凈水站斜板沉淀池斜板改型升級

夏文武

(廣東惠州天然氣發(fā)電有限公司，廣東 惠州 516082)

0 引言

廣東惠州天然氣發(fā)電有限公司(以下簡稱惠州天然氣發(fā)電)化學(xué)水處理水源為風(fēng)田水庫水，其工藝流程如下：原水→斜板沉淀池→服務(wù)水池→變頻升壓泵→自清洗過濾器→超濾裝置(UF)→過濾水箱→反滲透給水泵→保安過濾器→變頻高壓泵→反滲透裝置(RO)→中間水箱→中間水泵→混合離子交換器→除鹽水箱→除鹽水泵→用戶。

化學(xué)水處理系統(tǒng)最大連續(xù)出力為280 t/h。預(yù)脫鹽系統(tǒng)為2套167 t/h出力的超濾裝置，2套125 t/h出力的反滲透裝置和1套出力60 t/h的濃水反滲透裝置；除鹽系統(tǒng)為4套出力184 t/h混合離子交換器，除鹽水箱容積為2×3 000 m3。

1 斜板沉淀池工作現(xiàn)狀

惠州天然氣發(fā)電一期凈水站2×700 t/h的#1，#2斜板沉淀池自2005年10月投產(chǎn)運(yùn)行以來，前期運(yùn)行一直較為穩(wěn)定。2012年初現(xiàn)場實(shí)地檢查發(fā)現(xiàn)，2個斜板沉淀池內(nèi)的斜板在長期水力沖刷和太陽直曬下，乙丙共聚(OGP)材質(zhì)的斜板已大面積破損，用手指輕觸就會出現(xiàn)破碎的板材細(xì)片，嚴(yán)重影響原水的反應(yīng)沉淀效果。同時，現(xiàn)在所用斜板的連接方式為熱熔焊接，在材料變性情況下，已無法進(jìn)行修復(fù)。斜板沉淀池為惠州天然氣發(fā)電原水預(yù)處理的核心設(shè)備，是整個除鹽水制水工藝系統(tǒng)的核心凈水設(shè)備。斜板沉淀池出水的好壞直接影響后續(xù)超濾裝置的制水質(zhì)量，并間接影響反滲透裝置、混合離子交換器的制水質(zhì)量，最終影響除鹽水的品質(zhì)，從而危及向主機(jī)、供熱鍋爐及廠外直接水用戶充足供給優(yōu)質(zhì)除鹽水。

2 斜板沉淀池現(xiàn)狀分析

惠州天然氣發(fā)電現(xiàn)有沉淀設(shè)備使用OCP材料，但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，不排除有些廠家為降低成本而使用聚乙烯(PE)和聚丙烯樹脂(PP)加溫混合材料(即所謂乙丙共混材料，其性能要差很多)，甚至使用回收廢料以次充好，造成沉淀設(shè)備在使用過程中易老化、破損，并嚴(yán)重滋生藻類。

惠州天然氣發(fā)電的斜板沉淀池共2列，1用1備，基本按月輪流切換運(yùn)行。一列斜板沉淀池運(yùn)行時，另一列斜板沉淀池有時要進(jìn)行人工排泥和清洗等工作。在斜板清洗過程中，該列斜板沉淀池的水位會維持在相對低位，這樣就露出斜板本身，便于用自來水沖洗斜板的上部。惠州天然氣發(fā)電地處惠州大亞灣海邊，夏季漫長且陽光炙熱，斜板在多次清洗過程中和清洗后的一段時間內(nèi)，由于裸露在空氣中沒有了水的保護(hù)，陽光暴曬使材質(zhì)加速老化，嚴(yán)重影響其使用壽命。

3 斜板改型

有鑒于此，改性后新型斜板不再采用熱熔焊接方式連接，不再采用PP材質(zhì)，轉(zhuǎn)而采用新型卡扣連接方式(如圖1所示)，使用改性聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)材質(zhì)。新型斜板須滿足現(xiàn)有系統(tǒng)設(shè)計要求，確保出水水質(zhì)及系統(tǒng)穩(wěn)定性；要滿足耐用抗曬、化學(xué)穩(wěn)定性好、安全環(huán)保的要求；要符合水力學(xué)原理，水流阻力小、沉淀效果好且牢固不易變形。

圖1 新型斜板材質(zhì)及其卡扣連接方式

采用PET材質(zhì)的新型斜板為淡藍(lán)色透明薄板，具有抗蠕變、耐疲勞、耐摩擦等機(jī)械性能，以及耐酸堿、抗日曬、 防老化、 耐高低溫等化學(xué)性能，設(shè)備內(nèi)部符合流體力學(xué)原理，水流阻力小、沉淀效果好，滿足設(shè)計出水水質(zhì)要求。無毒丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)肋條的物理性能優(yōu)于鋼材，牢固耐用；斜板采用V形結(jié)構(gòu)；夾心結(jié)構(gòu)的沉淀板更加堅固、抗延展；獨(dú)有的面層抗紫外線、抗菌配方可有效防老化、防止藻類滋生；特殊配方的面層也使斜板表面更加光滑，更利于排泥。

新型斜板的創(chuàng)新突破：基于淺層沉淀理論，尋求斜板間距的極限值來提高沉淀效率；縱向V形流道設(shè)計，形成流道內(nèi)流體頂托力的線性分布，有利于懸浮泥渣層的形成，可提高接觸絮凝幾率；材料具備靜電分離功能，強(qiáng)化接觸絮凝效率。

淺池沉淀理論：池子越淺，其沉淀距離越短，沉淀效果越好，而且在相同池容時，斜板間距越小，沉淀面積越大，沉淀效果越好。V形流道設(shè)計形成變截面，從而形成速度差，由于水流頂托力的不同，使得在斜板區(qū)域可以形成懸浮泥渣層，通過接觸絮凝的作用去除對出水效果影響較大的微小礬花?？v向V形流道設(shè)計如圖2所示。

圖2 縱向V形流道設(shè)計

在采用PET材料作為斜板片材原料的同時，通過材料改性使其具有了抗菌及防止藻類生長等性能，耐酸堿、耐日曬、耐高低溫、不易老化且片材表面光滑。 PET材料改性實(shí)現(xiàn)方式：原料聚合過程中添加改性成分；片材擠出過程中將PET材料和改性材料共混。這樣成功解決了材料強(qiáng)度、韌性、靜電吸附等參數(shù)與添加劑種類和添加量的關(guān)系等問題。新型斜板采用三明治夾層式結(jié)構(gòu)，包括支持層和功能層，如圖3所示。支持層為增強(qiáng)性PET材料，用于滿足設(shè)備對片材耐光性、剛性及韌性的要求，功能層為功能改性PET材料，用于提高片材的粗糙度，具有防藻類滋生及殺菌作用。通過覆膜可避免片材表面在后續(xù)加工過程中劃傷。

圖3 新型斜板片材結(jié)構(gòu)

4 結(jié)束語

惠州天然氣發(fā)電對2列斜板沉淀池內(nèi)舊斜板進(jìn)行拆除，并完成了新斜板改型更換和進(jìn)水調(diào)試。這2列斜板沉淀池經(jīng)過此次斜板改型升級之后，徹底解決了舊斜板碎屑在運(yùn)行時脫落，污堵出口濾網(wǎng)和工業(yè)服務(wù)水池等后續(xù)設(shè)備的問題；新斜板采用卡扣連接方式及新型材料，使得斜板的局部更換及獲得更長的使用壽命有了可能；新斜板安裝投運(yùn)以后，原水的反應(yīng)、沉淀效果更佳，可制得更低濁度的水，為后續(xù)除鹽水處理系統(tǒng)提供更加優(yōu)質(zhì)的原料水。改造升級達(dá)到了預(yù)期效果，使凈水站斜板沉淀池實(shí)現(xiàn)了安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。