排水管网中增设沉渣井

余承烈
（山西铝厂机动处，山西 河津 043300）

　　摘 要：结合排水管网的运行、检修工作实践，指出了在排水管网中增设沉渣井的必要性和设计方法。
　　关键词：排水管道；检查井；沉渣井；旋流沉淀池
　　中图分类号：TU992.24
　　文献标识码：B
　　文章编号：1009－2455（2001）01－0052－02

　　在循环回水、合流制排水管网的运行管理过程中，发现检查井由于井下体积和井筒的关系，使许多问题得不到处理。例如刮管器直径大于φ800时，进出井很不方便；很多从检查井口掉进井内的大块杂物很快进入管内，给清掏带来难度；有些循环回水管网经常有水，且充满度比较高，想下去观察回水管内水流和堵塞情况，在井内找一个站立的地方很困难，不能及时掌握回水管网运送状态。为此，笔者认为在上述排水管网中设计旁流沉渣（淀）井很有必要。

1 沉渣井设置的必要性及其功能

　　通过沉渣并将排水管网中漂流的一些大块杂物在此停留时，被打捞上来。
1.1 及时排走污水或雨水
　　在紧急情况下，可利用此井装泵将污水或雨水及时排走。排水管网经常有被堵塞或被腐蚀后塌落的，在这种情况下，如果在上游有沉渣井，则可以临时装泵将水提前排出走短路，或者走别的途径，有了这种手段就可以使下游的事故或故障得到迅速地解决。
1.2 观察管道中流态
　　沉渣井建在90°角拐弯处，三通处，可方便地在井内观察排水管道中的水流状态、结垢厚度和杂物堵塞情况。
1.3 作为检修时的工作站
　　在检修过程中，可利用此并作为一个“工作站”。标准图中的检查并，井内体积小，有些检修工具在井内不能展开，例如有些树根在排水管道中生长，人只有下到井内后，并室足够大才好使用工具，且能观察到状态，使问题及时得到解决，方便检修。
1.4 打捞落入井中的物品
　　必要时，可将沉渣井隔离，将沉在井内的物品彻底打捞上来，避免或减少一些不必要的损失。
1.5 为回收雨水提供方便
　　沉渣井可作为雨排水收集的一个方便的取水口或集水池。在降雨中期和后期，排水管道中的雨水水质是不错的。这几年，缺水的城市越来越多，许多人士已认识到利用城市雨排水的意义和价值，可以说利用雨水是一个发展趋势。如果在排水管道中适当位置修建沉渣井，就可为雨排水收集提供一个方便的取水口，避免过大的工程量，还可缩短工期。若能准确地预测暴雨量，采取相应的取水设施，则能充分利用自然资源，产生具大的经济效益和社会效益，也许还会对下游排水口的防洪也起到减轻灾害的作用。
1.6 为排水管道的改造扩建提供方便。
　　随着排水面积的扩大和污水量的增加，排水管道的扩建和改造势在必行。有了沉渣井就为新建的管道合流，改建管道的分流，都提供了方便，沉渣井就可以保证排水管道不影响正常通水的同时，改造、扩建工程正常开展。

2 沉渣井的设计

2.1 沉渣井的形式如下：

2.2 沉渣井的设计
　　工程实践中，笔者曾测算了一些旁流井，这些井当初并没有按沉渣井设计，所以功能上要差一些，即使这样，也起到了一定的沉渣作用。
　　由于沉渣井建于地面以下，所以不可能采用面积大，表面负荷率低的沉淀池，所以笔者建议可按两种池型考虑；一种是平流沉砂池，一种是旋流沉淀池，这两种池型只按正常时最大流量设计，不考虑耐最大负荷的冲击，不设备用池。
2.2.1 按平流沉砂池设计
　　沉渣井一般布置在地面以下，可按城市污水处理厂中的平流沉砂池型设计，两端进出水可设计成闸板，或者采用启闭机，作为沉渣井和排水管渠的在线切换手段。不设备用槽。贮砂斗不设排砂闸阀，而设抓斗抓砂。抓斗梁和抓斗根据管道埋深采取灵活、简便的形式，定期清理杂物。污水在平流沉砂池流速介于0.3－0.15m/s之间，而且最大流量停留时间大于30s，池的座数一般只设一座，分成两格，不设备用格。
2.2.2 按重力式旋流沉淀池设计
　　重力式旋流沉淀池，又称水力旋流沉淀池，池型基本结构见图2。

　　废水以切线进入池内，并靠进出水的压力差在池内做旋流运动。颗粒的分离基本是重力决定的，因此，把它称为旋流沉淀池更为确切。旋流沉淀池有两种沉淀形式，即周边配水式和中心筒配水式，作为沉渣井用时，建议采用周边旋流配水式。由排水管来的废水经进水管切向进人旋流池中部，以螺旋形式上升，在重力和离心力的作用下，水中的粗颗粒、体积大的物质或被抛向池壁沉入池底，或向上浮出水面，沉入池底的由抓斗定期抓出，浮出水面的用刮渣机或简易工具打捕，清水由低于水面下300左右的高度流向水泵吸口或直接排往下游管渠。
　　周边配水源沉淀池的计算有两种办法：
　　①按经验公式水流上升速度υ（m/h）为：
　　υ=β(30.5－5log0.134Q)(1+12△η)
　　式中：Q—排水量，m³/h；
　　　　　β—水量分配不均匀系数，取0.9；
　　　　　η—要求的去除率；
　　　　　△η=0.95-η
　　求得υ值后，再按A=Q/υ，计算沉淀池的水平面积A。
　　②按表面负荷计算：
　　水力旋流沉淀池的表面负荷q值一般采用25-30m³/(m²·h)，去除率低时，取高值；去除率高时，取低值，本文建议取高值。选定q值后，再按A=Q/q计算A值。
　　旋流沉淀池的有效水深H₀（即进水轴线至溢流堰顶的高程）通常按15－20min计算，也可按H₀(0.7－1.2)D（D仅为沉淀池直径，m）计算。D值较大时，采用H₀大值，沉淀池的保护高度（即进水管与沉渣面的距离）采用0.8－1.0m，以防水流将沉渣冲起，进水管咀向下倾斜1°－3°，管咀流速υ=0.9－1.1m/s，所需水头接下式计算：^[1]

　　式中：α—为系数，根据经验，取4.5；
　　　　　υ—为管咀处水流速度，m/s；
　　　　　υ₁—为进水管内流速，采用0.8－1.0m/s；
　　　　　ξ—为局部阻力系数；
　　　　　ι—为进水管长度，m；
　　　　　i—为进水管单位长度的水头损失；
　　　　　h—控制在0.35m以内。
　　目前，重力旋流沉淀池已广泛应用于回收轧钢废水中的氧化铁皮，回收率可达90％－95％，出水可供循环使用。用来做沉渣井回收率肯定要低许多，但只要回收率能达到60％（指悬浮物占总悬浮物总重），也就可以解决排水管网中的问题，也可以用在氧化铝企业的循环回水管道中。旋流沉淀池具有占地面积小，基建运行费用低，没有转动设备，管理方便的特点，缺点是埋深比较大，施工难度大。旋流沉淀池进出水与在线排水管渠的切换，也可以采用闸板或启闭机。

3 结论

　　沉渣井的设计，要经过全面综合的比较后确定。沉渣井要完成上述功能，甚至有意在沉渣井内搞一些简易的格栅和沉淀，沉渣井的数量、具体位置、形式等等，要经过技术、经济比较，还要考虑安全、地面交通、地面环境、社会效益等影响因素，权衡利弊，才能确定。
　　总之，沉渣井是笔者在长期的排水管网运行管理中经过多次教训和成功经验而总结出来的，供从事排水方面的设计、运行、管理部门的人员参考。

参考文献：
　　[1]黄明明，等．给水排水标准规定实施手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，1993．

作者简介：
　　余承烈（1963－），男，学士，高级工程师。