平流沉淀池是一種歷史悠久的沉淀池型，因為它具有構造簡單、池深淺、造價低、操作維護方便、對原水污水水質水量變化適應能力強和能耗低、便于排泥等優(yōu)點，在大、中型污水處理廠得到廣泛應用。 然而隨著城市建設的迅猛發(fā)展，大中型城市的可利用建設用地不斷減少，土地資源捉襟見肘。 因此，無論在新建水廠或舊廠提標改造工程中，建設用地面積往往受限，傳統(tǒng)圓形輻流式沉淀池和平流沉淀池占地面積過大的缺點日益凸顯。雙層平流沉淀池在繼承普通平流沉淀池優(yōu)點的基礎上，有效提高了處理效率，減少了占地面積，使建設用地較少的緊湊型水廠采用平流沉淀池成為可能。
平流沉淀池是一種歷史悠久的沉淀池型，因為它具有構造簡單、池深淺、造價低、操作維護方便、對原水污水水質水量變化適應能力強和能耗低、便于排泥等優(yōu)點，在大、中型污水處理廠得到廣泛應用。
然而隨著城市建設的迅猛發(fā)展，大中型城市的可利用建設用地不斷減少，土地資源捉襟見肘。
因此，無論在新建水廠或舊廠提標改造工程中，建設用地面積往往受限，傳統(tǒng)圓形輻流式沉淀池和平流沉淀池占地面積過大的缺點日益凸顯。雙層平流沉淀池在繼承普通平流沉淀池優(yōu)點的基礎上，有效提高了處理效率，減少了占地面積，使建設用地較少的緊湊型水廠采用平流沉淀池成為可能。
雙層平流沉淀池是將兩個普通平流沉淀池分為上下疊加成為兩層互相平行的池體，中間格板上預留設備檢修孔，正常運行時檢修口處于封閉狀態(tài)。
*單層平流沉淀池較圓形沉淀池節(jié)省用地超過58%，而雙層平流沉淀池較單層平流沉淀池更是節(jié)省用地約40%。
石洞口污水處理廠位于上海市寶山區(qū)，設計污水處理規(guī)模為40萬m³／d，設計污泥處理規(guī)模為64tds/d，一期工程用地28.20h㎡，規(guī)劃服務面積150k㎡，服務人口70萬人。石洞口污水處理廠項目于2016年4月26日開工建設，并于2017年12月8日完成竣工驗收。 其中，污水處理工藝中采用的雙層平流式沉淀池不但運行穩(wěn)定，有效保證了出水水質，還有效地節(jié)省了工程建設用地。為了有效節(jié)約土地資源，污水處理廠主體構筑物采用沁歐雙層沉淀池工藝，大大提高土地利用效率。
工藝流程
*圖1 污水處理工藝流程
雙層平流沉淀池工作原理
雙層平流沉淀池是將平流沉淀池分為平行的上下兩層（相當于將兩座平流沉淀池上下疊加），上下層池體的中間隔板既是上層池體的底板又是下層池體的頂板；每兩格沉淀池之間下部連通，設有導流墻。上下層池體平行獨立進水、共用出水。
進水渠內(nèi)的污水通過設于渠道底部的每格沉淀池的進水孔進入堰前分水區(qū)，為保證進入上下層池體流量相同，在分水區(qū)通過設等長分水堰使污水分別進入雙層沉淀池上下層池體；通過分水堰后的污水，進入配水室，然后經(jīng)配水穿孔花墻流入沉淀區(qū)。在沉淀區(qū)，污水完成固液分離，上清液通過出口堰流入出水槽，匯集后進入出水總渠，再進入下一級污水處理單元。下層上清液上升到上層沉淀池，上下層使用獨立出水堰，共用出水槽。
*上圖為下層沉淀池刮泥方向與出水示意圖
*上圖為上層沉淀池刮泥方向與出水示意圖
上下層池體的池底坡度相同，以保證排泥效果和池底刮泥機的正常運行。鏈式刮泥機通過鏈輪轉動，鏈帶裝有刮板，沿池底緩慢移動，速度約 0.6m/s，把上下層污泥緩緩推入設于進水區(qū)的污泥斗。上下層池體鏈式刮泥機使用兩套獨立驅動刮泥機，安裝于上層池體頂板上，維護方便。當鏈帶刮板轉到水面時，又可將浮渣推向出口堰前的浮渣撇渣管，防止上清液將浮渣帶入出水槽，影響出水水質。泥斗中的污泥通過回流污泥泵回流至生化池，剩余的污泥通過剩余污泥泵排至污泥脫水系統(tǒng)貯泥池。
雙層平流式二沉池工藝設計
二沉池有別于其他沉淀池：首先，在作用上有其特點，它除了進行泥水分離外，還起著污泥濃縮的作用；在二沉池中同時進行兩種沉淀，即層狀沉淀和壓縮沉淀；由于水量水質的變化，還要暫時貯存污泥。其次，進入二沉池的活性污泥混合液在性質上也有其特點，活性污泥混合液具有濃度高(2000～4000mg/l)、有絮凝性、質輕、沉速較慢等特點，沉淀時泥水之間有清晰的界面，屬于成層沉淀[210絮凝體結成整體共同下沉，初期泥水的沉速固定不變?；钚晕勰嗟牧硪惶攸c是質輕，易被出水帶走，并容易產(chǎn)生二次流和異重流現(xiàn)象，使實際的過水斷面遠遠小于設計的過水斷面，因此設計平流式二沉池時，最大允許的水平流速應比初次沉淀池的小一半，出口堰常設在離池末端一定距離范圍內(nèi)；此外出口堰的長度要適當增加，使單位堰長的出流量不超過5～8 m³/(m·h)。
基本設計參數(shù)
設計規(guī)模：該項目雙層平流式二沉池設計規(guī)模為4.4萬m³／d，峰值系數(shù)k2取1.3。
表面水力負荷：根據(jù)《室外排水設計規(guī)范》(gb50014-2006), 在活性污泥法后的二沉池表面水力負荷取值為0.6～1.5 m³/(㎡·h)，同時參照h本類似地下污水處理廠工程表面水力負荷的取值，二沉池平均流值和峰值流量時的表面水力負荷分別確定為0.9m³ /(㎡·h) 、1.20m? /(㎡·h) 。
沉淀區(qū)設計
池長：根據(jù)《室外排水設計規(guī)范》(gb50014-2006), 沉淀區(qū)池長不宜大于 60m，考慮場地條件限制，沉淀池總長度取57.0m ，其中上層沉淀區(qū)長度為57.0m ，實際有效沉淀長度為 55.4m ；下層沉淀區(qū)長度為57.0 m，實際有效沉淀長度為51.0m 。
池底縱坡：采用機械刮泥時，不小于0.005，一般采用0.01～0. 02 ，本工程池底縱坡取0.01。
池寬：參照日本類似地下污水廠的取值，綜合考慮到結構設計的經(jīng)濟跨距為6~9m及鏈式刮泥機的寬度因素，單格沉淀池跨距取8.0m，共分3組，每組2格。
考慮到沉淀池結構壁厚及沉淀池后端出水槽的影響，上層單格沉淀區(qū)實際有效寬度為6.20m ，下層單格沉淀區(qū)實際有效寬度為 6.20m 。
表面水力負荷復核：根據(jù)沉淀池實際總面積，反推算沉淀池上層池體實際平均流量及峰值流量時表面水力負荷分別為0.67m? /(㎡·h) 、0.87m³/(㎡·h) 。下層池體平均流量及峰值流量時表面水力負荷分別為0.67m? /(㎡·h) 、0.87m?/(㎡·h）。
排泥與排渣設計
該工程雙層平流沉淀池采用非金屬鏈條刮泥機，集泥采用梯形斷面泥斗，排渣采用電動管式撇渣機，刮泥和刮渣均由程序自動控制運行。該工程上層池體設置四軸刮泥機，下層池體設置三軸刮泥機，上下層池體刮泥機獨立驅動，其中下層池體刮泥機僅起刮泥作用。共采用12套刮泥刮渣機，寬為6.20m，驅動功率為0.55kw，行進速度為0.61m/min，連續(xù)運行。
運行效果分析
該污水處理廠工程于2017年12月建成，自投入運行以來，實現(xiàn)出水穩(wěn)定達標gb18918一級a標準、污水處理設施除臭達標、具備調蓄溢流水調蓄功能以及優(yōu)化改造現(xiàn)狀污水處理設施及增設污泥雜質分離設施，提高污水廠運行的穩(wěn)定性和可靠性等四大目標。見進出水水質見表2。
*表2 污水處理廠進出水水質
結語：
相對于一般的平流沉淀池，雙層平流沉淀池不僅占地面積省，同時還具有表面水力負荷大、沉淀效果好等優(yōu)點。在城市污水處理廠擴建或升級改造工程中，尤其在地下污水處理廠工程中，雙層平流沉淀池具有明顯優(yōu)勢，可與生化池、曝氣沉砂池的池體深度有效結合起來，減少基坑開挖和土建工程投資。
這次分享的“共用出水槽”的設計方案，下次還有“獨立出水槽”的設計方案。