凈化水廠閑置機械加速澄清池的修復(fù)改造

薛國杰，郝云壽，劉麗強

(西山煤電環(huán)保綠化分公司，山西 太原 030000)

1 古交凈化水廠概況

古交凈化水廠位于古交市屯蘭礦區(qū)，廠內(nèi)超磁工藝礦井水處理系統(tǒng)建設(shè)于2005年，主要用于處理屯蘭礦礦井水。由于水質(zhì)變化、設(shè)備運行異常等原因，系統(tǒng)建成運行不久，便無法正常運轉(zhuǎn)，多年來一直處于故障停用狀態(tài)，且沒有進(jìn)行正常后期維修保養(yǎng)，大部分設(shè)施及管道已生銹、腐蝕、堵塞，甚至嚴(yán)重裂縫、破損，難以繼續(xù)使用。通過對原機械攪拌澄清池、污泥濃縮池機械傳動部分及其配套的過濾器、加藥系統(tǒng)、壓濾車間、調(diào)節(jié)池等部分進(jìn)行置換、修復(fù)及升級改造，使系統(tǒng)重新運轉(zhuǎn)，有效提高了出水水質(zhì)，增加了系統(tǒng)處理能力。

2 改造后新系統(tǒng)工藝流程

礦井水經(jīng)預(yù)沉池沉淀后，實現(xiàn)首次泥水分離，分離出的污水經(jīng)加藥后通過一級提升泵抽至機械加速澄清池進(jìn)行二次泥水分離。上清液回流至中間水池，再通過二級提升泵，進(jìn)入多介質(zhì)過濾器進(jìn)行過濾，最后經(jīng)紫外線消毒后流入清水池，部分清水回用，剩余部分經(jīng)巴歇爾槽外排。污泥經(jīng)過污泥濃縮池濃縮后，通過板框壓濾機壓成泥餅，運至礦方指定地點。污泥濃縮上清液經(jīng)回收水池流入預(yù)沉池再次循環(huán)處理[1]。

3 具體改造措施

3.1 機械加速澄清池的升級改造

機械加速澄清池主要利用機械攪拌及提升作用來完成泥渣回流和接觸反應(yīng)。該池由第一絮凝室、第二絮凝室和分離室組成。其工作過程：加藥混合后的原水進(jìn)入第一絮凝室，與幾倍于原水的循環(huán)回流泥渣在葉片的攪動下進(jìn)行接觸絮凝反應(yīng)；然后經(jīng)葉輪提升至第二絮凝室繼續(xù)反應(yīng)，以結(jié)成較大的絮體；再通過導(dǎo)流室進(jìn)入分離室進(jìn)行沉淀分離，清水向上集水槽排出，下沉的泥渣一部分進(jìn)入泥渣濃縮室經(jīng)排泥管排出，另一部分沿回流縫回流進(jìn)入第一絮凝室進(jìn)行絮凝。

池體采用鋼砼結(jié)構(gòu)澆筑而成，全地上式結(jié)構(gòu)。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)圖集S773的池體尺寸設(shè)計為：池體直徑D=12 400 mm，池體凈高H=5 500 mm，池體總?cè)莘eV=504 m3，處理水量Q=320 t/h(1 d按24 h運行計算，即Q=7 680 m3/d)，主要參數(shù)見表1。

表1 機械加速澄清池主要參數(shù)

對原有機械加速澄清池內(nèi)積泥進(jìn)行清掏；更換維修刮泥機及其攪拌機，主要參數(shù)見表2和表3；一級提升泵后端連接管道、閥門至機械加速澄清池敷設(shè)DN300管道進(jìn)行連接；增設(shè)斜管，主要參數(shù)見表4；池內(nèi)壁進(jìn)行防水處理；機械加速澄清池至中間水池敷設(shè)DN250管道，主要參數(shù)見表2；配套閥門、就地控制柜、管道混合器等。

表2 攪拌機主要參數(shù)

表3 刮泥機主要參數(shù)

表4 斜管蜂窩填料主要參數(shù)

第一、第二絮凝室流量(考慮回流因素在內(nèi))設(shè)計為出水量的3～5倍；清水區(qū)高度為1.5 m，上升流速0.8～1.1 mm/s；水在池中的總停留時間為1.2～1.5 h，第一絮凝室和第二絮凝室的停留時間一般控制在20～30 min；為使進(jìn)水分配均勻，防止堵塞，采用底部穿孔管配水、進(jìn)水。加藥點設(shè)于池外，在池外完成快速混合。第一絮凝室設(shè)輔助加藥管以備投加絮凝劑。第二絮凝室內(nèi)設(shè)導(dǎo)流板，底部錐體坡角設(shè)計為45°左右，并設(shè)機械排泥裝置，也可使用手動快開閥人工排泥。在進(jìn)水管、第一絮凝室、第二絮凝室、分離區(qū)、出水槽等處分別設(shè)取樣管。

機械攪拌澄清池的攪拌機由驅(qū)動裝置、提升葉輪、攪拌槳葉和調(diào)流裝置組成。驅(qū)動裝置采用無極變速電動機，以便根據(jù)水質(zhì)和水量變化調(diào)整回流比和攪拌強度；提升葉輪用以將一反應(yīng)室水體提升至二反應(yīng)室，并形成澄清區(qū)泥渣回流至一反應(yīng)室；攪拌槳葉用以攪動一反應(yīng)室水體，促使顆粒接觸絮凝；調(diào)流裝置用作調(diào)節(jié)回流量。攪拌槳葉外徑為葉輪直徑的0.8～0.9倍，高度為第一絮凝室高度的1/3～1/2，寬度為高度的1/3。運行實踐表明，加長葉片長度、加寬葉片，使葉片總面積增大，攪拌強度增大，有助于改進(jìn)澄清池處理效果，減少池底積泥。整體機械加速澄清池在原有標(biāo)準(zhǔn)池體基礎(chǔ)上做了改進(jìn)，增設(shè)斜管以提高澄清效果[2]。

3.2 污泥濃縮罐改造

污泥濃縮罐采用重力濃縮法，依靠污泥中固體物質(zhì)的重力作用進(jìn)行沉降與壓密，首先對原污泥濃縮罐積泥進(jìn)行清掏，將內(nèi)部原有攪拌機及其減速器進(jìn)行更換維修，并敷設(shè)污泥濃縮罐至二期預(yù)沉池DN100管道，污泥濃縮罐內(nèi)壁全部作防銹防腐處理。污泥在濃縮罐內(nèi)高度濃縮，定期靠壓力排出，由于污泥含水率低，且脫水性能良好，可以直接送入板框壓濾機。濃縮罐的上清液流入預(yù)沉池重新處理。

3.3 新增壓泥系統(tǒng)

板框式壓濾機是一種間歇性固液分離設(shè)備，是由濾板、濾框排列構(gòu)成濾室，在輸料泵的壓力作用下，將料液送進(jìn)各濾室，通過過濾介質(zhì)將固體和液體分離。板框壓濾機脫水過程：板與框相間排列而成，在濾板的兩側(cè)覆有濾布，用壓緊裝置把板與框壓緊，即在板與框之間構(gòu)成壓濾室。在板與框的上端中間相同部位開有小孔，壓緊后成為一條通道，加壓到0.2～0.4 MPa的污泥，由該通道進(jìn)入壓濾室，濾板的表面刻有溝槽，下端有供濾液排出的孔道，濾液在壓力作用下，通過濾布，沿溝槽與孔道排出濾機，使污泥脫水。將原有壓濾機房進(jìn)行改造，拆除原有壓泥系統(tǒng)，新安裝板框式壓濾機及其配套系統(tǒng)，壓濾面積120 m2。

3.4 多介質(zhì)過濾器濾料更換

過濾器直徑2.6 m，濾料高度2 m，共4臺過濾器，分層更換新的不同直徑的石英砂濾料。

3.5 線路改造及管路和泵的維修與更新

系統(tǒng)所有線路重新布置和規(guī)整，并增加配電箱和配電柜，主電纜重新敷設(shè)。對綜合車間加藥部分管道進(jìn)行改造，并增設(shè)管道混合器，以達(dá)到增大水力停留時間，藥品充分?jǐn)嚢韬突旌希ＷC出水水質(zhì)的目的。對部分外露管道進(jìn)行防腐保溫。原污泥脫水間舊設(shè)備、橋架等拆除，暖氣改造。對綜合車間3臺一級提升泵、3臺二級提升泵、2臺反沖洗水泵，以及深度水處理車間2臺泥漿輸送泵、2臺回收水泵進(jìn)行維護、維修、保養(yǎng)、調(diào)試、試運行。收集水池2臺泥漿回流泵的購置、管道變更及耦合安裝、增設(shè)起吊裝置。系統(tǒng)關(guān)鍵節(jié)點增設(shè)流量計[3]。

3.6 原有設(shè)施清淤

原有調(diào)節(jié)池、污泥池、污泥濃縮池常年使用，淤泥較多，進(jìn)行了徹底清理。

4 效益分析

古交凈化水廠閑置機械加速澄清池修復(fù)改造項目從開工到正式運行僅僅用了26 d，有效解決了屯蘭礦礦井水處理問題。屯蘭礦礦井水實際水量約為6 800 m3/d，改造后新系統(tǒng)處理能力4 800 m3/d，1 t水處理費用1元/d，剩余2 000 m3/d可以利用從外部租借的應(yīng)急設(shè)備(北京高效旋流式一體化凈水器)處理，大大降低了運行成本。新系統(tǒng)已運行10個月，礦井水處理能力很穩(wěn)定。三期陶瓷膜工藝運行前新系統(tǒng)將能滿足古交凈化水廠的運行需求，保證屯蘭礦礦井水正常處理，達(dá)到現(xiàn)有環(huán)保法律法規(guī)要求，確保古交凈化水廠生產(chǎn)安全、環(huán)保安全，并降低應(yīng)急處理設(shè)備租賃及運行費用。三期陶瓷膜工藝投入運行后也能作為備用系統(tǒng)用于生產(chǎn)。

閑置設(shè)施設(shè)備既占空間又浪費資源，棄之可惜，將其重新改造，既可以將原有設(shè)施設(shè)備重新利用起來，提高設(shè)備運行安全性和高效性，又可以將資源整合，提高資產(chǎn)利用率，減少損失。通過合理控制加藥量等措施，將節(jié)約能源，保護環(huán)境。

5 結(jié) 語

西山煤電集團所屬各礦井污水處理廠，大多建設(shè)年限久遠(yuǎn)，都存在閑置設(shè)施設(shè)備，古交凈化水廠機械加速澄清池修復(fù)改造技術(shù)的成功，將對今后各礦井水處理廠的改造提供參考依據(jù)，若能修舊利廢、交舊領(lǐng)新、以舊帶新、合理改造利用，可以精簡設(shè)備數(shù)量，盤活閑置資源，降本增效；增強精細(xì)化管理意識，提高污水運營管理水平；推動污水處理高效率運行，實現(xiàn)降本增效，高質(zhì)量發(fā)展。