新型机械加速澄清池在原水预处理中的应用

李小军刘勇和慧勇殷志刚

（1.西安热工研究院有限公司 陕西西安 710032；2.华能左权发电有限责任公司山西左权 032600）

传统原水预处理混凝沉淀法常选用的处理构筑物为机械加速澄清池，因此标准型（S774）机械加速澄清池（以下简称标准池）在我国得到了极大的运用。然而在实际运用中，标准池由于其池型复杂，土建施工难度较大，导致集水槽水平度较差、出水偏流；伞形罩底部回流缝隙宽窄不一，影响水的均匀回流，从而影响泥渣层形成，影响出水水质[1]。新型机械加速澄清池（以下简称新型池）特殊的池形及结构，可有效解决上述问题。本文系统地介绍了该技术并对该技术应用于电厂原水预处理进行了研究和总结。

1 新型机械加速澄清池介绍

1.1 新型机械加速澄清池结构

新型池由池体和内部钢制装置组成，池体通常采用砼结构，为平底直筒；其余内部结构均为钢制，由第一、第二反应室，分离室、搅拌机、刮泥机，集水槽、支撑机械装置的桥架、取样装置等部分构成，如图1所示。

图1 新型机械加速澄清池结构示意图

1.2 运行过程

新型池运行过程为：进水沿切线进入新型池第一反应室，在这里由于提升叶轮的搅动提升，使进水、凝聚剂、助凝剂和大量回流泥渣等迅速、均匀的混合，发生絮凝反应。水和初步形成的絮状物流入第二反应室后，强力旋转的水流在此被整流，形成轻度的湍流，流速突减，从而有利于微小絮凝胶粒的长大并和悬浮的回流泥渣颗粒粘附。后经由第二反应室底部进入分离室，在分离室完成泥渣与水的最后分离，出水溢流入集水槽中。泥渣大部分于第一反应室伞形延长段底部被循环提升回第一反应室，少部分被带到分离室中继续分离，分离出的泥渣沉降在沉降区，后随着刮泥板不停的旋转收集于浓缩室中。污泥可定时（具体排泥周期调试结果定）或根据浓缩室浓度排放。

2 与标准池比较及其优点

以直径φ9.8m机械加速澄清池为例，新型池和标准池的工艺参数比较如表1所示。

表1 新型池与标准池设备参数比较

由新型池结构及表1所列数据分析可知，新型池较标准池具有以下优点：

a、新型池池体为直筒、平底式结构。内部一反、二反均为钢制，彻底解决了标准池因土建施工难度较大而造成的集水槽水平度较差、出水偏流；伞形罩底部回流缝隙宽窄不一等问题。

b、直筒型池壁无泥渣沉积现象；平底池底坡度小于5°，采用大臂刮泥机全底部刮泥，这样便于泥渣的清除，无淤泥死角。而标准型池采用半臂刮泥，容易造成污泥堆积。

c、由于是平底、直壁结构，所以新型池容积比标准池大，所以可有效提高设备处理能力，处理能力较标准池提高约20%。标准池一、二反应室和分离室容积比为3：7[2]，新型池为1：5，分离室水力停留时间比标准池大40%。由于增加了分离和沉降时间，故有利于提高出水品质。

d、新型池第一反应室很小，而标准池很大，新型池第二反应室较大，而标准池则很小，新型池这样设置更符合混凝反应机理。混合和反应属于混凝过程的两个阶段，由于两个阶段对水利条件的要求不同，速度梯度值也应不同。新型池的第一反应室主要起混合作用，停留时间较短，搅拌强度较大，速度梯度较高，便于药品和进水的充分混合。而第二反应室停留时间较长，速度梯度较低，有助于矾花的形成，也可避免矾花被剪碎。而标准池则刚好相反，第一反应室停留时间较长，第二反应室停留时间较短，不利于矾花的形成与沉淀。

e、新型池采用了进水沿切线方向进入第一反应室的配水形式。强烈的旋转能促使水和药品的混合，也充分利用了被处理水的动能，可有效降低能耗。

f、新型池泥渣分离界面距池水面达3 m左右，泥渣沉降分离好，并用双环形集水槽代替辐射集水槽，有效分离面积大，停留时间长，因此有很强的耐冲击能力。而标准池沉渣分离界面距水面只有1 m左右，泥渣沉降分离差，耐冲击能力较弱。

3 应用实例

以包头某电厂原水预处理工程为例，该工程配套φ9.8m新型机械加速加速澄清池三台，设备参数如表1所示；笔者对该项目其中一台新型池进行了为期两月的监测。

3.1 水源情况

水源为经过上游水厂预沉处理的黄河水，水质较为稳定，进水浊度约为200～400NTU，枯水季进水浊度较低，丰水季进水浊度较高。

3.2 监测项目

监测项目如表2所示

表2 监测项目

本文旨在说明新型池的处理能力及处理效果，监测期间，设备已正常运行，所以只对处理负荷及进出水浊度进行了监测，而未对排泥、加药等进行监测。

3.3 监测结果

调试期间处理负荷如图2所示。

图2 监测期间流量负荷变化

由图2可见，在60天监测期间，设备经历了80%负荷、满负荷、超30%负荷等各种流量负荷条件。

该监测时间为4月到6月，经历了从枯水季到丰水季的转变过程，系统进水浊度也经历了从平均220NTU到350NTU的变化过程；监测期间设备出水稳定，设备进出水浊度变化情况如图3所示。

图3 监测期间系统进出水浊度变化

由图3可见，在监测期间，该设备经历了从110～380NTU各种进水浊度负荷，但出水较为稳定，出水浊度稳定在2～10NTU，绝大多数出水低于6NTU。远远低于性能保证值24NTU。具有良好的处理能力及耐冲击能力。

4 结论

1）新型机械加速澄清池独特的结构彻底解决了标准型池因土建施工难度较大而造成的集水槽水平度较差、出水偏流、伞形罩底部回流缝隙宽窄不一等问题。

2）在相同池径及高度的情况下，新型机械加速澄清池比标准池处理能力更大，处理能力提高约20%。

3）新型机械加速澄清池应用于原水预处理，具有良好的处理能力及耐冲击能力。

［1］杨宝红、汪德良、王正江，等.火力发电厂废水处理与回用[M].北京:化学工业出版社,2006.

［2］上海市政工程设计院.给水排水设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.