新型機械加速澄清池在原水預處理中的應用

李小軍劉勇和慧勇殷志剛

（1.西安熱工研究院有限公司 陜西西安 710032；2.華能左權發(fā)電有限責任公司山西左權 032600）

傳統(tǒng)原水預處理混凝沉淀法常選用的處理構筑物為機械加速澄清池，因此標準型（S774）機械加速澄清池（以下簡稱標準池）在我國得到了極大的運用。然而在實際運用中，標準池由于其池型復雜，土建施工難度較大，導致集水槽水平度較差、出水偏流；傘形罩底部回流縫隙寬窄不一，影響水的均勻回流，從而影響泥渣層形成，影響出水水質(zhì)[1]。新型機械加速澄清池（以下簡稱新型池）特殊的池形及結構，可有效解決上述問題。本文系統(tǒng)地介紹了該技術并對該技術應用于電廠原水預處理進行了研究和總結。

1 新型機械加速澄清池介紹

1.1 新型機械加速澄清池結構

新型池由池體和內(nèi)部鋼制裝置組成，池體通常采用砼結構，為平底直筒；其余內(nèi)部結構均為鋼制，由第一、第二反應室，分離室、攪拌機、刮泥機，集水槽、支撐機械裝置的橋架、取樣裝置等部分構成，如圖1所示。

圖1 新型機械加速澄清池結構示意圖

1.2 運行過程

新型池運行過程為：進水沿切線進入新型池第一反應室，在這里由于提升葉輪的攪動提升，使進水、凝聚劑、助凝劑和大量回流泥渣等迅速、均勻的混合，發(fā)生絮凝反應。水和初步形成的絮狀物流入第二反應室后，強力旋轉的水流在此被整流，形成輕度的湍流，流速突減，從而有利于微小絮凝膠粒的長大并和懸浮的回流泥渣顆粒粘附。后經(jīng)由第二反應室底部進入分離室，在分離室完成泥渣與水的最后分離，出水溢流入集水槽中。泥渣大部分于第一反應室傘形延長段底部被循環(huán)提升回第一反應室，少部分被帶到分離室中繼續(xù)分離，分離出的泥渣沉降在沉降區(qū)，后隨著刮泥板不停的旋轉收集于濃縮室中。污泥可定時（具體排泥周期調(diào)試結果定）或根據(jù)濃縮室濃度排放。

2 與標準池比較及其優(yōu)點

以直徑φ9.8m機械加速澄清池為例，新型池和標準池的工藝參數(shù)比較如表1所示。

表1 新型池與標準池設備參數(shù)比較

由新型池結構及表1所列數(shù)據(jù)分析可知，新型池較標準池具有以下優(yōu)點：

a、新型池池體為直筒、平底式結構。內(nèi)部一反、二反均為鋼制，徹底解決了標準池因土建施工難度較大而造成的集水槽水平度較差、出水偏流；傘形罩底部回流縫隙寬窄不一等問題。

b、直筒型池壁無泥渣沉積現(xiàn)象；平底池底坡度小于5°，采用大臂刮泥機全底部刮泥，這樣便于泥渣的清除，無淤泥死角。而標準型池采用半臂刮泥，容易造成污泥堆積。

c、由于是平底、直壁結構，所以新型池容積比標準池大，所以可有效提高設備處理能力，處理能力較標準池提高約20%。標準池一、二反應室和分離室容積比為3：7[2]，新型池為1：5，分離室水力停留時間比標準池大40%。由于增加了分離和沉降時間，故有利于提高出水品質(zhì)。

d、新型池第一反應室很小，而標準池很大，新型池第二反應室較大，而標準池則很小，新型池這樣設置更符合混凝反應機理?；旌虾头磻獙儆诨炷^程的兩個階段，由于兩個階段對水利條件的要求不同，速度梯度值也應不同。新型池的第一反應室主要起混合作用，停留時間較短，攪拌強度較大，速度梯度較高，便于藥品和進水的充分混合。而第二反應室停留時間較長，速度梯度較低，有助于礬花的形成，也可避免礬花被剪碎。而標準池則剛好相反，第一反應室停留時間較長，第二反應室停留時間較短，不利于礬花的形成與沉淀。

e、新型池采用了進水沿切線方向進入第一反應室的配水形式。強烈的旋轉能促使水和藥品的混合，也充分利用了被處理水的動能，可有效降低能耗。

f、新型池泥渣分離界面距池水面達3 m左右，泥渣沉降分離好，并用雙環(huán)形集水槽代替輻射集水槽，有效分離面積大，停留時間長，因此有很強的耐沖擊能力。而標準池沉渣分離界面距水面只有1 m左右，泥渣沉降分離差，耐沖擊能力較弱。

3 應用實例

以包頭某電廠原水預處理工程為例，該工程配套φ9.8m新型機械加速加速澄清池三臺，設備參數(shù)如表1所示；筆者對該項目其中一臺新型池進行了為期兩月的監(jiān)測。

3.1 水源情況

水源為經(jīng)過上游水廠預沉處理的黃河水，水質(zhì)較為穩(wěn)定，進水濁度約為200～400NTU，枯水季進水濁度較低，豐水季進水濁度較高。

3.2 監(jiān)測項目

監(jiān)測項目如表2所示

表2 監(jiān)測項目

本文旨在說明新型池的處理能力及處理效果，監(jiān)測期間，設備已正常運行，所以只對處理負荷及進出水濁度進行了監(jiān)測，而未對排泥、加藥等進行監(jiān)測。

3.3 監(jiān)測結果

調(diào)試期間處理負荷如圖2所示。

圖2 監(jiān)測期間流量負荷變化

由圖2可見，在60天監(jiān)測期間，設備經(jīng)歷了80%負荷、滿負荷、超30%負荷等各種流量負荷條件。

該監(jiān)測時間為4月到6月，經(jīng)歷了從枯水季到豐水季的轉變過程，系統(tǒng)進水濁度也經(jīng)歷了從平均220NTU到350NTU的變化過程；監(jiān)測期間設備出水穩(wěn)定，設備進出水濁度變化情況如圖3所示。

圖3 監(jiān)測期間系統(tǒng)進出水濁度變化

由圖3可見，在監(jiān)測期間，該設備經(jīng)歷了從110～380NTU各種進水濁度負荷，但出水較為穩(wěn)定，出水濁度穩(wěn)定在2～10NTU，絕大多數(shù)出水低于6NTU。遠遠低于性能保證值24NTU。具有良好的處理能力及耐沖擊能力。

4 結論

1）新型機械加速澄清池獨特的結構徹底解決了標準型池因土建施工難度較大而造成的集水槽水平度較差、出水偏流、傘形罩底部回流縫隙寬窄不一等問題。

2）在相同池徑及高度的情況下，新型機械加速澄清池比標準池處理能力更大，處理能力提高約20%。

3）新型機械加速澄清池應用于原水預處理，具有良好的處理能力及耐沖擊能力。

［1］楊寶紅、汪德良、王正江，等.火力發(fā)電廠廢水處理與回用[M].北京:化學工業(yè)出版社,2006.

［2］上海市政工程設計院.給水排水設計手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2001.