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(quán)發(fā)電有限責(zé)任公司山西左權(quán) 032600）

傳統(tǒng)原水預(yù)處理混凝沉淀法常選用的處理構(gòu)筑物為機(jī)械加速澄清池，因此標(biāo)準(zhǔn)型（S774）機(jī)械加速澄清池（以下簡稱標(biāo)準(zhǔn)池）在我國得到了極大的運(yùn)用。然而在實(shí)際運(yùn)用中，標(biāo)準(zhǔn)池由于其池型復(fù)雜，土建施工難度較大，導(dǎo)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(jī)械加速澄清池（以下簡稱新型池）特殊的池形及結(jié)構(gòu)，可有效解決上述問題。本文系統(tǒng)地介紹了該技術(shù)并對(duì)該技術(shù)應(yīng)用于電廠原水預(yù)處理進(jìn)行了研究和總結(jié)。

1 新型機(jī)械加速澄清池介紹

1.1 新型機(jī)械加速澄清池結(jié)構(gòu)

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

圖1 新型機(jī)械加速澄清池結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 運(yùn)行過程

新型池運(yùn)行過程為：進(jìn)水沿切線進(jìn)入新型池第一反應(yīng)室，在這里由于提升葉輪的攪動(dòng)提升，使進(jìn)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(yīng)。水和初步形成的絮狀物流入第二反應(yīng)室后，強(qiáng)力旋轉(zhuǎn)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(yīng)室底部進(jìn)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(yīng)室傘形延長段底部被循環(huán)提升回第一反應(yīng)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(zhuǎn)收集于濃縮室中。污泥可定時(shí)（具體排泥周期調(diào)試結(jié)果定）或根據(jù)濃縮室濃度排放。

2 與標(biāo)準(zhǔn)池比較及其優(yōu)點(diǎn)

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

表1 新型池與標(biāo)準(zhǔn)池設(shè)備參數(shù)比較

由新型池結(jié)構(gòu)及表1所列數(shù)據(jù)分析可知，新型池較標(biāo)準(zhǔn)池具有以下優(yōu)點(diǎn)：

a、新型池池體為直筒、平底式結(jié)構(gòu)。內(nèi)部一反、二反均為鋼制，徹底解決了標(biāo)準(zhǔn)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(jī)全底部刮泥，這樣便于泥渣的清除，無淤泥死角。而標(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)，所以新型池容積比標(biāo)準(zhǔn)池大，所以可有效提高設(shè)備處理能力，處理能力較標(biāo)準(zhǔn)池提高約20%。標(biāo)準(zhǔn)池一、二反應(yīng)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(shí)間比標(biāo)準(zhǔn)池大40%。由于增加了分離和沉降時(shí)間，故有利于提高出水品質(zhì)。

d、新型池第一反應(yīng)室很小，而標(biāo)準(zhǔn)池很大，新型池第二反應(yīng)室較大，而標(biāo)準(zhǔn)池則很小，新型池這樣設(shè)置更符合混凝反應(yīng)機(jī)理?；旌虾头磻?yīng)屬于混凝過程的兩個(gè)階段，由于兩個(gè)階段對(duì)水利條件的要求不同，速度梯度值也應(yīng)不同。新型池的第一反應(yīng)室主要起混合作用，停留時(shí)間較短，攪拌強(qiáng)度較大，速度梯度較高，便于藥品和進(jìn)水的充分混合。而第二反應(yīng)室停留時(shí)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(biāo)準(zhǔn)池則剛好相反，第一反應(yīng)室停留時(shí)間較長，第二反應(yīng)室停留時(shí)間較短，不利于礬花的形成與沉淀。

e、新型池采用了進(jìn)水沿切線方向進(jìn)入第一反應(yīng)室的配水形式。強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)能促使水和藥品的混合，也充分利用了被處理水的動(dòng)能，可有效降低能耗。

f、新型池泥渣分離界面距池水面達(dá)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(shí)間長，因此有很強(qiáng)的耐沖擊能力。而標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用實(shí)例

以包頭某電廠原水預(yù)處理工程為例，該工程配套φ9.8m新型機(jī)械加速加速澄清池三臺(tái)，設(shè)備參數(shù)如表1所示；筆者對(duì)該項(xiàng)目其中一臺(tái)新型池進(jìn)行了為期兩月的監(jiān)測(cè)。

3.1 水源情況

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

3.2 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

監(jiān)測(cè)項(xiàng)目如表2所示

表2 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

本文旨在說明新型池的處理能力及處理效果，監(jiān)測(cè)期間，設(shè)備已正常運(yùn)行，所以只對(duì)處理負(fù)荷及進(jìn)出水濁度進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，而未對(duì)排泥、加藥等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

3.3 監(jiān)測(cè)結(jié)果

調(diào)試期間處理負(fù)荷如圖2所示。

圖2 監(jiān)測(cè)期間流量負(fù)荷變化

由圖2可見，在60天監(jiān)測(cè)期間，設(shè)備經(jīng)歷了80%負(fù)荷、滿負(fù)荷、超30%負(fù)荷等各種流量負(fù)荷條件。

該監(jiān)測(cè)時(shí)間為4月到6月，經(jīng)歷了從枯水季到豐水季的轉(zhuǎn)變過程，系統(tǒng)進(jìn)水濁度也經(jīng)歷了從平均220NTU到350NTU的變化過程；監(jiān)測(cè)期間設(shè)備出水穩(wěn)定，設(shè)備進(jìn)出水濁度變化情況如圖3所示。

圖3 監(jiān)測(cè)期間系統(tǒng)進(jìn)出水濁度變化

由圖3可見，在監(jiān)測(cè)期間，該設(shè)備經(jīng)歷了從110～380NTU各種進(jìn)水濁度負(fù)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(jié)論

1）新型機(jī)械加速澄清池獨(dú)特的結(jié)構(gòu)徹底解決了標(biāo)準(zhǔn)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(jī)械加速澄清池比標(biāo)準(zhǔn)池處理能力更大，處理能力提高約20%。

3）新型機(jī)械加速澄清池應(yīng)用于原水預(yù)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(xué)工業(yè)出版社,2006.

［2］上海市政工程設(shè)計(jì)院.給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2001.