泥水分离装备（沉淀、澄清、混凝、浓缩池及配套刮泥机），在供水、排水、回用水处理工艺中是必不可少的部分，现有应用型式以圆形居多，占水处理整个工艺用地35%左右。随着城市化进程的加快和生活水平提高，对水需求的快速增长，水处理负荷与标准的提升以及水处理项目的大量建设，水处理设施用地已经成为一个不可忽视的新用地源，优化泥水分离池型、开发节地节能高效泥水分离新型环保装备势在必行。

刮泥机成套是新型正方形泥水分离池的关键设备，兼具圆形池和矩形池两者优点。其上下全截面正方形结构，使相同池径单池可增加面积27%，相邻合建可节约占地35%以上，节省总投资25%左右。结合采用另一专利刮泥机智能化运行，可降低运行成本29%。

根据适用于我国国情的水处理沉淀池进行优化设计，在各水处理厂打破常规矩形（平流）沉淀池和圆形沉淀池的束缚，选用新型刮泥机成套装备，池体平面由圆形改为圆外切正方形，从而使沉淀池既保留了圆形和矩形池的优良水力性能、沉淀效果，还具有占地面积小，保证出水水质及泥水高效分离的特点。

创新

刮泥机成套装备结构及工作原理是在水处理正方形沉淀池刮泥机刮臂上设置铰链四连杆机构的自动控制运行刮泥装置，并在刮臂上设置斜支座，在平行四边形与刮臂间设斜拉杆及可调节吊扣，在平行四边形杆件上设置接地滚轮，铰链四连杆与平行四边形杆件在预置外力作用下，始终保持向外径扩张形变，使平行四边形刮臂向杆件外端始终紧靠正方形池壁，并在池壁阻挡下，随旋转作径向往复摆动。达到能刮除圆周以外四角沉淀污泥能力。而且水流充分利用四角碰撞产生紊流，强化了混凝反应，水力特性更佳，提高了泥水分离效果。

图1 正方形中心传动刮泥机立面动态流程图。

关键技术内容

现有泥水分离池以圆形和长方形居多，圆形池不能充分利用圆周以外四角占地资源，刮泥机旋转容易产生涡流，来水和药剂反应不充分，相间布置须留足够间隔；平流长方池，刮泥装置不能刮除池两端死角而容易产生泥沙积存。

而正方形刮泥机及智能运行技术的关键技术创新点包括：

独创运行轨迹不仅大幅度降低占地面积和投资成本，而且提高了处理能力和效果。

通过在刮泥机刮臂两端设置配重，朝外径方向扩张形变的铰链四连杆机构，刮泥机刮臂转动依正方形池壁伸缩运行，刮除圆周以外四角沉淀污泥。该设计的全截面正方形结构池，水力损失减少，水泵功率扬程变小。

根据泥砂含量调节刮泥机运转的智能控制技术，使其运行于最佳状态，确保出水水质及泥水分离效果。

传统刮泥机运转速度固定，排泥人工控制。然而，分离池来水情况经常发生变化，固定转速难以实现最佳排泥，并造成电能浪费。

通过在刮泥机桁架上安装多种在线检测仪表、保护装置和远程控制装置以及泥耙升降装置。将检测数据（如泥砂含量）与原设定值比较处理，改变刮泥机运行速度及泥耙位置，确保刮泥机及排泥阀始终处于最佳运行状态，达到自动诊断、启停、加药、报警、排泥等智能运行控制。

减少了回用水处理混凝反应池面积，曾强了耐冲击负荷能，降低了运行费用。

传统澄清池集混合、絮凝反应及澄清分离沉淀工艺在一池内完成，搅拌提耙为半提耙或全开启状态，进水未经第一混凝室充分反应就直流上升至第二混凝室内；混合、絮凝需动力搅拌。澄清过程只有一次泥水分离，出水效果差，占地面积大。

创新组合多种泥水分离技术于一体的正方形澄清池，通过池壁上部设置内置有紊流装置的环绕混凝反应槽，及内有竖向相间波纹板的混凝反应室，实现无动力混凝；澄清池中下部相间“人”字或倒“W”形结构涡流絮凝反应装置，利用水力学接触反应，实现多次泥水分离，提高澄清效果，节省运行电耗，耐冲击负荷能力强，多池相邻组合设置节省占地。

安全保障装置，延长刮泥机使用寿命。

现有的刮泥机基本都没有运行安全保障装置，当遇刮泥机停机后重新开机时，沉淀泥砂淀积，易导致刮泥机刮臂、刮板因刮泥阻力增大而损坏。

刮泥机刮泥板上设置喷嘴，桁架上设有随动、连通喷嘴的水泵或气泵。通过高速喷出的水流或气流将淀积泥砂冲松。刮泥机桁架中心泥耙升降装置，解决了沉淀泥砂结饼问题，保护刮泥机桁架及刮板安全，延长了刮泥机的使用寿命。

应用状况

目前该装置已在山西潞安矿业集团公司污水处理工程、云南安宁市钢铁有限公司钢铁综合废水处理与回用示范工程、太原市三兴煤炭气化集团公司综合废水处理与回用工程等5个工程成功示范应用，最长连续运行2年，收效良好。

国内外发展现状及趋势

泥水分离装备性能直接影响水处理占地及出水效果，如一个处理能力10万吨/天的污水厂，圆形池净占地15549.28m2，加上相邻池间隔合计占地28600m2（邻空占地45%）。采用全截面正方形结构池，净占地15787.5 m2，实际总占地18350m2（邻空14%），较圆形池节省土地10250m2，节省35.8%；

如今，优化泥水分离池型、开发节约用地的高效泥水分离池及成套刮泥机成为热点，上海市政工程设计研究院研制的中置式泥水分离池的高密度泥水分离池都提出了正方形池形的概念，但受刮泥机只能刮圆面积限制，采用的是上部正方形下部圆形结构池，并未实现占地池容最大化及建设投资最小化。

小结

随着水处理行业的不断发展，水处理负荷与标准的提升，水处理项目大量建设，建设部规划2010年还需建设4100座中型污水厂，特别要求36个省级城市2010年底前必须100%实现污水回用（目前污水回用处理率不到30%）。本项目可为国家节约大量水处理项目用地，体现新型装备节地、节能、低能耗、高功效的综合技术优势，提升环保装备整体技术水平和竞争力。