上都电厂机械搅拌澄清池的应用及改进

张守德等

摘要：机械搅拌澄清池作为目前常用的一种天然水预处理设备，其应用虽然比较成熟，但出现的问题也不少。本文介绍了该设备在上都发电厂的实际应用。由于设计与施工的不太合理，使得设备在刚投产时不能完成供水任务。通过多次的技术改造和调整试验，使机械搅拌澄清池单台出力由原来的200m3/h提高到了400m3/h，解决了电厂生产用水不足的难题。

关键词：机械搅拌澄清池 低温低浊水 浊度

随着近年来发电机组容量逐渐加大，对水处理水质的要求也日渐严格。水的预处理越来越称为重要的一环，处理效果的好坏将直接关系后期处理的安全性、稳定性和运行成本等。

上都电厂位于内蒙古自治区锡林郭勒盟。现役4台600MW亚临界汽包炉直接空冷机组和2台660MW超临界直流炉直接空冷机组。一、二期化学水处理流程为：原水→机加→生加→双介质过滤器→盘式过滤器→超滤→反渗透→EDI→除盐水箱。

1 设备初始运行情况

机械搅拌澄清池的设计处理能力为2×750m3/h。但是设备投运后，单台澄清池出力达不到200t/h，出水浊度一直超标，且常常发生翻池现象。据设计机械搅拌澄清池出水浊度小于3NTU为合格水。而在实际生产中证明，化学水处理设备对原水要求很高，尤其盘式过滤器极易受胶体污染，只有进水浊度小于1NTU的情况下才能正常运行。如果进水浊度达到3NTU左右，则盘式过滤器进出口压差上升迅速加快，且反洗没有效果，必须拆洗盘片。拆下的盘片上和设备内壁均粘有一层红褐色或灰褐色粘泥。需用低浓度的盐酸溶液浸泡清洗方可去除；后续超滤压差上升也很快，需两月加药清洗一次。表1、表2为设备运行日报表。

2 设备运行分析

分析总结机加出水水质差，产水量达不到设计要求的原因主要有两点：①水质因素。上都电厂所用西山湾水库来水的浊度很低，通常在10NTU左右；冬季时来水浊度水温都很低，在春季水温在2～10℃左右，冬季更低，接近0℃，即使在夏季的最热时期，水温最高只测到过17℃。属于典型的低温低浊水。按常规水质设计建造的机械搅拌澄清池难以达到设计出力；②设备因素。由于设计与施工的不负责与不合理，监督不到位，机械搅拌澄清池有多处缺陷或不合理的地方。

3 改造措施及改造效果

为满足生产用水需要，上都电厂对机加进行了多次整改和调试。

3.1 清水区加装斜管

清水区加装斜管主要作用是延长水在清水区的上升路程，提高泥水分离效果。斜板高度1米，倾斜度60°，倾斜方向与水流旋转方向相反，以削减水流速度，使清水区水流更加平稳。含有絮体的水在直线上升途中遇到斜管，絮体附着在斜管壁，沉积到一定重量后再顺斜管壁沉降下来，返回悬浮泥渣层。为了增强效果，又在斜管下方加装一层Z型钢板。支撑斜管所用的钢架和下方Z型板安装完成后均喷环氧树脂漆防腐。如图1、图2。

改造后运行初期设备出水水质有所好转。出水浊度下降，矾花减少，但是产水量没有提升，随着运行时间的积累，斜管上方会逐渐沉积污泥，直到最后发生翻池，所以运行一段时间后就需将设备停下来，排空并冲洗斜管。分析原因应为进水悬浮物含量低，在到达斜管之前无法凝聚成大的矾花，且泥渣的密度小。虽然斜管在捕捉污泥方面起到了一定作用，但是沉积下来的污泥没有足够的容重，不能像预想中的从斜管上滑落沉降下來。

3.2 导流板改造

将第二反应室上边缘加高20cm，导流板下边缘伸长25cm。以延长水流途径，增加絮凝效果，加长泥水分离路程。并对第二反应室内导流板作了加大和角度调整（原导流板较窄，且有部分板面不垂直于轴心）。又在环形三角槽下方焊接一圈导流板，目的为提高混凝效果，让进水进入反应室后，避免直接被搅拌机带起的旋转水流带入第二反应室。

3.3 出水槽改造

将出水槽整体加高18cm，并进行整体找平。目的为加长水流在清水区停留时间，顺便解决原来出水槽不平的缺陷。

本次改造效果较好，清水浊度稳定，运行时间明显加长。加高18cm后设备总体积增加40m3，清水区容积增大34m3，以平均进水流量300m3/h计，清水区水流上升时间可延长7分钟左右。所以对泥水分离是很有效果的，只是斜管上继续沉积污泥的问题不能解决，长时间运行后还是需要清洗污泥。

3.4 污泥回流缝均匀化

污泥回流缝高度的高低决定着机加池内絮凝机理效果的好坏。回流缝高度不够，会造成回流水量不足，活性泥渣颗粒回到第一反应室的能量配比不平衡。在加装斜管后容易造成堵塞，导致机加池的循环水量不足，并减少了矾花颗粒在第一反应室的碰撞次数，使混合反应的有效率降低，还可能使絮体颗粒在流经中受到剪切破坏。设计时厂家交代污泥回流缝宽度为12cm，实际测量显示宽度不够，且不均匀。经过改造将#1澄清池污泥回流缝统一修整为15cm宽。改造完毕后#1澄清池再没有发生清水区局部翻池的现象。斜管上方沉积污泥非常均匀，虽然仍需要定期停运清洗，但运行周期平均可延长一周左右。#2澄清池由于生产方面因素，未能一并完成改造。

3.5 污泥处理系统改造

原机加污泥处理流程为：机加排泥到污泥过度池，由污泥提升泵打入污泥浓缩池，浓缩池上清水溢流到清水池，污泥浓缩池下部污泥由螺杆排泥泵抽出，打到污泥脱水机进行脱水，污泥脱水机出水也排入清水池。清水池内水由清水泵打入#2机械搅拌澄清池回收利用。实际运行情况是污泥脱水机不能完成脱泥任务，导致污泥处理系统不能投运。因为污泥脱水机一启动就会有大量污泥随出水排入清水池，由清水泵打入#2澄清池后急剧加重#2澄清池运行负担，常常因此而引起翻池。污泥脱水机不启动，所有的污泥就全积累在污泥浓缩池内，导致污泥浓缩池出水含泥，同样进入澄清池而造成污染。为此对系统流程进行了改造，将污泥脱水机出水改排入污泥过度池，让其重新进入污泥浓缩池反复浓缩。并将清水泵出口加设一条管道到#1机械搅拌澄清池。

经过本次改造后，解决了污泥脱水机无法启动的问题，污泥处理系统可以投入运行，避免了污泥浓缩池内污泥迅速沉积，延长了污泥浓缩池停运清泥周期，当清水池内高水位后，可以视情况让两台澄清池各进一部分水或者轮流进水，大大减轻了翻池危险。

4 小结

多方面的因素影响使得机加最佳运行工况的寻求和确认是一项非常艰难的工作，也是设备稳定产水的重要环节。为此，该厂也是做了大量的努力，可以说，机加运行方式的调整工作贯穿在从投运到目前的整个生产运行当中。

以上各项改造调整措施总计约用了2年时间，最后上都电厂机械搅拌澄清池从开始运行时总出力不到400t/h提高到目前800t/h左右，并且使设备产水铁含量、浊度明显下降；有机物含量有一定下降。满足了一、二期4台机组生产用水需求。表3、表4为2007年和2009年的机加产水情况对照。

参考文献：

[1]韩隶传.澄清池泥渣特性的研究[R].电力工业部西安热工研究院研究报告.

[2]王维琦.机械加速澄清池降低浊度及药耗的工艺改进[J].甘肃电力技术，2006.

[3]阎建伟，田磊，罗勇.机械搅拌澄清池运行方式优化[J].科技信息，2012（17）.

作者简介：张守德（1977-），男，内蒙古乌兰察布盟人，化学工艺学士，能源与动力工程硕士，内蒙古上都发电有限责任公司，化学专工，工程师；陈海霞（1979-），女，内蒙古乌兰察布盟人，环境工程学士，能源与动力工程硕士，内蒙古上都发电有限责任公司，化学专工，工程师。