斜管脈沖澄清池的運行與管理論文
脈沖澄清池是一種懸浮泥渣型的澄清池，利用脈沖配水方法，自動調節懸浮層泥渣濃度的分布，進水按一定周期充水和放水，使懸浮層泥渣交替地膨脹和收縮，增加原水顆粒與泥渣的碰撞接觸機會，從而提高澄清效果。在分離區增設斜管，出水水質和產水量更可進一步提高。廣州城郊某水廠就選用了法國得利滿公司設計的斜管脈沖澄清池，設計生產能力單個 5萬 m3/ 日 , 該池型經十多年的運行，其效果理想，出水水質穩定，出水濁度一般在1NTU 以下 , 全年平均為 0.79NTU。
1. 斜管脈沖澄清池的基本結構
斜管脈沖澄清池主要是由進水總管、真空室、配水槽、穿孔配水管、斜管、真空設備、泥斗、集泥斗、排泥管、集水槽、出水渠等組成。
2. 斜管脈沖澄清池的基本工作原理
該反應池為污泥層式澄清池，配備斜管以強化澄清效果。此外，如果在投加粉末活性炭的情況下，脈沖澄清池非常適用于濁度和有機物的去除。斜管脈沖澄清池分為 4 個主要部分 ：真空室、污泥層區間、澄清水區間、污泥濃縮單元。
2.1真空室
加藥混合后的源水從進水管進入真空室底部，經四條配水渠分配到 44 條穿孔配水管再均勻分配到池的底部，經穩流板穩流后向上流，經過懸浮泥渣層，再經過斜管層進入清水區，通過集水槽匯到出水渠出水。在真空室頂層通過真空設備抽真空，隨著真空逐漸形成，真空室內水位不斷上升，使懸浮層泥渣膨脹;當水位到達真空室的預設高水位時，浮球開關動作打開空氣閥門，破壞真空室真空，導致真空室水位下降，向澄清池放水，使懸浮層泥渣收縮。而當真空室內水位下降到設置的低水位點時，同樣引起浮球開關動作，自動關閉空氣閥，真空泵再次使真空室形成真空，真空室內水位隨之上升。如此周期性不斷循環，將持續進入的原水變成按一定比例充放，按周期性持續地進行，懸浮層泥渣在進水“脈沖”作用下有規律地膨脹收縮，上下運動，增加原水顆粒與泥渣的碰撞接觸機會，從而提高澄清效果，獲得良好的凈水效果。
2.2污泥層區間
上向顆粒流將凝聚集結，在池底部形成污泥層。水流穿過污泥層，防止其板結并保持其處于蓬松狀態。水流必須濾過密實集結的污泥層后到達其表面的收集系統，絮凝顆粒則被凝聚在污泥層內形成礬花。污泥層的厚度受臨近污泥濃縮區隔墻高度的限制。過剩污泥則通過濃縮區隔墻頂部溢流。在濃縮區內部不存在上升流速，污泥在槽內濃縮后排放。
2.3 澄清水區間
經過污泥層的澄清水流過安裝在澄清池上部的斜管沉淀區。斜管覆蓋澄清池的整個沉淀表面，包括污泥濃縮單元。該區用于捕捉沒有被污泥層截留的殘留固體。穿孔收集管或堰式收集水槽安裝在斜管沉淀區的上方，用于收集澄清水，并將其排入澄清水收集渠。澄清水隨后靠重力流入下一處理單元。
2.4 污泥濃縮單元
池子余下部分還包括幾個大泥斗，用作污泥濃縮器。剩余污泥通過隔墻溢流進入這些泥斗，由裝有自動閥的管道間斷性地將濃縮污泥從泥斗內排出。濃縮池排放污泥在計時器或進水流量累積值通過PLC 控制下有規律的自動進行。該計時器設定間歇排泥的時間間隔和每次排泥的持續時間。排泥頻率根據原水流量進行調整。
3. 斜管脈沖澄清池的日常運行管理
3.1 初次運行
(1)在運行前先用原水在化驗室做燒懷沉降試驗，測定最佳投礬量。
(2)調整進水量到設計流量，記錄充水和放水時間、高低水位差以及孔口最大自由水頭等。
(3)在懸浮層未形成之前，需要適當加大投藥量(通常多加 30% 至 50%)，以促進懸浮層形成(一般需要 4 ～ 8h)，待懸浮層形成后逐步減小到正常加礬量。
(4)測定懸浮層 5min 沉降比，用來指導加礬和排泥。
3.2 正常運行
(1)每小時測定懸浮層 5min 沉降比和出水濁度( 有條件的最好安裝在線濁度儀 )，確定增減礬量和控制排泥。運行時水量不應突變，增加水量以不超過 20% 為限，并提前增加礬量。
(2)最好連續運行，如果需要間歇運行時，停池前應先將泥渣濃縮室泥渣排泄，以防止停池后泥渣結硬造成排泥困難。如停池超過 3d，最好將池體存泥放空，以免泥渣變質，影響下次運行水質。
3.3“翻渾”處理
由于原水水質變化，加礬不夠或斷礬，長時間不排泥(泥渣濃縮室積滿泥)，充放比例失調，排氣不暢，空氣竄入懸浮層把泥渣帶到清水層等，都會引起脈沖澄清池“翻渾”此時應該迅速查明原因，及時采取相應措施，如迅速排泥、增加礬量、減少水量，以及調整充放時間等措施。
4. 斜管脈沖澄清池的運行管理及應注意的問題
該水廠脈沖澄清池的真空系統和排泥系統的控制均由 PLC 自動控制
(1)空池運行啟動時，進水量可控制為設計水量的 1/2 ～ 1/3(用較小的上升流速)及較大的混凝藥劑投量(為正常量的120%～130%)，原水濁度低時(小于 40NTU)可適當投加黏土，以促進泥渣的形成。待懸浮層已形成后 ( 出水濁度小于 5NTU), 這時可將水量逐步加大到設計值，然后降低投藥量至正常值。
(2)懸浮澄清池一般不宜間歇運轉 , 長時間停運前必須要把泥斗內的泥渣排干凈 , 長時間停運后重新啟動，在開始幾分鐘宜高負荷運行 ( 進水量為設計水量的 150% ～ 200%)，即以較大的上升流速沖動壓實的泥渣層。當懸浮層達到設計高度后暫停進水，待其下沉至距離進口 0.75 ～ 0.85m 時，便以正常流量投入運行，一般在池容積水量換一次后可出清水。開始調試階段的水，出水非常混濁，可以回收或排人下水道。
5 . 斜管脈沖澄清池日常運行存在的問題與對策
(1)正常運行時進水量不宜過小(應不小 1/2 設計流量)，如果進水量過小(流速太慢)配水渠和配水管易積泥，時間長久后會出現配水渠和配水管倒塞造成配水不均勻，影響出水效果。
(2)如果出現出水效果不佳，確認不是加藥問題所至，很可能是配水渠或配水管倒塞(配水管的配水孔極易被垃圾倒塞)，應停池放空檢查配水渠和配水管。如果確認配水渠或配水管倒塞，應用高壓水沖洗沖。
(3)斜管脈沖澄清池出現“跑礬”現象，可能是 a：短時間流量增加過大或進水流遠大于設計流量(超設計 20% 以上);b: 加藥量過大 ;c ：泥斗積泥過多。應逐一檢查排除。
6. 結束語
通過廣州城郊某水廠斜管脈沖澄清池的運行，可見優化運行后的斜管脈沖澄清池具有出色的絮凝反應能力。混凝劑與原水在特定的區域內高效混合。在進入真空室的原水管中以及介于緩沖板和澄清池底板的區域內，通過正在形成的礬花和已經形成的污泥層接觸，以增強絮凝效果。在廣東較少水廠采用該種池型，但經過我廠十多年的運行，認為該種池型管理維護并不復雜，故障率低，出水水質良好穩定，效果非常理想。
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