摘要：本文介绍了机械搅拌澄清池在混凝处理运行方式下的优化调节措施，针对性地对城市中水处理系统稳定运行进行了总结，对某电厂机械搅拌澄清池大流量稳定运行进行了经验介绍。
关键词：机械搅拌澄清池；中水；混凝处理；石灰处理；运行优化
1前言
某电厂生产水源采用城市中水，在厂区设置一套中水深度处理系统，在机械搅拌澄清池同时进行混凝处理和石灰处理，处理流程为：中水升压泵→（加杀菌剂）→缓冲水池→原水提升泵一机械搅拌加速澄清池（含加混凝剂、助凝剂、石灰加药系统、污泥浓缩及脱水系统）→加酸、加氯→变孔隙滤池→工业消防水池、清水池和冷却塔塔池。因此原水预处理系统运行正常与否成为制约化学制水系统安全稳定运行的关键因素，本文重点分析机械搅拌澄清池运行情况，并结合实际优化调整措施，得出机械搅拌澄清池优化方案。
2影响机械搅拌澄清池运行的主要因素
机械搅拌澄清池是一种泥渣循环型澄清池，池体由第一反应室，第二反应室和分离室三部分组成，池中心设有搅拌装置。混凝剂一般加在进水管中，察凝剂加在第一反应室。
2.1影响混凝澄清处理的主要因素
混凝处理的目的是除去水中的悬浮物，同时使水中胶体、硅化合物及有机物的含量有所降低，通常以出水的浊度来评价混凝处理的效果。混凝澄清处理包括了药剂与水的混合、混凝剂的水解、羟基桥联、吸附、电性中和、架桥、凝聚及絮凝物的沉降分离等一系列过程，因此混凝处理的效果受到许多因素的影响，其中影响较大的有水温、pH值、碱度、混凝剂剂量、接触介质和水的浊度等。
2.1.1水温
水温对混凝处理效果有明显影响。因高价金属盐类的混凝剂，其水解反应是吸热反应，水温低时，混凝剂水解比较困难，不利于胶体的脱稳，所形成的絮凝物结构疏松，含水量多，颗粒细小。另外水温低时，水的黏度大，水流剪切力大，絮凝物不易长大，沉降速度慢。相比之下，铁盐混凝剂受温度的影响较小，针对低温水处理效果较好。
2.1.2水的pH值和碱度
混凝剂的水解过程是一个不断放出H十离子的过程，会改变水的pH值和碱度。反过来，原水的pH值和碱度直接影响到混凝剂不同形态的水解中间产物，从而影响絮凝反应的效果。
2.1.3接触介质
进行混凝处理或混凝+石灰沉淀处理时，如果在水中保持一定数量的泥渣层，可明显提高混凝处理的效果。泥渣层就是混凝澄清处理过程中生成的絮凝物，它可提供巨大的表面积，通过吸附、催化及结晶核心等作用，提高混凝处理的效果。
2.1.4水的浊度
原水浊度小于50FTU时，浊度越低越难处理。原水浊度小于20FTU时，为了保证混凝效果，迪常采用加入粘土增浊、泥渣循环、加入絮凝剂助凝等方法。
2.1.5混凝剂剂量
混凝剂剂量是影响混凝效果的重要因素，当加药量不足，尚未起到使胶体脱稳、凝聚的作用时出水浊度较高；当加药量过大，会生成大量难溶的氢氧化物絮状沉淀，通过吸附、网捕等作用，会使出水浊度大大降低，但经济性不好。对于不同的原水水质，需通过烧杯试验确定最佳混凝剂剂量。
2.1.6 水力条件
水和混凝剂的混合以及细小絮凝体的形成和长大需要一定的水力条件。搅拌速度应由快转慢，因混凝剂在水中水解和形成胶体的速度非常快，但絮凝物在形成和长大时搅拌速度就不宜过快。
2.2影响石灰软化处理的主要因素
沉淀软化处理的方法是将水中的钙、镁离子转化为难溶于水的化合物沉淀析出，达到降低水的硬度的目的。通常采用的是加石灰将钙和镁离子分别化合成难溶解的碳酸钙和氢氧化镁沉淀析出。石灰软化沉淀处理的作用主要是除去水中的钙镁重碳酸盐硬度，处理的结果是水中的碱度和硬度都有所下降。
2.2.1提高石灰处理效果的方法
为提高石灰处理过程的处理效果，除投加必须的石灰剂量保证上述各反应进行外，还应组织好难溶化合物的沉淀过程。因此，在水处理工艺流程中，常采用以下两种措施：一是利用先前析出的沉淀物（泥渣）作为接触介质；二是在石灰处理的同时，进行混凝处理。
根据生水水质特点和水处理工艺的要求，投加不同剂量的石灰，可得到性质不同的沉淀物。当生水中的硬度主要是重碳酸钙或由于工艺上不要求沉淀出Mg（OH）2时，石灰处理形成的沉淀物主要是CaC03。它的特征是致密，比重大，呈椭圆形颗粒状，因而沉淀速度较高。当生水中有镁的碳酸盐硬度且量也较大时，这时为降低水的碱度和残留硬度，有必要增大石灰剂量，使水中碳酸盐硬度同时以CaC03和Mg（OH）2沉淀析出，Mg（OH）2沉淀物的特征是结构疏松，常包含有水分，相对密度小于 CaC03，呈絮状。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆石灰处理要取得深度软化的效果，必须控制以下几个条件：
1提高水温有利于降低水的残留硬度和碱度，这是因为温度升高，促使沉淀物结晶过程进行得更完全，形成的结晶更致密，这在一定程度上可以降低溶液的过饱和程度；第二，水温升高，水的粘度降低，有利于沉淀物从水中分离出来和增大沉淀速度；第三，温度升高，化学反应速度加快。在水处理工艺过程中，石灰处理的水温一般控制在20-25℃。
2 石灰剂量为了使石灰沉淀处理过程进行的完全，特别是需除去水中镁的碳酸盐硬度时，必须投加一定过剩的石灰剂量。实验表明，在石灰处理过程中，存在最佳石灰剂量。
3 机械搅拌澄清池运行异常分析及调整措施
澄清池在实际运行中，往往受到多种因素影响，需要遵照以上经典理论结合现场运行工况进行动态调整，以保证澄清池出水水质合格，现场实际常见异常情况及处理措施简述如下：
3.1低浊度、高碱度原水进行混凝处理，澄清池出水水质差
原因：低浊度原水生产絮凝体细小，混凝效果较差。
处理措施：原水同时进行混凝处理和石灰处理，石灰处理按照氢氧根规范方式进行。
3.2分离室分离效果差，澄清池大流量运行时“翻池”
原因：澄清池在分离室设置的斜管（内切圆直径中60mm，壁厚1.5mm，倾斜角60，材质：共聚乙烯）内部污泥淤积，影响分离效果。
处理措施：定期清理斜管，保证分离流道畅通，提高沉淀效率。
3.3澄清池出水pH波动大
原因：1消石灰品质不良，石灰乳溶液pH变化大；2 石灰加药系统堵塞，加药不流畅；
3澄清池进水水质波动大（碱度、硬度变化大）.
处理措施：1 加强入厂消石灰品质检测力度，确保高品质消石灰入仓；2 优化石灰加药系统运行方式，定期冲洗，清理加药管道；3 定期分析监测原水水质，掌握原水水质变化趋势，及时优化调整混凝剂和消石灰加约量，确保混凝（石灰）处理效果。
3.4澄清池机械部件故障，刮泥机“停摆”故障频
原因：1 澄清池排泥不够，底部泥渣层太厚；2 刮泥机提升高度不够；3 澄清池底部泥渣层形成死泥硬化，卡涩刮泥机。
处理措施：1 优化澄清池排泥方式，加强排泥；2 定期提升刮泥机高度，防止刮泥机负荷过载；3 澄清池短期备用前加大排泥量，长期备用时作排空处理。
3.5澄清池排泥不畅，底部污泥淤积。
原因：1 澄清池设计出力大，直径长达29m，池底坡度平缓易造成污泥淤积；2 澄清池内氢氧化钙和碳酸钙乳浊液搅拌力度不足容易沉积。
处理措施：1 澄清池定期倒换运行（半年一次），定期排水进行池底清淤；2 加强设备维护，确保刮泥机不间断运行。
4结论
某电厂自机组投运以来，一直采用城市中水作为生产主水源，中水深度处理再利用成效显著，通过现场的设备整治和运行优化调整，机械搅拌澄清池大流量进行混凝（石灰）处理取得突破，单台机械搅拌澄清池正常出力能够达到1500m3/小时以上，并在运行过程中成功回收“消纳"脱硫废水，全厂化学制水系统安全稳定运行，原水预处理系统优化调整经验总结如下：
1）采用混凝（石灰）处理方式进行中水深度处理是完全可行的，特别针对低浊度，高碱度，高硬度类型的城市中水，混凝处理和石灰处理同时进行，效果更佳。
2）采用混凝方式进行中水预处理，混凝剂最好选用铁盐，以保证有机物去除效果，石灰处理方式采用“氢氧根”规范，尽可能去除原水中的碳酸氢盐，以满足后端制水设备水质要求。
3）石灰加药系统容易发生石灰沉积或堵塞现象，实际运行过程中必须使用高品质消石灰，强化系统设备检修维护，优化运行方式，保证石灰乳溶液连续投加。
4）澄清池运行过程中必须严格执行操作规范，合理控制排泥次数和排泥量，实践证明，对我厂大型澄清池而言，在混凝（石灰）处理方式下运行，排泥正常与否是影响澄清池长周期运行的最重要因素。
5）大型澄清池运行过程中，必须严格执行定期倒换工作，定期排空进行全池清淤，全面清理分离区斜管，确保设备可靠备用。
参考文献：
[1]刘海虹.大型火电机组运行维护培训教材.化学分册.中国电力出版社，2010：47-51.
[2]刘海虹.大型火电机组运行维护培训教材.化学分册.中国电力出版社，2010：54.
[3]河南省电力公司编.火电工程调试技术手册.化学卷.中国电力出版社，2004：8-11.
论文作者:刘国华
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
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