机械加速澄清池在印尼百通电站海水淡化系统中的应用

2012-09-21李洪峰纪伟光

电力科技与环保 2012年6期

李洪峰，纪伟光，李琪

(1.国电科学技术研究院，江苏南京 210031;2.华电青岛发电有限公司，山东青岛 266000)

1 印尼百通电站海水淡化工艺系统流程

印尼百通电站海水淡化工艺系统流程为:循环水泵入口引水渠→海水提升泵→机械加速澄清池→空气擦洗过滤器→滤水收集池→滤水输送泵→自动清洗过滤器→超滤(UF)装置→UF产水箱→一级海水反渗透(SWRO)给水泵→一级SWRO保安过滤器→一级SWRO高压泵(带能量回收－PX装置与增压泵)→一级SWRO装置→一级淡水箱→一级淡水泵→二级淡水反渗透(RO)保安过滤器二级淡水RO高压泵→二级淡水RO装置，从二级淡水RO装置出来分为两路:一路至二级淡水箱→服务、消防、生活用水等，另一路至二级淡水泵→阳、阴固定床→混床除盐系统。原海水水质分析结果见表1。

2 机械加速澄清池的启动试运

2.1 初次启动前检查项目与准备工作

初次启动前检查项目与准备工作主要包括:检查进水管、出水管、集水槽、取样管、排空气管、各加药管、冲洗水管、排泥管，确保畅通，池内杂物彻底清除干净;机加池经盛水试验，池体无漏水现象，池体沉降满足相应标准;阀门及相关的水泵、搅拌机、刮泥机、加药泵经检查试运，具备投运条件;根据最高最低海水潮汐水位时海水水质进行PAC加药量的烧杯试验，确定最佳加药量;PAC、聚丙烯酰胺(PAM)、次氯酸钠(NaClO)加药装置已配制好合适浓度的药液。

表1 原海水水质分析

2.2 机械加速澄清池的试运行

2.2.1 机械加速澄清池的初次投运

启动海水提升泵，向澄清池进水。PAC加药量适当加大至20.0mg/L、NaClO加药量为3.0mg/L;开始进水控制为正常进水流量的1/3～1/2，即进水流量控制在约200～300m3/h。经过已投加PAC与NaClO药剂的原海水先进入三角区后经配水孔进入第一反应室。随着连续的进水至浸满提升叶轮后启动搅拌机。初次投运时搅拌机转速不要太高，主要为了减小提升流量，从而延长混合反应时间。为了加快第一反应室形成所需泥渣浓度，应继续进海水、加药及搅拌。当泥渣开始逐渐形成后，为了进一步加快分离室悬浮状泥渣层的形成，可以适当提高搅拌机的转速，从而增大提升叶轮的提升量，至分离室悬浮状泥渣层最终形成。

分离室悬浮状泥渣层逐渐形成后，随着机械加速澄清池的继续运行，当澄清海水浊度达到设计要求＜5.0NTU时，可以适当调整进水流量以满足后续设备的用水量要求。进水流量调整的原则:应缓慢增加(减少)，每次增加(减少)进水流量不宜超过设计出力的15% ～20%，每次进水流量的增加(减少)间隔时间不少于1h。在调整进水流量时，必须同步调整PAC与NaClO药剂的加药量。该机械加速澄清池的PAC与NaClO加药量调整是由PLC控制系统根据进水流量自动调整投加的。机械加速澄清池运行正常后，澄清海水由环型集水槽、辐射集水槽集水孔汇集，再经出水堰口通过出水管至后续的空气擦洗过滤器。

2.2.2 机械加速澄清池的运行参数调整依据

机械加速澄清池初次调试、试运正常后即可投入正常运行。印尼百通电站海水淡化工艺系统采用超滤与反渗透双膜法工艺，对原海水经机械加速澄清池、空气擦洗过滤器处理后的出水水质要求相当严格。对于机械加速澄清池在处理海水的具体效果而言，在PAC与NaClO药剂加药量稳定的情况下其主要取决于搅拌强度、回流泥渣量、泥渣浓度，而搅拌强度以PAC与海水完全混合、反应而又不打碎所形成的絮凝体为最佳。泥渣回流量一般为正常运行流量的3～5倍，其可通过调整提升叶轮的转速或提升叶轮开度来控制。而泥渣浓度可通过调整泥渣回流量或调整排泥周期与排泥时间等方式来控制。机械加速澄清池运行参数:正常运行流量、回流比、提升叶轮转速、提升叶轮开度等之间存在着密切的关系，故合理地调整机械加速澄清池的运行参数可控制其运行效果。机械加速澄清池运行参数的调整是基于以下提升叶轮的设计公式:

式中:B为提升叶轮开度，m;Q＇为提升叶轮的提升流量，m3/s。取Q＇=A·Q;;A为回流比，取3～5;Q为正常运行流量，m3/s;K为系数，取3.0;d为提升叶轮直径，m;n为提升叶轮转速，r/min。

依据机械加速澄清池的提升叶轮直径与其转速的设计范围，可计算出在不同回流比、不同Q值状态下，机械加速澄清池的B与n之间的数据关系。初次启动调试时，其运行参数必须进行调整，一般是按照固定某个正常运行流量进行其他的参数调整的。机械加速澄清池在正常运行时则按照一组相对固定的参数运行，但各运行参数之间会相互牵制，相互影响。若机械加速澄清池在运行过程中需要调整时，则应在正常运行流量下、PAC与NaClO药剂加药量连续稳定的情况下、在不扰乱澄清区出水水质稳定的情况下根据上式计算结果参考调整提升叶轮的转速和提升叶轮的开度，从而找出提升叶轮转速与其开度的最佳组合。

根据原海水进水浊度、机械加速澄清池第一反应室、第二反应室的5min泥渣沉降比、出水浊度等关系，整定合理的排泥周期与排泥时间来调整排泥量，以保持分离室悬浮状泥渣层的合理运行高度。通过对该机械加速澄清池的调试、试运以及6个月的运行数据分析总结来看，第二反应室的5min泥渣沉降比应控制在10%～15%范围内。

该机械加速澄清池内设置3个取样点，1号取样点位于进水三角区内，其主要作用是监测进水三角区内加药情况以及PAC与NaClO药剂与海水混合情况;2号取样点位于第一反应室底部，其主要作用是监测回流泥渣的活性、浓度以此确定排泥周期与排泥时间;3号取样点位于第二反应室提升叶轮的上部，其主要作用是监测回流泥渣的沉降情况并为排泥周期与排泥时间做进一步的修正。

2.2.3 机械加速澄清池的运行数据

2010年10月份1至20日，机械加速澄清池每日10:00时的运行数据见表2。其中，10月3日、10日、17日为设备停运检修。