机械加速澄清池的调试研究

2022-11-06

0.引言

机械加速澄清池就是利用装在池中的搅拌机、刮泥机将水处理工艺的絮凝、反应、澄清、沉淀、排泥诸过程集于一池内的大型地表水澄清设施。主要用于自来水厂的净化、工业废水的处理以及发电厂的原水预处理等。机械加速澄清池在国内外澄清工艺设备中已比较常用, 属于泥渣循环型澄清池, 其运行条件的控制和调整对其平稳运行、出水合格起到关键性作用。

1. 结构及工作原理

如图1所示为机械搅拌加速澄清池 (简称机加池) 。池体整体采用钢筋混凝土结构, 由第一反应室、第二反应室、分离室、导流室组成。机加池中心位置设有电动搅拌机, 底部装有电动式刮泥机, 搅拌机和刮泥机为同轴驱动, 减速传动装置设计巧妙、驱动功率较小, 动作比较灵活。此外, 还设有进水管道系统、排泥管道系统以及其他辅助设备系统。

机械加速澄清池是利用在池内积聚成的泥渣与原水中杂质颗粒相互接触吸附, 以达到清水与杂质较快分离的构筑物。原水进水沿中心切线方向进入第一反应室的搅拌叶轮上方, 在搅拌叶轮旋转时, 将池底部泥浆提升至第一反应室, 并与絮凝剂、石灰乳、助凝剂迅速均匀混合, 并发生絮凝。药品可直接加入第一反应室, 也可加入进水管中或配水槽等处。水和初步形成的凝聚物进入第二反应室, 快速旋转水流在此反应室被整流, 并形成轻的湍流, 从而有利于微小絮凝胶粒长大与悬浮回流泥渣颗粒粘附。进入分离区后, 水和泥渣颗粒得到分离, 清水汇流至集水槽并进入过滤处理工艺, 部分泥渣定期排出, 其他大部分参与回流。运行过程中回流泥渣的水量一般为进水量的3~4倍, 分离室内水的上升流速采用0.8~1.0mm/s, 水在池内停留总时间约1.2~1.5h。

2. 机械加速澄清池调整试运过程

2.1 调试应具备条件确认

2.1.1 水处理系统土建和安装工作全部完成, 防腐施工完毕, 排水沟道通畅;试运现场场地整洁, 栏杆、沟盖板齐全, 地面平整, 道路通畅, 根据《电力建设施工及验收技术规范》“化学篇”的要求验收合格。

2.1.2 电气电源可靠, 并已做好安全防护措施。热工、化学仪表已安装完毕, 并校验合格, 能够随时投入使用。

2.1.3 仪用气源具备正常供气条件, 气源管路吹扫工作结束。电磁阀单个试验完毕, 气动阀门动作灵活, 反馈信号正确。

2.1.4 各类转动机械对轮连接合乎要求, 润滑油牌号正确并加注适当, 电机转向正确, 电机及带机械单机试转合格, 已办理验收签证。

2.2 调试步骤

2.2.1 石灰加药系统调试

2.2.1. 1 就地和远方操作试转电机, 确保正常工作, 远方操作正常。

2.2.1. 2 石灰乳泵带水试转, 确保工作正常, 系统无泄漏。

2.2.1. 3 启动搅拌器、星形给料机、螺旋输粉机, 将石灰粉定量送入石灰乳搅拌箱, 配置浓度5%。

2.2.1. 4 程控运行石灰加药系统。

2.2.2 混凝剂、助凝剂、二氧化氯等加药系统调试

2.2.2. 1 用清水对加药系统进行出力试验, 确认压力、流量正常。

2.2.2. 2 分别向溶药箱内加入计算量药品, 配制浓度为5%左右。

2.2.2. 3 按照循环水动态模拟试验所提供的试验数据, 通过计算和化验来确定加入的稳定剂量。

2.2.2. 4 循环水系统投入运行后, 根据情况应及时投入循环水处理系统, 分析观察循环水质的变化。

2.2.3 机械加速澄清池的调试

2.2.3. 1 开澄清池刮泥机轴承润滑水门。

2.2.3. 2 向澄清池注水。控制流量≤300t/h。当池内水位高于进水管时其流量提高到600t/h。

2.2.3. 3 待澄清池注水至淹没搅拌叶轮后, 在就地控制柜上按下刮泥机启动按键, 启动刮泥机。检查刮泥机及转动装置的运转情况。

2.2.3. 4 当池内水位高于第一反应室溢流堰时, 启动搅拌机。

2.2.3. 5 待搅拌机电机运转正常后, 在转速调节器上将电源开关打至导通位置, 顺时针方向缓慢旋转, 逐步将转速调于6—8转/分 (转速比为1:60) 。当水位到达集水槽时, 要观察到达集水槽的水平度.

2.2.3. 6 澄清池进水2小时后, 启动聚合铁、助凝剂加药系统。

2.2.3. 7 澄清池进水2小时后启动石灰乳加药系统向澄清池添加石灰乳;当搅拌机启动后, 投入自动加石灰乳系统。

2.2.3. 8 启动过程中, 观察矾花形成情况, 调整聚合铁、助凝剂的加入量, 确定最佳值, 然后投入自动加药系统。

2.2.3. 9 当澄清池出水浊度≤15毫克/升时, 投入全部自动加药系统。池进水量600t/h稳定运行3天以上再提高进水量。

2.2.3. 1 0 应维持澄清池的澄清区清水层深度1.0m-1.2m之间, 澄清区底部1米左右高度处的泥浆浓度 (即五分钟沉淀) 维持在10%-30%。泥浆排入浓缩池浓缩后由排泥泵排出。

2.3 机械加速澄清池出水水质指标

3. 机械加速澄清池运行控制

3.1 运行前应具备的条件。

机加池运行前应将池内部彻底清理干净, 并检查阀门、管道及机电部分等是否良好。并对加药装置进行检查, 配制好各种药液, 如石灰浆、混凝剂、助凝剂等。

3.2 启动初期。

向机加池进水时, 应缓慢进水, 并考虑是否因浮力等原因造成了设备损坏, 且采取适当的防护措施。在初期进水时, 适当加大混凝剂加药量。当泥渣层形成以后, 再逐步加大进水流速。为加快泥渣的形成, 宜从运行或者备用的机加池中压入泥渣, 以促进泥渣的形成。

3.3 运行过程中。

机加池在正常运行时, 是一个进水、加药、出水及排泥的动态平衡过程。所以运行操作就是控制好这种动态平衡, 使得保持在最优越的条件下工作。机加池运行中应当控制好以下项目:

3.3.1 排泥量。

为维持机加池中泥渣量平衡, 必须定期连续地排出部分泥渣。排泥量应控制适当, 保持池底部合适的泥渣层高度、浓度。增大进水量时, 为防止悬浮泥渣层突然大幅上升, 破坏已经形成的平衡状态, 应适当开大排污阀, 以降低泥渣层高度, 然后逐步增加进水量。

3.3.2 加药量。

根据模拟试验或调试时求得的最优加药量进行加药, 并随进水量的变化及时调整加药量。

3.3.3 泥渣循环量。

为保持机加池内部有合适的泥渣浓度, 需调整泥渣循环量。

3.3.4 水温。

机加池中水温变化, 对出水水质影响较大, 提高水温可以改善处理效果和降低药品用量。当进水温度发生变化, 尤其是水温升高过快时, 会因高低温水间的密度差而产生对流现象, 而影响出水水质, 因此应保持水温稳定.

3.3.5 空气。

当水中夹杂空气时, 会形成上浮气泡, 搅乱泥渣层, 使泥渣随出水带出, 而影响出水水质。运行过程中应注意消除进水带空气现象。

3.3.6 定期维护。

运行中的机加池必须进行定期维护, 如检查运转机械, 冲洗出水装置、取样管道和加药管道等。

3.3.7 间歇运行。

机加池短期停运时, 应经常充水轻微搅动, 以免泥渣压实。停运时间较长时, 特别在夏季, 泥渣容易发酵, 故停运后须将池内泥渣排空。

3.3.8 停运。

当设备需要停运时, 要做好停运准备工作, 尤其在冬季需长期停运时, 首先要放尽池内的水, 且清洗干净内部装置, 将池内泥渣排掉, 以免结冰造成设备损坏或给再次启动带来麻烦。由运行经验得知, 澄清池在3h以内的短期停运, 无需采取任何措施, 或只是经常搅动一下, 以免泥渣被压实。如停运时间稍长, 则会发生泥渣被压实和腐败现象, 在此种情况下投运时, 应该先将池底泥渣排出一些, 然后采用增大混凝剂加入量和小进水量的方式运行, 等出水水质稳定后, 逐渐调整至正常状态。如停运时间很长, 则应将池内泥渣排空。

4. 机械加速澄清池设备运行监督

机加池在运行过程中需着重监督两方面, 即出水水质和池内各部分运行情况。

在华润焦作发电厂 (2014年9月) 和河南万基电厂 (2015年8月) 调试过程中, 监督机加池出水水质:浊度<10NTU、p H=7.5-8.5、碱度<1.6mmol/L、暂硬<2mmol/L。

监督控制运行中情况:清水区高度及反应室、泥渣区的泥渣浓度。泥渣浓度可用沉降比表示, 所谓沉降比, 是指在规定时间 (如2、5、20、60min) 内, 沉降下来的泥渣体积占总体积的百分率。机械搅拌澄清池正常运行期间, 第二反应室出口处泥渣浓度, 一般控制5min沉降比为10%-20%, 超过20%-25%时应排泥。并应该记录进水流量、水温、加药量、排泥时间等。