摘要 本文介绍了矩形堰的概念及其在污水厂处理构筑物 中的四种典型功能，说明矩形堰在污水厂中具有较大的应用价值。

    关键词 矩形薄壁堰 水损 流量

    在明渠中设置堰后，水流经堰顶部溢流而过的现象称为堰流。根据堰口形状可分为矩形堰、三角堰、梯形堰等，依据堰口厚薄又可分为薄壁堰、实用堰、宽顶堰。矩形薄壁堰（以下所述均为薄壁堰）在污水厂各处理构筑物中有着广泛应用。

    矩形堰流形式见下图所示：

    矩形堰在污水厂各处理构筑物中的应用功能主要表现在以下几个方面：

    1． 调节和保持水位

    在氧化沟工艺污水厂中，需要对氧化沟中水位进行调节，以改变曝气设备的浸没深度，调整设备供氧量，保证设备最经济工作，可以通过在出口处设置可移动式堰门（垂直式或旋转式），对池中水位调节。

    为保证污水在处理构筑沟中的最小停留时间，也可通过在其出水口处设置矩形堰来保证池内最低水位，如沉砂池、接触消毒池等。

    2． 分配流量

    由矩形堰流量公式可知，在堰上水位相等情况下，流量Q与堰宽b呈线性相关关系，在堰宽b相等情况下，流量Q与堰上水位H也呈正相关关系。在污水处理厂中，一般需设置几组构筑物，要求各组构筑物处理水量一致，另外在除磷脱氮活性污泥法中，为合理高效地利用污水中的碳源物质，常需要对污水、污泥流量进行分配，即可以利用以上Q与b、H之间的关系，通过在配水井中置一定堰宽、堰高的矩形堰达到流量分配的目的。

    3． 自动溢流

    由以上分配流量的描述可知，同样两个矩形堰，当其中一个堰宽远大于另一堰宽时（一般要求b1>10b2），当堰上水头增加时，宽堰过流量的增加值也远大于短堰过流量增加值，因此可以利用矩形堰的这一特性对污水厂超负荷污水进行自动溢流。

    例如对于合流污水，为防止雨季时过大的水力冲击负荷对曝气池及二沉池的不利影响，需要对雨季超量污水进行溢流。通过在沉砂池或初沉池后设置较宽矩形堰，而在生物池前设置较短矩形堰，宽堰堰顶高程为短堰堰上水位高程加上两堰间流程水损，这样可以保证雨季时生物池及二沉池的安全运行。

    4． 防水流倒灌

    在污水厂进水泵房或污泥泵房，通常为防止停泵时大量污水（污泥）回灌对泵房的不利影响，需设置止回阀，而通过矩形堰的设置可以很方便地防止水流倒灌。对每台泵单独设置一小出水井，出水井通过矩形堰出流，即可保证各泵出流互不干扰，同时停泵时也仅有少量水倒流。

    虽然矩形堰具有以上功能，但同时会增加污水厂水力流程的水损（见示意图中Z所示），因此在污水厂中，矩形堰的设置数量也不宜过多，而且可以根据具体情况设置成淹没式矩形堰。

    结语：矩形堰虽是一个很小的装置，但通过在污水厂处理构筑物中的合理设置，可以起到保持或调节水位、分配流量、自动溢流、防水流倒灌等作用，其应用价值较大。

    参考文献：

    1、魏亚东、闻德荪、李兆平等编者《流体力学——水力学》