斜管沉淀池具有占地少、造價(jià)低、沉淀效率高等特點(diǎn),被中小型水廠(chǎng)廣泛使用。但由于其自身結構的局限性,在運行中常存在一些問(wèn)題,如礬花上浮、積泥堵塞、紅蟲(chóng)爆發(fā)等。
一、斜管沉淀池積泥問(wèn)題
(一)積泥現象形成原因
1、原水的變化引起沉淀物增多
造成進(jìn)廠(chǎng)的原水濁度增高;另外由于近幾年原水水質(zhì)不斷惡化,除不斷更換凈水劑外,投藥量也有所增大,從而造成沉淀物增多。
2、吸泥機吸泥口不規范,吸泥效率低,距沉淀池底的距離偏大
吸程達不到底部,排泥效果較差,從而使斜管沉淀池底部大量積泥。如果吸泥口長(cháng)而窄(V形梯形),會(huì )導致泥水水流不暢,易堵塞,吸泥效果較差。
3、存在刮泥死角
和其他刮泥設備一樣, 排泥機吸泥口距沉淀池邊墻存在一段距離。由于構筑物結構和設備等因素的影響, 吸泥口到不了墻邊,從而造成刮泥死角,使沉淀池兩端積泥較多。
4、運行方式不盡合理
沒(méi)有根據實(shí)際運行情況進(jìn)行科學(xué)調整。
(二)積泥問(wèn)題解決措施
1、降低并更換吸泥口
出現沉淀池池底平均積泥厚度過(guò)大現象,常常是因為排泥機吸泥口距沉淀池底距離過(guò)遠,吸程不能達到底部導致的。因此,可根據實(shí)際情況將吸泥口高度降至距沉淀池底部較近的位置。
如某水廠(chǎng)原排泥機吸泥口距沉淀池底部達40 cm,,造成池底平均積泥厚度為70~80cm,后經(jīng)過(guò)改造將吸泥口高度降至距沉淀池底部15 cm,積泥現象有所控制。
可參考《給水排水設計手冊》中的《排泥機械部分》,對吸泥口進(jìn)行制作更換,使其呈長(cháng)形扁口形狀,然后變截面圓滑過(guò)渡到圓管形截面, 提高吸泥口吸泥效率。
2、加固排泥機并延長(cháng)其行程
一方面,加固排泥機行架,更換排泥機軌道和輪子材料,改善排泥機性能。另一方面,改造延長(cháng)軌道,使排泥機行程延長(cháng),從而讓吸泥機運行至端部時(shí),吸泥口更靠近內構造柱基礎邊緣。
3、在斜管沉淀池南北兩端增設斜墻
由于沉淀池端部有構造柱、構造墩及排泥機底架結構的影響,排泥機吸泥口到不了沉淀池端部邊沿,使得該處的泥無(wú)法排除。
為解決這一問(wèn)題, 一些水廠(chǎng)在沉淀池端部吸泥口刮不到的部位增設帶孔的高壓水管,使泥不至于積厚。
但這種方法要求水壓必須穩定,要控制在等強度等射流長(cháng)的狀態(tài),且水壓要適當。由于其在水下,不便觀(guān)察;而且沖水強度不易控制,強度低了達不到預期效果,高了又會(huì )泛起污泥。
因此,在實(shí)際改造中常采取在斜管沉淀池南北兩端增設斜墻這一方法。
在沉淀池端部增設斜坡,積到斜墻上的污泥靠重力劃到坡角,用吸泥機排走。同時(shí),為了泥能順利滑下,可考慮在斜坡上設光滑的塑料模板。
4、改造排泥機工藝管道
虹吸管排泥,啟動(dòng)時(shí)用真空泵抽真空形成虹吸,在此基礎上增設潛水泵充水, 形成虹吸系統。其作用有二:一是與真空泵互為備用,并防止在冬季真空泵啟動(dòng)不了的現象;二是利用潛水泵對虹吸管道進(jìn)行反沖,防止虹吸管道或吸泥口堵塞,改變原管道水流只有一種流向的缺點(diǎn)。
5、增設時(shí)間繼電器控制裝置
有不少排泥機都設計為運行到沉淀池端部由行程開(kāi)關(guān)轉向,從而在沉淀池端部沒(méi)有停留時(shí)間,端部排泥工作時(shí)間與中間相比只有一半。
因此,出現沉淀池兩端積泥問(wèn)題時(shí),可在排泥機控制部分增設時(shí)間繼電器控制裝置,根據實(shí)際排泥濁度測定,使排泥機到達終點(diǎn)時(shí)靜止一段時(shí)間再轉向, 排泥機在沉淀池端部有充分的排泥時(shí)間。
二、沉淀池絮凝體上浮問(wèn)題
(一)絮凝體上浮成因
1、原水藻類(lèi)含量較高
藻類(lèi)代謝產(chǎn)生的有機物對絮凝和過(guò)濾有影響,這是因為有機物中的酸性物質(zhì)與會(huì )與混凝劑(鐵鹽或鋁鹽)的水解產(chǎn)物發(fā)生反應,生成的表面絡(luò )合物附著(zhù)在絮體顆粒表面,阻礙了顆粒相互碰撞。若在冬季或其他不適合藻類(lèi)生長(cháng)的條件下,絮凝體依然上浮,則該因素可以排除。
2、排泥不當或設備出現問(wèn)題
斜管沉淀池在運行過(guò)程當中由于沒(méi)有及時(shí)排泥或者排泥不夠充分,都會(huì )致使整個(gè)沉淀池礬花高于可承受限值。同時(shí),如果水廠(chǎng)在實(shí)際運行中發(fā)生刮泥機故障,停止運行,此段時(shí)間礬花上浮現象極為明顯。
3、混凝劑投加量難控制
一般來(lái)說(shuō),原水中含有的膠體物質(zhì)很難自然沉降。向原水中投加混凝劑就是為了使膠體物質(zhì)脫穩,進(jìn)而形成較大的絮體,使之能夠自然沉降,以利于后續處理。
但如果現場(chǎng)作業(yè)人員不能根據進(jìn)水的水質(zhì)情況及時(shí)調整混凝劑的投加量,反而會(huì )導致混凝反應不充分,形成的絮體難以下沉,沉淀效果不理想。主要表現為2個(gè)方面:
隨著(zhù)混凝劑的投加, 壓縮了水中顆粒表面的雙電層,使顆粒物發(fā)生有效碰撞并長(cháng)大,而后與氣泡相互粘附上浮;
當投加量過(guò)低時(shí)混凝劑不能有效地壓縮顆粒物 雙電層和影響絮體的長(cháng)大過(guò)程, 微絮體與氣泡的碰撞 粘附效率低,從而不能與氣泡很好地粘附后上浮。
4、水力負荷過(guò)大
當顆粒沉降速度與水流上升流速相等時(shí),斜管中會(huì )出現肉眼可見(jiàn)的清濁分界面,分界面下部是處于沉淀狀態(tài)的懸浮區。懸浮區域內的絮體與上升水流接觸,就會(huì )不斷攔截水中的細小顆粒,直至形成大而重的絮體并依靠重力完成沉降。
如果用水量增大,水廠(chǎng)往往超負荷運行,斜管沉淀池中的流速也會(huì )相應增大。絮體就難以在斜管內很好的完成沉降,很容易被帶到清水區并沉積于斜管上部。
5、原水濁度影響
原水濁度較高時(shí),形成的絮體粗大、密實(shí),氣泡在絮體表面的粘附量有限,所需的混凝劑投加量較大,很難將絮體浮起。
濁度較低時(shí),水中的膠體物質(zhì)較少,顆粒之間相互碰撞的機會(huì )就少,絮凝的機會(huì )也相應減少,所以低濁度的原水,混凝效果較差。這種情況下,混凝劑的投加量不能太少。
值得一提的是,這些上浮的絮體表面和內部孔隙處常粘附有大量微氣泡。這些氣泡的成因主要為以下3點(diǎn):
池底沉泥厭氧發(fā)酵。沉淀池的穿孔排泥管排泥不徹底,導致積泥區沉泥聚集板結,時(shí)間一長(cháng)厭氧發(fā)酵,產(chǎn)生甲烷、二氧化碳及少量的硫化氫等氣體。
藻類(lèi)作用。藻類(lèi)呼吸、光合作用強烈,可觀(guān)測到產(chǎn)氣現象。
水泵及管路系統漏氣。具體表現為泵體本身漏氣、水泵吸水管喇叭口進(jìn)氣、水泵吸水管漏氣。
(二)絮凝體上浮應對措施
1、合理調整排泥時(shí)間
在沉淀池出水側沿池長(cháng)加置一條集泥槽,槽中置有穿孔吸泥管,穿孔排泥管與刮泥機聯(lián)動(dòng),當刮泥板將泥刮至集泥槽邊緣時(shí),大量污泥涌入集泥槽,開(kāi)啟排泥閥,將稀釋的泥水抽吸輸送至池外排泥渠。根據原水水質(zhì)、沉淀池出水水質(zhì)情況,調整排泥時(shí)間。
2、針對低濁度水,采取投加粘土的辦法解決
向原水中投加粘土可以增大水中的顆粒濃度,增加顆粒間相互碰撞的機會(huì ),從而提高混凝效果。該辦法在不投入大量人力的前提下是可行的,也可考慮用計量泵投加PAM等助凝劑。
3、控制混凝劑投加量
在上述原因分析中已經(jīng)提及控制混凝劑的投量可以有效抑制絮體上浮。絮體上浮的現象一般都發(fā)生于原水低濁期間。
因此,為防止溶入大量氣體的原水直接進(jìn)入濾池過(guò)濾發(fā)生“氣阻”現象,可以根據實(shí)際情況控制混凝劑的投量采取經(jīng)反應池微絮凝后直接過(guò)濾的處理方法,或者采用原水經(jīng)反應沉淀池曝氣后在濾前加藥直接過(guò)濾的處理方法。
同時(shí),也可采用SCD控制投藥。SCD(流動(dòng)電流檢測器)是直接測量混凝劑投加效果及調節混凝劑投加量的在線(xiàn)儀表,可以從檢測出的流動(dòng)電流值與設計給定值比較得知混凝劑投加量的多少,通過(guò)數學(xué)模型計算分析,調整投藥裝置的運行工況,及時(shí)改變混凝劑的投加量,取得理想的混凝效果。
4、針對水力負荷過(guò)高,實(shí)行分池處理
滿(mǎn)負荷運行時(shí),打開(kāi)兩池之間的聯(lián)通閥以平衡兩池的進(jìn)水量,盡可能使兩池在各自的處理能力范圍內工作,避免超負荷運行;同時(shí)調度部門(mén)統籌安排進(jìn)水量,減少了進(jìn)水量的大幅度變化,保障了沉淀池出水穩定。
5、異向流斜管沉淀池
受原水濁度、藻類(lèi)和有機物含量濃度變化影響。可考慮將原有的斜管沉淀池改造成異向流斜管浮沉池,濁度高時(shí)用斜管沉淀,濁度低時(shí)用氣浮。
(三)斜管沉淀池紅蟲(chóng)滋生問(wèn)題
沉淀池是紅蟲(chóng)爆發(fā)的主要處理單元,特別是斜管沉淀池。
1、紅蟲(chóng)產(chǎn)生的原因
斜板/斜管表面粗糙,易于沉積礬花淤泥,因而紅蟲(chóng)幼蟲(chóng)可以在斜板/斜管上及沉淀池的池底利用絮凝體、泥土等筑巢,以水中的藻類(lèi)、有機物為食,羽化為成蟲(chóng)并在沉淀池池壁上產(chǎn)卵。孵化成幼蟲(chóng)后,一些幼蟲(chóng)沉入池底生長(cháng),一些則隨水流進(jìn)入濾池。
通過(guò)觀(guān)察沉淀池底泥,紅蟲(chóng)成因主要體現在2個(gè)方面:
外源性:水有機污染嚴重,出現富營(yíng)養化,藻類(lèi)大量繁殖,為其孳生創(chuàng )造條件大量紅蟲(chóng)幼蟲(chóng)會(huì )隨著(zhù)水流一同進(jìn)入水處理系統。
內源性:紅蟲(chóng)幼蟲(chóng)在構筑物內越冬并繁殖,導致其在構筑物內持續世代繁殖并呈指數增長(cháng)規律。
2、控制紅蟲(chóng)的措施
1.物理法,作為輔助手段使用
利用噴霧控制法,在沉淀池上加裝噴霧裝置,隔斷紅蟲(chóng)產(chǎn)卵途徑,迫使羽化后的成蟲(chóng)因翅膀打濕而無(wú)法飛起、交配。
紫外線(xiàn)法通過(guò)作用于核酸和蛋白質(zhì),來(lái)控紅蟲(chóng)幼蟲(chóng),該方法設備簡(jiǎn)單、效果好、運行費用低但對水質(zhì)要求高,濁度越高,效果越差。
2.化學(xué)藥劑來(lái)殺滅紅蟲(chóng)
常用的消毒劑如液氮、二氧化氯、過(guò)氧化氫、臭氧、次氯酸鈉、高錳酸鉀、石灰水等,只要保證在一定的投加量以上,都能在較短時(shí)間內殺滅幼蟲(chóng)。
其中,二氧化氯是一種較為理想的藥劑,其殺蟲(chóng)能力最強,設備相對簡(jiǎn)單、并且不形成三氯甲烷等致有害消毒副產(chǎn)物。
同時(shí),經(jīng)實(shí)踐證明,若采用一定濃度的液氯浸泡沉淀池,可以長(cháng)時(shí)間抑制搖蚊幼蟲(chóng)的發(fā)生與孳生,但由于液氯浸泡時(shí)間達24小時(shí),會(huì )影響水廠(chǎng)正常出水。
因此,這種方法可在紅蟲(chóng)大規模爆發(fā)的時(shí)候采用。