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、降雨污水在流动、冲击过程中，往往会混入一些泥土砂砾，若不能尽早去除这些泥沙等颗粒物，会导致污水处理设备在处理阶段被破坏，如泥沙对去污机器的磨损、堵塞、卡顿，这时沉砂池的作用就体现出来。沉砂池可以在污水将要进入去污设备前处理混有泥沙等颗粒物的污水，保证了污水与泥沙的彻底分离，保障了去污机器设备的正常运转。

沉砂池可去除污水中颗粒直径大于0.2mm、颗粒密度大于2.65t/m3的颗粒物或泥沙。沉砂池的工作原理是采用重力离心法，利用液体与颗粒的重力差进行固液分离。

国内采用的沉砂池形式大多为平流沉砂池、曝气沉砂池和旋流沉砂池。而对目前生态系统中普遍存在的污水沟渠来说，这些沉砂池的除沙效果并不佳，因为污水沟渠的颗粒物或泥沙不仅含量高，而且不易去除。若污水沟渠处理不当，很可能污染附近水源、阻塞污染河道，甚至对土壤和地下水资源造成不可逆的危害。

2 常见的几种沉砂池

2.1 平流式沉砂池问题分析

平流式沉砂池工作原理是利用水流流速和时间以及颗粒物或泥沙在水中的沉降速度和时间，通过精确计算与二者的时间差将水流中的颗粒物和泥沙分离。因此，沉砂池容积、水流速度、杂质沉降时间就成了至关重要的指标和参数。

水流速度普遍是上下波动的，并不是一成不变的，在实际操作中，波动的水流速度会给计算带来较大误差。由于水速不均匀，也导致了水中泥沙等杂质的密度和含量不均。平流式沉砂池会因客观的水速不均，导致除沙效率低下，效果不明显，不能有效去除颗粒物中的有机物。

2.2 曝气式沉砂池问题分析

曝气式沉沙池工作原理是利用加入的曝气气体产生气旋流，然后，利用气旋流清洗颗粒物或泥沙，在洗沙过程中，利用颗粒物与颗粒物通透率之间的关系进行油脂等有机物的有效除砂和分离。颗粒物或泥沙直径与通透率如表1所示。

表1 颗粒物或泥沙直径与通透率

由表1可知，曝气式沉砂池的高效工作区间要对颗粒物或泥沙的直径有一定要求。颗粒物或泥沙的直径小于0.6mm，是除砂的最有效阶段。

虽然此种方式的沉砂池相较于平流式沉砂池在除去泥沙或颗粒物的效果上有了很大提升，但在最理想状态下，泥沙的通透性还较粗犷，通透率较高，留在水流中的泥沙还比较多。

2.3 多尔式沉砂池问题分析

多尔式沉砂池外形上半部分为方形，下半部分为圆球形。其主要工作原理与平流式沉砂池类似，是利用其平面部分中水的压强力为主要设计指标。多尔式沉砂池的深度普遍小于0.9m。污水流入进水口后，会先通过池里的整流器，后经整流器整流均匀地分配后进入沉砂池，分离后的污水经溢流堰排放。颗粒物或砂砾在进入沉砂池中心的驱动刮砂机后，由于刮砂机的运行将泥沙排放到集砂坑，再经过螺旋洗砂机的清洗后，排出被分离的废物和有机物。

多尔式沉砂池在国内应用不多，缺乏实施与操作经验。虽然其除砂效果相比平流式沉砂池要好一些，但成本较高，性价比较低，并且相较于曝气式沉砂池，效果并无明显提高，应用并不广泛。

2.4 旋流式沉砂池问题分析

旋流式沉砂池工作原理是运用循环水处理沉砂池，其设计制造方面普遍采用钟氏或比氏两种类型。此种沉砂池的建造和使用成本较高，且浪费水资源，在国内使用此种沉砂池的并不多见。

3 基于沉沙隔板的可循环使用铁质沉砂池的制作探究

为了有效解决目前国内沉砂池建设存在除沙或颗粒物效果不佳、建造成本太高、性价比较低的弊端，对沉砂池制作进行了创新设计，提出一种性价比较高、除砂效果明显的沉砂池制作方案——基于沉沙隔板的可循环使用铁质沉砂池。

3.1 沉砂池的制作方案

基于沉沙隔板的可循环使用铁质沉砂池是通过沉沙隔板可循环利用的特性，使用铁质而非混凝土的沉砂池。这种沉砂池的前后壁之间用多根竖立的沉沙隔板按照一定的空隙摆放安装，形成一个个沉沙室。这些用沉沙隔板组成沉沙室的数量要比沉沙隔板数目多出一个。然后，让沉沙隔板的下边沉到沉砂池底部的沉砂槽中，并与其相互触碰，其沉沙隔板两侧不仅要与沉砂槽内壁紧贴，还要与沉砂池相应位置的池壁接触，并密封固定。

3.2 沉砂槽的选择及沉沙隔板的具体摆放

沉砂槽在国内又称沉砂沟或沉砂盘。其原理非常简单，就是利用重力和引力自然沉降污水中的颗粒物或泥沙，常被用于沉砂池中，作为沉砂池底部可以用来简单除砂和污水净化。但由于它的净化原理为引力的自然过滤，因此被用于污水处理的前端部分，过滤沉淀污水中较大的颗粒物或泥沙等。

沉砂槽要选择较深、外形方正规则的为宜，这样可使沉砂隔板更容易贴近沉砂槽内壁。

沉砂隔板要竖直插入槽底并紧贴沉砂槽内壁。沉砂隔板的高度为70～180cm，与沉砂槽的倾斜角度大约为60°～65°，每块沉砂隔板的间距大约为250～400mm。

3.3 沉砂隔板的循环再利用

在沉砂隔板需要更换清洗时，只需在沉砂池上端的条状口将沉沙隔板抽出即可，抽出后可用清洗剂等化学药品清洗沉砂隔板，清洗完成后，再将其放回沉砂池即完成沉砂隔板的日常清洗。这样不仅在清洗沉砂池时可以省时省力，也做到了沉砂隔板的循环再利用。

3.4 铁质沉砂池的防腐及保护措施

（1）物理方法——覆盖保护法。铁质沉砂池表面覆盖保护层，在金属表面涂抗腐蚀的油漆；用电镀法将铁质沉砂池表面镀上耐腐蚀的其他金属或合金材料；形成致密氧化膜，以便防止腐蚀。

（2）化学方法。将铁质中加入一些抗腐蚀金属，形成合金金属。

（3）电化学保护法。此方法比较适合沉砂池的应用，其主要原理是由于单质金属没有得失电子的特性，且电解池的阴极在电化学反应中会发生还原反应。这样就能在不电解阴极单质金属的同时，将阳极的金属电解后的电子转移到铁质沉砂池上，并形成金属电子保护膜。

3.5 基于沉砂隔板的可循环使用铁质沉砂池的制作优点

（1）材料的可循环利用。运用此制作方式，可使沉砂隔板得到循环利用，既节省材料，又节约成本，并且不会影响除砂、除颗粒物效率，是一种性价比较高的制作方式。

（2）铁质沉砂池与国内普遍存在的沉砂池相比更稳固牢靠，池壁更坚硬，且容积相较于普通沉砂池更大，污水处理量更高。

（3）应用了防腐措施的铁质沉砂池更耐腐蚀，不仅保护了沉砂池的材料，也可使沉砂池的过滤效果更好，在电解池中，一些无法通过沉砂池过滤的颗粒物在被电解后，可以更好地由沉砂槽过滤排出。

4 结语

利用基于沉砂隔板的循环铁质沉砂池，不仅可以达到较好的过滤沉砂效果，而且材料和制造的成本较低，性价比较高。采用铁质沉砂池的防腐方法，可有效避免因沉砂池被腐蚀而导致污水外泄和材料浪费现象。沉砂隔板可随时更换和清洗，不仅节省材料，而且不会降低沉砂池的过滤效率。