8.3 刮(排)泥设备

8.3.1 大、中型沉淀(澄清)构筑物的排泥应采用机械刮泥，不宜采用钢丝绳、皮带轮或水下齿轮传动的刮泥机械。刮泥机械可按沙峰期内连续运行设计。

8.3.2 刮(排)泥设备的选用与构筑物形式、直径、积泥量等因素有关，选用时宜符合下列规定：
    1 矩形平流沉淀池宜采用行车刮泥机；
    2 直径为30m～100m的圆形沉淀(澄清)池宜采用周边传动桁架刮泥机；
    3 直径小于30m的圆形沉淀(澄清)池宜采用中心传动桁架刮泥机；
    4 当圆形沉淀(澄清)池的底坡为5％～15％时，刮泥机的转速可采用60min／r和30min／r两档。

8.3.3 当处理非界面沉降高浊度水时，平流沉淀池或平流加斜管沉淀池可采用长扁咀大口径虹吸排泥机；圆形沉淀(澄清)池宜采用中心传动周边轨道或悬臂运行的机械刮泥与池底中心集泥坑快开盖板阀联动的刮、排泥设施。

8.3.4 刮泥机可将沉泥集中到排泥沟或中心积泥坑后排除，在排泥沟内还应设置将泥推往排出口的设施，排泥沟可根据具体情况设置多条，其断面尺寸应通过计算确定。

8.3.5 刮泥臂外缘线速度不宜大于10m／min，可采用2.5m／min～5.0m／min。

8.3.6 刮(排)泥设备水下零件应采用不锈蚀材料制作或进行防腐处理，其水下部分的轴与轴套间应采用压力清水润滑，针齿轮传动时润滑水应设置稳压装置。

8.3.7 当计算刮泥机功率时，积泥浓度宜采用下列数值：
    1 当采用连续刮泥时，自然沉淀宜为350kg／m³～400kg／m³，投加聚丙烯酰胺絮凝沉淀宜为400kg／m³～500kg／m³；
    2 当采用间歇刮泥时，自然沉淀宜为800kg／m³～1000kg／m³，投加聚丙烯酰胺絮凝沉淀宜为600kg／m³～800kg／m³。

8.3.8 当进行刮泥设备负荷估算时，沉淀(澄清)构筑物的积泥分布可按下列规定进行简化：
    1 当采用辐流池和平流池自然沉淀时，积泥可视为均匀分布；
    2 当采用辐流池和平流池混凝沉淀时，进口处积泥多，出口处积泥少，可按梯形或三角形断面考虑；
    3 机械搅拌澄清池和水旋澄清池的内、外圈的积泥可视为均匀分布且各为50％；
    4 泥沙外循环澄清池和斜管沉淀池的积泥可视为均匀分布。

8.3.9 刮泥机设计必须考虑初次启动和停运后再启动时的超载问题。
 

条文说明

8.3 刮(排)泥设备

8.3.1 排泥方式与排泥设备的原则规定。
    高浊度水沉淀(澄清)构筑物的排泥，中国市政工程西北设计研究院均采用机械刮泥，均按连续运转设计。由于黄河高浊度水泥沙的特点，采用虹吸管或泥泵排泥时，除磨损严重外，排不干净也是重要的限制因素。
    采用钢丝绳、皮带轮传动或水下齿轮传动的刮泥机，应防止卡绳、脱槽或磨损、打滑。尤其是在间歇运行时，更应特别防止上述不利情况的发生。黄河高浊度水处理采用钢丝绳或齿轮传动的刮泥机，在兰州西固二水厂、903厂澄清池运行中，都发生过上述事故。其中尤其是钢丝绳传动刮泥机，虽然构造简单，但在高浊度水沉淀(澄清)构筑物中不宜采用。

8.3.2 关于刮泥机设备选型的规定。
    周边传动桁架刮泥机，中国市政工程西北设计研究院设计的池型，最大直径为100m，最小为30m。
    中心传动桁架刮泥机，在标准型机械搅拌澄清池的设计和应用中已取得了一定的经验。实际应用的最大刮臂直径为21.74m，鞍山钢铁公司烧结总厂使用的直径20m，针齿轮传动的直径14.2m。

8.3.3 非界面沉降高浊度水处理的刮(排)泥方式。
    长江上游非界面沉降高浊度水的沉淀(澄清)构筑物排泥，由于沉泥颗粒较粗和容易板结，其预沉、沉淀二级处理构筑物应采用机械排泥。据生产运行经验证明，长扁嘴大口径虹吸排泥机具有结构简单、操作方便、耗电省等优点，在成都二水厂、六水厂应用，运行效果良好。

8.3.4 关于排泥沟的设计规定。
    宜阳化肥厂二期给水采用刮泥机和排泥沟排泥方式，运行中排泥浓度偏低，原因是泥浆向排泥口流动过程中被稀释。因而在采用排泥沟排泥时，应防止泥浆被稀释。其池底排泥沟的条数和断面尺寸，应根据积泥情况和刮泥设计负荷计算确定。

8.3.5 关于刮泥臂外缘线速度的规定。
    中国市政工程西北设计研究院采用(2.5～5.0)m／min的刮泥臂外缘线速度，运行效果良好。直径为100m辐流沉淀池刮泥机最快为半小时转一圈，相当于线速度为10m／min左右。兰州西固水厂、包钢水厂、济南黄河一水厂等生产运行中，周边传动刮泥机均采用每半小时一圈或每小时一圈两档转速。

8.3.6 关于刮泥机防腐和润滑的规定。
    刮泥机水下零部件需要防腐，现多采用不锈钢制作或钢制喷锌处理。水下轴承和轴套采用压力清水润滑还能防止泥沙进入引起磨损。
    兰州西固水厂、宜阳化肥厂给水沉淀池刮泥机开始未加清水稳压设备，发现刮泥机被水压顶起，后来加清水稳压后效果较好。另根据北京市政设计研究院资料，针齿轮传动，钢丝绳传动等刮泥机水下润滑轴承所需压力水要求水压稳定，并应安装压力表以便监视。

8.3.7 刮泥机负荷计算规定。
    计算刮泥机功率时，积泥浓度应当取上限。
    连续刮泥时(按浓缩1h考虑)，兰州西固水厂自然沉淀的积泥浓度为380kg／m³；西安冶金建筑学院(西安建筑科技大学)在中条山的试验中，自然沉淀的积泥浓度最高为575kg／m³，通常为(300～400)kg／m³。
    间歇刮泥时，兰州西固水厂自然沉淀的积泥浓度最高达900kg／m³；投加聚丙烯酰胺混凝沉淀时，中国市政工程西北设计研究院模型试验积泥浓度可达600kg／m³；903厂投加聚丙烯酰胺混凝沉淀时，积泥浓度最高可达800kg／m³，这时积泥流动已十分困难。
    本条文所列数值仅在计算刮泥机负荷时使用。

8.3.8 沉淀(澄清)构筑物积泥分布的简化原则，一般用于刮泥设备的设计负荷估算。
    高浊度水受池内水温、浓度、流速等瞬时差异的影响，一般呈现异重流布水，当原水沙峰延续时间大于池内停留时间时，异重流将浑水推向尾端，并以浑液面沉淀的形式进行泥水分离，这时积泥分布基本是均匀的。兰州西固水厂、济南黄河一水厂等的运行经验和实测资料均表明，自然沉淀池积泥可按均布考虑。
    混凝沉淀(澄清)时，进口处积泥多，出口处积泥少，可按梯形或三角形分布考虑；非界面沉降高浊度水或原水含沙量较低时，由于粗沙分选沉降明显，沉泥在入口处较多，可按梯形或三角形分布考虑。
    机械搅拌澄清池和水旋澄清池中，较重的泥沙絮体在絮凝室中进行第一次分选沉降，再在分离室中完成第二次沉降分离。原水含沙量较高或粗砂占比较大时，絮凝室的沉泥量可占到全部沉泥量的50％左右。条文中“内圈”指絮凝室的底部，“外圈”指分离室底部。
    由于梯形或三角形分布对刮泥机的工作不利，可根据设计含沙量绘制分选沉降的积泥分布曲线，对刮泥机进行校核计算。
    本条文根据中国市政工程西北设计研究院、中国市政工程西南设计研究院关于沉淀(澄清)构筑物刮泥机械设计总结和有关高浊度水厂的积泥观测资料编写。

8.3.9 关于特定条件下刮泥机超载问题的规定。
    高浊度水沉淀泥沙容易板结，在刮泥机设计时应给予重视，如初次启动或停运行后再启动。
    据调查，兰州某厂给水澄清池因临时停运后再启动，将中心传动的刮泥机机轴扭坏。云南天化厂给水机械搅拌澄清池和沉沙池，渡口攀钢二期扩建等给水工程均采用水下齿轮传动刮泥机，也曾因用排泥间歇时间较长，再启动时发生齿轮“打滑”事故。