空氣提升器，適用于砂量較大的場景），需結合砂的含水率與粒徑優(yōu)化選型，避免堵塞。三、工程案例：某城市污水處理廠沉砂池改造（一）項目背景某城市污水處理廠服務人口約30萬，原處理規(guī)模為3萬m3/d，因城市擴張需擴建至5萬m3/d。原平流沉砂池存在砂粒分離不徹底（砂中有機物含量超15%）、排砂管頻繁堵塞等問題，導致后續(xù)格柵、泵組磨損加劇，需同步改造沉砂池系統(tǒng)。（二）設計優(yōu)化方案1.工藝選型：采用曝氣沉砂池，利用曝氣旋流強化砂粒與有機物分離，同時預曝氣改善污水可生化性。2.參數設計：水力停留時間：2.5分鐘；水平流速：0.2m/s；有效水深：2.8m；曝氣量：0.35m3/(m2·h)（采用微孔曝氣器均勻布氣，避免局部紊流）。3.結構改進：進水區(qū)增設“迷宮式”導流板，消除水流紊動，使砂粒均勻分布；池體底部設4個集砂斗（坡度0.08），采用螺旋泵排砂系統(tǒng)（砂水混合物直接輸送至砂水分離器，避免中間環(huán)節(jié)堵塞）；出水區(qū)采用鋸齒形溢流堰，配浮渣擋板（防止浮渣外溢，降低后續(xù)處理負荷）。（三）施工關鍵措施池體防滲：采用C30防水混凝土，內涂水泥基滲透結晶型防水涂料（避免地下水滲入或污水滲漏，延長池體壽命）；曝氣系統(tǒng)安裝：嚴格控制曝氣器間距（±5mm），確保曝氣均勻（間距偏差過大會導致旋流強度不均，影響分離效果）；排砂泵預埋：泵坑位置與集砂斗中心對齊，預埋管坡度≥0.05（防止砂粒沉積，降低堵塞風險）。四、運行維護策略與實踐（一）日常運行監(jiān)控流量與流速：通過進水流量計與池內液位計，實時調整配水閘門，維持設計流速（流速波動超±20%時，需排查管網進水或設備故障）；曝氣強度：監(jiān)測沉砂池出口溶解氧（DO）濃度（宜為1~2mg/L），DO過低時清理曝氣器堵塞，DO過高時適當降低曝氣量；砂量分析：每日記錄排砂量與砂含水率（砂含水率＞60%或砂量驟增時，需排查進水含砂來源，如管網破損、雨季沖刷）。（二）設備維護要點刮砂/排砂設備：每周檢查螺旋泵葉片磨損、減速機潤滑（葉片磨損超10%時及時更換，避免砂粒殘留），每月清理泵腔積砂；曝氣系統(tǒng)：每季度檢測曝氣器膜片完整性（膜片破損率超5%時批量更換），清理空氣管道內的鐵銹、雜質；池體清理：每半年放空沉砂池，人工清理池壁積泥與死角積砂（積泥厚度超20cm時，需縮短清理周期），檢查池底坡度是否達標。（三）異常問題處置1.砂粒分離不徹底：若砂中有機物含量＞20%，可適當提高曝氣量（≤0.5m3/(m2·h)）或延長停留時間（≤3.5分鐘），強化旋流分離效果；2.排砂管堵塞：關閉排砂泵后，用高壓水沖洗管道（壓力≥0.6MPa），檢查砂水分離器篩網是否破損（篩網破損時及時更換，防止大顆粒砂粒進入管道）；3.池體積泥：若沉淀區(qū)積泥厚度＞20cm，需降低進水流量，加大曝氣量（利用旋流擾動使泥砂重新分離），或短期放空清理。五、結語城市污水沉砂池的設計需立足實際水質、水量特征，合理選擇工藝與參數，優(yōu)化結構細節(jié)以保障分離效率；運行維護則需建立“參數監(jiān)控-設備保養(yǎng)-問題預判”的閉環(huán)管理體系。本文案例表明，通過曝氣沉砂池改造與精細化運維，可將砂中有機物含量降至8%以下，設備