平流沉淀池集水段礬花上浮的技改措施

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 本文主要針對平流沉淀池末端集水段跑礬花的實(shí)際運(yùn)行問題，分析其產(chǎn)生原因，簡要?dú)w納了幾種實(shí)用的技改方案和措施。

  關(guān)鍵詞：平流沉淀池；技術(shù)改造；集水槽；濁度；斜管  1. 存在問題 　　平流沉淀池以其對原水水質(zhì)水量變化適應(yīng)能力強(qiáng)、工作穩(wěn)定、管理方便、構(gòu)造簡單、池深淺和造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，在大、中型水廠一直廣泛。但在水廠的實(shí)際運(yùn)行中，常出現(xiàn)以下現(xiàn)象：平流沉淀池中間段水流清澈，而末端集水段出水跑礬嚴(yán)重。特別當(dāng)池組超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，水力停留時(shí)間短，跑礬現(xiàn)象更加凸顯。 　　集水槽出水夾帶大量礬花，會(huì)增加沉淀池出水濁度，導(dǎo)致后續(xù)處理設(shè)施負(fù)荷加大，濾池頻繁反沖洗，產(chǎn)水量下降。不但增加制水成本，而且不利于保障水質(zhì)。因此，如何降低集水槽出水濁度，提高沉淀池處理能力，成為水廠管理急需解決的問題。 　　2. 問題分析 　　膠體和懸浮物顆粒的有效沉淀主要取決于前期混凝過程及沉淀池的實(shí)際水流條件。 　　2.1前期混凝過程 　　藥劑類型、混凝質(zhì)量等前期處理因素直接影響可沉降絮體的成長。混凝劑和助凝劑的適量投加，理想的混合條件，對沉后水濁度的控制起先決作用。而藥劑投加量不足則很容易引發(fā)沉淀出水水質(zhì)惡化等事故。 　　2.2沉淀池水流條jian 　　平流沉淀池末端水面多用指形槽實(shí)現(xiàn)均勻出水。集水槽出水不均勻存在以下幾個(gè)因素： 　?。?）出水集水槽不在同一水平面，引起礬花上浮。由于施工安裝質(zhì)量和地基不均勻沉降等原因，集水槽的實(shí)際高程發(fā)生了變化，造成集水孔出水不均勻，局部流速過大，流線過于集中會(huì)增加水流的表面抽吸，改變了水中懸浮顆粒的下沉方向，致使部分已沉降的礬花隨上升水流被帶出，從而出現(xiàn)沉淀池末端跑礬的現(xiàn)象。在實(shí)際施工中，沒有控制好底部工字鋼支架的高程是導(dǎo)致集水槽出水孔不在同一水平面的主要原因。 　　（2）集水槽前后端出水流量不平衡，是沉后水濁度升高的重要原因。對集水槽典型位置集水量變化以及其對沉后水濁度影響的研究數(shù)據(jù)表明，在通過集水槽出流時(shí)，水流有向位于中間集水區(qū)的集水槽收縮集中的趨勢，集水槽中后端集水流量較前段大；而沉后水濁度從槽前到槽后沿程升高，集水槽中后段出水濁度偏高是造成總待濾水濁度升高重要原因。 　?。?）集水槽內(nèi)負(fù)荷率偏高，是導(dǎo)致沉后水濁度偏高的主要原因。根據(jù)有關(guān)分析，集水槽內(nèi)負(fù)荷率偏高，集水區(qū)的上升流速過大，會(huì)形成集水槽末端跑礬。尤其在用水高峰時(shí)段，水廠需要超負(fù)荷運(yùn)行，這時(shí)集水槽的負(fù)荷率將超出工藝設(shè)計(jì)的額定值。按照工藝要求，平流式沉淀池集水槽負(fù)荷率應(yīng)控制在20 m3/（m·h）。 　　3. 解決措施 　　根據(jù)實(shí)際運(yùn)行狀況，結(jié)合現(xiàn)有場地條件和水廠技改原則，采用工藝調(diào)整及設(shè)備改造等技術(shù)手段，提升平流沉淀池的處理能力。現(xiàn)歸納有以下幾種措施： 　　3.1改善前期絮凝效果 　　當(dāng)前，我國主要采取水力混合和絮凝工藝，對混合和絮凝過程的人工調(diào)控能力不足，因此對于藥劑合理投加、混凝過程設(shè)計(jì)等的要求相對較高。實(shí)際運(yùn)行中，應(yīng)通過強(qiáng)化預(yù)處理過程，提高絮凝反應(yīng)效果，形成穩(wěn)定的具有良好沉降性能的絮體。 　　3.2調(diào)平集水槽出水孔 　　針對集水槽不水平引起的礬花上浮，分以下兩種情況制定相應(yīng)方案：對于新建水廠，集水槽在加工過程中整槽焊接變形應(yīng)控制在5 mm內(nèi)，孔口中心高度差應(yīng)在±2 mm以內(nèi)；對于已建成投產(chǎn)的水廠，則以高程最高的集水槽出水孔為基準(zhǔn)，先測量出基準(zhǔn)集水槽與其他集水槽的高差，然后改變工字鋼支架與集水槽之間的墊片厚度，將其他集水槽整體上抬，從而達(dá)到將集水槽調(diào)平的目的，這種調(diào)整方法簡單快捷，耗資小，工期短。 　　平流沉淀池的集水槽調(diào)整后，出水孔水流變得均勻，上浮礬花明顯減少，對改善濾前水水質(zhì)起到積極作用。 　　3.3對集水槽不同位置的孔口采取變徑處理 　　有關(guān)研究顯示，通過分析集水槽內(nèi)孔口流量及沉后水濁度的變化規(guī)律，對集水槽不同位置孔口進(jìn)行變徑改造，主要對集水槽前l(fā)／2位置處的孔口進(jìn)行擴(kuò)孔改造，以增大集水槽前端較清澈水的集水流量，相對減少集水槽末端較渾濁水的集水流量，可降低沉淀池末端水體的水平流速，延長其停留時(shí)間，從而減少池體末端的礬花上浮，降低沉后水濁度。   改造后的平流沉淀池集水槽，槽前至槽后沉后水濁度的差值縮小，沉淀池末端的礬花上浮得到一定程度的改善。這種方法不需要對沉淀池現(xiàn)有池體型式及結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，實(shí)施容易，施工方便、費(fèi)用較低。 　　3.4延長沉淀池集水槽長度 　　在實(shí)踐中，通過延長沉淀池集水槽長度，將集水槽負(fù)荷率降低至工藝要求，可有效降低沉后水濁度，滿足水廠工藝要求。這種方法在不增加水廠的生產(chǎn)成本，保證了水廠的出水質(zhì)量。 　　實(shí)踐表明，降低集水槽負(fù)荷率，減緩集水區(qū)的上升流速，從而弱化跑礬花的動(dòng)力，集水槽出水濁度將明顯降低。 　　3.5采用平流—斜管(板)組合沉淀池 　　平流沉淀池前段（前1／4～1／3部分），自然沉降效率高，充分利用了平流池自然沉降穩(wěn)定，抗水量、水質(zhì)沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)的優(yōu)勢；平流沉淀池后段，采用斜管（板）沉淀系統(tǒng)，將大大增加沉淀面積，改善了沉淀池的水力條件，水力停留時(shí)間短，沉淀池的處理能力大幅度提高。因此，針對平流沉淀池超負(fù)荷運(yùn)行的情況，在平流沉淀池后段建造快速沉降系統(tǒng)，或?qū)⒃械钠搅鞒恋沓啬┒顺恋韰^(qū)改造成斜管沉淀池，是比較理想的改造方案。 　　平流斜管（板）組合沉淀池的優(yōu)勢：(1)保留了平流沉淀池對水質(zhì)變化的緩沖作用，斜管或斜板沉降系統(tǒng)所受沖擊小，出水水質(zhì)穩(wěn)定；(2)允許一定程度的超負(fù)荷生產(chǎn)。有資料表明，理想狀態(tài)下，出水量可提高到原來的2～3倍；(3)提高了沉淀系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。即使對水質(zhì)或水量變化的反應(yīng)不及時(shí)，對出水水質(zhì)的影響也不會(huì)很大；(4)有利于控制短流、紊流、密度流等的變化，減少了氣溫、風(fēng)力等自然因素對沉淀效率的影響；(5)節(jié)省資金。擴(kuò)建平流沉淀池或?qū)⑵搅鞒卣w改造為斜管或斜板快速沉降系統(tǒng)都要消耗比建造組合沉淀池更高的費(fèi)用。 　　4. 結(jié)語 　　城市需水量的逐年增長，城市建設(shè)用地日趨緊張，自來水廠在一定時(shí)期常面臨超負(fù)荷運(yùn)行的狀況；另一方面，隨著供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的提高，對沉淀處理效果的要求也在逐步提高。這給水廠的運(yùn)行和管理工作帶來一定的挑戰(zhàn)。因此，水廠應(yīng)相應(yīng)制定沉后水濁度的控制指標(biāo)，針對具體的實(shí)際條件，選擇合理的技改方案，降低沉淀池出水濁度，減少后續(xù)處理設(shè)備的負(fù)荷，提升了水廠的運(yùn)行效率，降低企業(yè)制水成本的同時(shí)，保障供水的安全可靠。 參考文獻(xiàn)： [1] 王旭寧， 孫學(xué)東， 姜紅安， 趙紅志， 李實(shí)，平流沉淀池運(yùn)行中存在的問題及改造措施[期刊論文]- 中國給水排水 2006,22(10)  [2] 常穎，陳慧儀，張紹輝，謝小東，何秀貞，平流沉淀池集水槽工藝改造研究[會(huì)議論文]- 全國給水深度處理研究會(huì)2005年年會(huì) [3] 陳亞軍，呂錫武，周克梅，加長沉淀池集水槽降低出水濁度的實(shí)踐 [期刊論文]- 山西建筑2007,33(36) [4] 羅岳平，邱振華，李寧，施周，用斜管(板)沉降系統(tǒng)改造矩形平流沉淀池--平流斜管(板)組合沉淀池[期刊論文]- 凈水技術(shù)2003,22(5)