真空自动保持技术在水厂节水工作中的应用

胡勃（大庆油田电力集团电力工程设计院）

真空自动保持技术在水厂节水工作中的应用

胡勃（大庆油田电力集团电力工程设计院）

水厂自耗水占水厂总处理水量的10%～20%，主要包括沉淀池排泥水和滤池反冲洗水。近年来，大庆水厂针对节水工作，开展了新技术、新工艺的试验和应用工作。对于采用虹吸方式的沉淀池和滤池进行技术改造，应用真空自动保持技术，不仅节约了水资源，提高了用水效率，还极大地降低了运行成本，其综合效益显著。

沉淀池真空自动保持技术虹吸降本增效

真空自动保持技术是近年来应用在水厂沉淀池和滤池中的一项技术，与传统高压水流携带或单纯依靠真空泵抽吸方式形成虹吸引流技术相比，具有诸多优势。该技术能够实现水厂沉淀池排泥自动控制和过滤池进出水自动运行，对污泥排放更加有效。

1　水厂原排泥工艺现状

水厂原沉淀池排泥系统采用老式虹吸排泥机排泥，如图1所示，排泥机上并排设置有8～12根虹吸排泥管，沉淀池底部污泥由这些排泥管吸起而导出沉淀池。排泥管形成虹吸是依靠高压水抽吸走管中空气而形成。排泥过程见图1，关闭阀门1，打开阀门2，高压水流经虹吸排泥管进入沉淀池底部，当管内水达到满管时，关闭阀门2，打开阀门1，高压水便倒流，由阀门1流出，由高速水带走管内的空气形成真空，沉淀池底部污泥水便在大气压及水压的作用下，由虹吸排泥管排出。在高压水进入沉淀池底部时，池底污泥便被涌起造成“翻池”现象，2～3h之后才能恢复，这段时间只能降负荷运行。为了避免这种情况，沉淀池采用排泥管24h“长流水”的方式，但这种运行方式造成了大量水浪费。经计算，每天浪费排泥水1400m3，每年浪费水50×104m3。

图1　沉淀池老式虹吸排泥工艺简图

2　技术原理及特点

传统的真空形成主要是依靠高压水的高速水流携带或者依靠真空泵抽吸方式，带走需要形成真空的管路内空气来实现的。真空保持技术是通过真空泵和虹吸罐的联合作用，可以在不影响工艺管路系统正常运行的情况下，实现管路真空状态的自动形成、自动破坏和自动保持。主要特点：

1）在不扰动原水水质的情况下，沉淀池可实现自动排泥，提高出水水质。

2）延长沉淀池排泥周期，节约了水厂自耗水，节省运行费用。

3）达到稳定出水水质和自动间歇运行的目的。自动控制可操作性强，真空状态保持稳定。

3　技术应用

3.1在沉淀池排泥中的应用

运行过程如图2所示：沉淀池需要排泥时，启动真空泵，信号传至虹吸罐，电磁阀Y1、NF打开，虹吸罐内和虹吸管内的空气被抽出，沉淀池底部的泥水便在水压差的作用下，沿虹吸排泥管上升，达到W点时，虹吸形成，泥水便在重力的作用下，沿虹吸管向下流，经过水封槽排出［1］。由此可见，整个过程沉淀池池底污泥未受任何扰动。当需要排泥停止时，打开虹吸罐上的电磁阀Y2，将虹吸破坏，排泥过程结束。设备使用时间一长，真空度会降低，虹吸罐内水位会下降，但是由于虹吸罐有一定的容积，能够延长真空被破坏的时间，同时止回阀也会阻止空气进入，使真空度维持时间增长。当水位降到最低点时，虹吸罐会自动通过液位开关将信号传至控制器，重新启动真空泵来形成真空，使沉淀池排泥过程顺利完成。整个系统在实现了真空自动保持技术的先进性同时，还满足了间歇排泥的生产实际需要。

图2　沉淀池中真空自动保持技术工艺流程

3.2在双阀滤池进水及排水管上的应用

水厂双阀滤池的进水和反冲洗排水均利用虹吸原理来进水和排水。原有的虹吸只是利用真空泵来形成，形成真空的时间长，且真空状态不易保持，全过程都是手工操作，不易控制，不能有效保证滤池在设计指标范围内运行。把真空自动保持技术引入到滤池后，存在的问题得到了很好的解决。

4　节水效果及效益

以沉淀池排泥为例：原工艺排泥采用“24h长流水”方式，处理能力10×104～12×104m3/d，出水浊度3～5NTU；应用真空自动保持技术后，实现间接虹吸排泥方式，处理能力17×104m3/d，出水浊度1～3NTU。每年节约排泥水50×104m3，至沉淀池段，排泥水成本为0.81元/m3，因此年节约成本费用40.5万元，排泥工艺真空泵年运行费用0.3万元，年可获取经济效益40.2万元。

真空自动保持技术不仅能够节约用水，延长沉淀池排泥周期，还可以减少人工操作的复杂程度，提高出水水质，其综合效益显著。鉴于目前仍存在传统虹吸工艺应用的现状，真空自动保持技术具有现实的推广应用价值和良好的发展前景［2］。

［1］王政，宋学峰.大庆油田供水技术成果专集［M］.北京：化学工业出版社，2009：40-41.

［2］李乃学.气水冲洗在生产中的应用与前景［J］.石油石化节能，2013（7）：18.

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.003.007

2014-11-20）

胡勃，2005年毕业于哈尔滨工程大学，从事给排水工程设计工作，E-mail：kissfish601@163.com，地址：黑龙江省大庆油田电力集团电力工程设计院，163453。