某核电厂海水淡化混凝沉淀池斜板老化事件分析

邓银萍

摘 要 某核电厂海水淡化混凝沉淀池在注水后不久出现绑绳断裂、斜板上浮现象，查看发现斜板老化。本文从技术角度对该事件进行分析，明确事件处理方案。

关键词 海水淡化；斜板；沉淀池；成品保护

中图分类号 TM6 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）16-0075-02

反渗透膜法海水淡化技术具有投资低、能耗低等优点，但海水预处理要求高。某核电厂海水淡化系统采用膜法海水淡化技术。系统预处理采用混凝、沉淀、石英砂过滤的工艺，设置有3台混凝沉淀池。沉淀池采用升流式异向流斜板沉淀池，布置在室外，斜板板长1 000mm，间距25mm，厚度1mm，倾角60°。斜板材质为乙丙共聚，由大板及肋条组成，散件到核电现场后由供方技术人员热熔焊接成块。斜板安装形式为单层立体平铺方式，依次、紧密摆放在托管上，上部有压管，用尼龙绑绳进行固定，每池安装斜板336m2，共1 008m2。斜板由施工单位负责安装，供方技术人员指导安装。

1 事件概述

2015年6月—7月，某核电厂海水淡化系统3台混凝沉淀池相继出现斜板压管绑绳断裂、斜板上浮现象。最先出现该问题的C池灌水完成仅10天，而斜板安装已超过半年。斜板到货、安装、沉淀池灌水及发现斜板上浮的时间详见表1。

各方现场查看后，发现斜板上部（约30cm长）已老化变脆，绑绳断裂处也明显老化。供方提出现场成品保护不当，未及时进行灌水保护。与此同时，某核电厂对供方斜板设计、供货提出质疑。

2 斜板沉淀池介绍

1）斜板沉淀池的优缺点。斜板沉淀池是根据浅池沉淀理论，在沉淀区装置许多间隔较小的平行斜板，增加沉降面积、改善水力条件，以提高沉淀效率的新型沉淀池。

斜板沉淀池的优点：水力负荷高，为其他沉淀池的1倍以上；沉淀面积大，沉淀效率高，停留时间短，产水量大；利用了层流原理，水力条件好，雷诺数Re小，弗劳德数Fr大，提高了沉淀池的处理能力；占地少，节省土建投资[1]。

斜板沉淀池的缺点：由于停留时间短，其缓冲能力差，在运转中遇到水量、水质变化时，应注意加强管理；斜板容易堵塞，维护管理较难，使用一段时间后需更换斜板。采用斜板沉淀池时，还应注意絮凝的完善和排泥布置的合理等。

2）浅池理论。设斜板沉淀池池长为L，池深为H，池中水平流速为v，颗粒沉速为u0，在理想状态下，L/H=v/u0。可见L与v值不变时，池身越浅，可被去除的悬浮物颗粒越小。若用水平隔板，将H分成n层，每层层深为H/n，在u0与v不变的条件下，只需L/n，就可以将沉速为u0的颗粒去除，即总容积可减少到原来的1/n。同理，L不变，由于池深为H/n，则水平流速可增加到nv，仍能将沉速为u0的颗粒除去，即处理能力提高n倍。此即为哈真（Hazen）提出的浅池理论。

为解决各层的排泥问题，工程上将水平隔层改为与水平面倾斜成一定角度的斜面，一般是50°～60°的夹角，以便沉降的污泥能够自动沿斜面滑下，这种形式即为斜板沉淀池。

3）异向流斜板沉淀池设计参数。异向流斜板沉淀池的设计，基本要求如下：1）斜板垂直净距一般采用80mm～100mm；2）斜板長度一般为1.0m～1.2m；3）斜板倾角一般为60°；4）斜板区上部水深一般为0.5m～1.0m；5）斜板区底部缓冲层高度一般为0.5m～1.0m。

4）斜板沉淀池填料材质。斜板沉淀池填料材质主要有聚丙烯、聚氯乙烯、乙丙共聚和玻璃钢等。斜板沉淀池在水处理领域得到了广泛应用，技术成熟，乙丙共聚填料也具有相当的使用规模，某核电厂海水淡化系统斜板沉淀池设计符合要求。

3 原因分析

斜板老化是在绑绳断裂、斜板上浮后的检查过程中发现。斜板为乙丙共聚材质，属塑料制品，塑料具有质轻、比强度高、韧性良好、减磨耐磨性好、电绝缘性好、耐蚀性好、导热系数小、易老化、易燃、耐热性差、刚度小[2]的特点，而乙丙共聚塑料的主要缺点是耐光性能差、易老化、低温韧性和染色性能不好。由于斜板在安装后超过半年未进行成品保护，初步判断斜板老化的原因是长时间光照所致。

现场查看及抽样发现：最早灌水的A池斜板上浮情况明显好于最后灌水的C池，B池居中；斜板上部10cm范围轻掰即断裂，上部30cm韧性、弹性很差，而斜板下部大幅度弯折后依然未出现折痕，韧性、弹性良好。上述情况表明供方原始供货斜板质量可靠，斜板上部老化与光照存在直接关系，斜板老化的直接原因是施工单位未及时对安装后的斜板进行灌水成品保护。

4 处理方案

1）上部老化斜板能否照用。若斜板照用，运行过程中可能出现老化斜板破碎情况，掉落的板材碎片密度约0.91g/cm3，小于海水密度，板材碎片大部分将随上部出水进入下一处理单元，影响沉淀池出水水质，少量板材碎片可能随污泥沉入水底堵塞排泥阀，造成管理困难。故供方建议将斜板全部更换。

2）斜板上部老化部分能否截除。考虑斜板全部更换成本较高，现场提出将斜板上部老化部分截除的方案，此举可避免老化斜板后续破碎的风险。但截短后斜板长度约0.7m，接触面积变小，且设计斜板长度一般为1.0m～1.2m，沉淀效果缺乏工程实践参考，出水水质指标能否合格无法预估。如将上部老化斜板截除后，重新热熔焊接相应长度斜板，虽能节省材料，但工程量大，成本与斜板全部更换相差不大，且缺乏工程实践。故截除方案不可行。

3）最终处理方案。该核电厂海淡系统主要为后续3、4号机组提供用水，同时作为一期备用水源，海淡系统调试结束后到正式投用可能间隔几年。如将斜板全部更换，几年后系统正式投用时可能面临斜板再次老化需更换的状况。

综合考虑斜板沉淀池的优缺点，兼顾进度、成本等因素，经各方讨论，由施工单位对所有斜板进行冲洗试验，在一定的水压冲洗下，对出现破损的斜板进行更换，其余斜板照用，所有绑绳全部更换，斜板重新安装，最终更换斜板166m2。斜板重新安装后即进行了灌水保护，目前未再出现问题。

5 结论

斜板沉淀池所用斜板，在光照等情况下极易老化，在安装后应及时采取灌水或覆盖等成品保护措施，避免给工程造成损失。

参考文献

[1]黄胜.斜管沉淀池的原理、构造、设计参数及其应用[J].才智，2013（15）：213-214.

[2]全国造价工程师执业资格考试培训教材编审委员会.建设工程技术与计量（安装工程）[M].北京：中国计划出版社，2013.endprint