DCCH型澄清池最佳运行参数的确定

Posted 2023-01-13 澄清

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DCCH澄清池主要又称为泥渣分离接触型澄清池。它结合了传统的机械加速澄清池和泥渣悬浮式澄清池的特点。
1 设备结构和工艺流程
DCCH型澄清池由反应室及延长段、导流室、搅拌机和刮泥机、斜板及支架等组成，其结构如图1所示。

首先将加入混凝剂的来水进入反应室下部，由于搅拌机的提升作用，与部分回流的水混合后向上流动进入导流室，依次经过悬浮泥渣层、斜板，经集水槽汇集后流出，其中部分水又回流至反应室。由于该类型的澄清池是首次应用于实际生产，可借鉴的经验不多。经过一年多的摸索，基本掌握了该类型澄清池的运行规律。影响澄清池出力和出水水质的参数主要有混凝剂用量、搅拌机转速、温度、排泥量等。
2 工艺条件选择
2.1 混凝剂用量
在一定的运行条件和原水水质下，混凝剂用量的多少直接影响到澄清池的出水水质。我厂使用的混凝剂为聚合氯化铝(PAC)，PAC投加到水中后，水合铝络离子就会发生水解和缩聚反应，生成各种羟基铝离子，通过压缩双电层，降低ζ电位使胶粒脱稳〔1〕。因此混凝剂的用量必须足够多，以使ζ电位降低到0。用量少，反应不充分，不利于胶体的去除。在试运之前，通过小试确定的混凝剂用量为10mg/L，但实际运行表明该加药浓度较低，澄清池出水浊度及胶体硅含量偏高。澄清池出水中胶体硅的去除率与药剂用量的关系如图2所示。
由图2可见，澄清池出水中胶体硅的去除率随着混凝剂用量的增大而提高，但超过30mg/L后，再增大用量对胶体硅的去除作用并不明显。而且用量过大，有可能发生胶体或微粒的“再带电"现象，我们曾经有一段时间保持混凝剂用量在50～60mg/L，结果反应室内矾花碎小，沉降速度慢，直接影响到澄清池的出力。因此最终确定混凝剂用量为20～30mg/L。
在混凝反应过程中，水中有机物通过与混凝剂的络合、吸附和电荷中和作用可以被部分除掉〔3，4〕。由图2可见，澄清池出水的有机物去除率与药剂用量的大小并没有明显的相关性，去除率基本在40%～50%之间，这是由于水中有机物的成分比较复杂，相对分子质量大小、溶剂化程度不同，混凝反应只能除去水中类似胶体形态存在的有机物，对溶解性的有机物无能为力。加氯量也是影响有机物去除率的一个重要因素。
2.2 搅拌机转速
对澄清池出水效果影响最大的是导流室和反应室内的水力条件，因为流动水体的水力作用对加速颗粒絮凝起主导作用，其决定因素为搅拌机的转速〔2〕。搅拌机的转速对失稳胶体颗粒絮凝形成较大矾花的影响是双方面的。增加搅拌转速，可以增加回流比，增大反应室细小颗粒的浓度；加大搅拌所产生的速度梯度，还可以增加颗粒碰撞次数，这些均有利于混凝反应的进行。但搅拌速度并不是越大越好，搅拌速度增加，在一定的出力下，反应室内水的流动速度和紊流程度相应增加，絮凝体所受到的剪切力随即增大。絮凝体，特别是大块的絮凝体，其机械强度较低，抗剪切力小，而有可能被重新打碎，影响絮凝效果。
在澄清池调试过程中，我们控制加药量、澄清池出力基本不变，通过变频器改变搅拌机转速，在搅拌速度<3r/min时，反应室内泥渣浓度低，形成的矾花细小，沉降性能差。随着搅拌机转速的提高，回流比增大，反应室内形成的矾花变大，沉降速度逐步提高，当转速超过6r/min时，再增加转速沉降比基本不变。但当转速超过8r/min时，反应室内的矾花开始变得细小，而且水流的旋转对澄清池内各部分的扰动增加，清水区，尤其是靠近池壁周围出水中携带细小矾花增多，出水水质变差。为此，将转速确定为4～7r/min，对应的变频器频率为20～35Hz。
2.3 温度
温度既影响混凝反应的速度，又会影响颗粒的沉降速度，水温控制在20℃左右混凝及澄清效果较好〔1〕。我厂地处黄河以北，冬季水温较低，最低可达5℃左右，因此必须对来水加热。对于DCCH型澄清池，其对进水温度的变化是比较敏感的，如果进水温度波动较大，特别是水温升高时，就会因为高温水和低温水间密度的差别而产生对流现象导致局部流速过快，使矾花上浮，影响出水水质。因此，该类型澄清池冬季运行的关键是要控制进水温度的变化速率及变化范围，温升不应超过3℃/min。在温度自动控制系统投运前，常常因为蒸汽压力变化而?a href='http://www.baiven.com/baike/222/318972.html' target='_blank' style='color:#136ec2'>钩吻宄亟露缺浠煸斐伞胺?，温度自动控制系统调试完后，能根据加热器出水温度自动调节加热蒸汽进口阀门开度，使澄清池进水温度基本恒定，取得了较好的效果。
2.4 排泥量的调整
根据设计思路，在分离区下部形成一定高度的活性泥渣层，造就足够有效的绒毛状滤层，它的相对密度和透水性十分有利于非溶有机物和胶体物等细微分散物的吸附、阻滞、聚合、截留。对即使已经聚合反应，但仍处于细小、分散的有机物或胶体物，可以被阻滞、截留下来。
为了保持澄清池中泥渣的平衡，以期形成稳定的悬浮泥渣层，必须定期从澄清池中排除一部分泥渣。排泥量要适度掌握，如果排出量不够，则会出现分离区中泥渣层逐渐升高甚至到斜板以上，流量稍有波动就会使矾花上升，出水变浑。如果排泥量过多，会使反应区浓度过低，影响混凝效果，也会影响到悬浮泥渣层的形成。
由于在回流比一定的情况下，反应室中泥渣的浓度间接反映了澄清池底部泥渣的浓度，而且反应室中泥渣浓度测量方便，经过摸索，我们选择以反应室中5min的沉降比作为控制排泥的指标，在沉降比<40%时，反应室浓度较低，出水水质变差；当沉降比>60%时，开始一段时间水质没有明显变化，但运行5h左右，泥渣层高度明显升高，在斜板处可观察到泥渣层。因此，当沉降比>60%时排泥，控制排泥量不使沉降比<40%。
2.5 其他注意事项
(1)要注意澄清池的杀菌灭藻工作。由于澄清池利用透明塑料板做池顶，阳光充足，加上水温一直保持在20℃左右，非常适宜藻类、细菌等微生物生长。在试运初期，没有采取任何杀菌灭藻措施，结果由于藻类、细菌的生长而使出水颜色明显变绿，导致污染指数>5而使反渗透无法正常投运。我们采取固体氯锭作为杀生剂，取得了明显的效果。保持澄清池出水余氯质量浓度在0.3mg/L左右就可以保持良好的杀生作用，能很好的抑制微生物的滋生。
(2)注意选择正确的助凝剂加药点。我们选用的助凝剂为高分子絮凝剂，通过其架桥作用使细小的矾花变大而增强沉降性能。原设计中加药点在导流室内侧，不利于混合，利用率不高。后来改在反应室出口处，在此处水的流速较快，助凝剂与水混合充分，混合后迅速流到导流室，由于流通面积扩大，流速降低，有利于矾花的长大，也不会因为水的扰动过大而将矾花打碎，这样既保证了混合均匀，又符合絮凝反应过程的要求。
3 结论
经一年多的实际运行表明，通过对上述各个指标的优化调整，澄清池的出水水质较好，出水浊度在线检测一般在0.2NTU以下，保证了SDI的合格和反渗透的正常运行，也减少了过滤器的反洗次数，节省了自用水量。