斜管脉冲澄清池的运行与管理

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摘要：斜管脉冲澄清池具有出色的絮凝反应能力，池型适应能力强、操作灵活、维护工作简捷、可靠性高，已经在世界范围内得到了很好的应用和发展。文章结合广州城郊某水厂选用斜管脉冲澄清池的运行与管理过行了阐述。

关键词：水厂；脉冲澄清池；运行；管理

脉冲澄清池是一种悬浮泥渣型的澄清池，利用脉冲配水方法，自动调节悬浮层泥渣浓度的分布，进水按一定周期充水和放水，使悬浮层泥渣交替地膨胀和收缩，增加原水颗粒与泥渣的碰撞接触机会，从而提高澄清效果。在分离区增设斜管，出水水质和产水量更可进一步提高。广州城郊某水厂就选用了法国德利满公司设计斜管脉冲澄清池，设计生产能力单个5万m3/日，该池型经十多年的运行，其效果理想，出水水质稳定，出水浊度一般在1NTU以下，全年平均为0.79NTU。

1 斜管脉冲澄清池的基本结构

斜管脉冲澄清池主要是由进水总管、真空室、配水槽、穿孔配水管、斜管、真空设备、泥斗、集泥斗、排泥管、集水槽、出水渠等组成。斜管脉冲澄清池的基本结构如图1所示。

图1 斜管脉冲澄清池的基本结构

2 斜管脉冲澄清池的基本工作原理

该反应池为污泥层式澄清池，配备斜板以强化澄清效果。此外，如果在投加粉末活性炭的情况下，脉冲澄清池非常适用于浊度和有机物的去除。斜管脉冲澄清池分为4 个主要部分：真空室、污泥层区间、澄清水区间、污泥浓缩单元如图2所示。

图2 斜管脉冲澄清池示意图

2.1 真空室

加药混合后的源水从进水管进入真空室底部，经四条配水渠分配到44条穿孔配水管再均匀分配到池的底部，经稳流板稳流后向上流，经过悬浮泥渣层，再经过斜管层进入清水区，通过集水槽汇到出水渠出水。在真空室顶层通过真空设备抽真空，随着真空逐渐形成，真空室内水位不断上升，使悬浮层泥渣膨胀；当水位到达真空室的预设高水位时，浮球开关动作打开空气阀门，破坏真空室真空，导致真空室水位下降，向澄清池放水，使悬浮层泥渣收缩。而当真空室内水位下降到设置的低水位点时，同样引起浮球开关动作，自动关闭空气阀，真空泵再次使真空室形成真空，真空室内水位随之上升。如此周期性不断循环，将连续来的原水变成澄清池周期性按一定充放比的持续进行，悬浮层泥渣在进水“脉冲”作用下有规律地膨胀收缩，上下运动，增加原水颗粒与泥渣的碰撞接触机会，从而提高澄清效果，获得良好的净水效果。

2.2 污泥层区间

上向颗粒流将凝聚集结，在池底部形成污泥层。水流穿过污泥层，防止其板结并保持其处于蓬松状态。水流必须滤过密实集结的污泥层后达到其表面的收集系统，絮凝颗粒则被凝聚在污泥层内形成矾花。污泥层的厚度受临近污泥浓缩区隔墙高度的限制。过剩污泥则通过浓缩区隔墙顶部溢流。在浓缩区内部不存在上升流速，污泥在槽内浓缩后排放。

2.3 澄清水区间

经过污泥层的澄清水流过安装在澄清池上部的斜管沉淀区。斜管覆盖澄清池的整个沉淀表面，包括污泥浓缩单元。该区用于捕捉没有被污泥层截留的残留固体。穿孔收集管或堰式收集水槽安装在斜管沉淀区的上方，用于收集澄清水，并将其排入澄清水收集渠。澄清水随后靠重力流入下一处理单元。

2.4 污泥浓缩单元

池子余下部分还包括几个大泥斗，用作污泥浓缩器。剩余污泥通过隔墙溢流进入这些泥斗，由装有自动阀的管道间断性地将浓缩污泥从泥斗内排出。浓缩池排放污泥在计时器的控制下有规律的自动进行。该计时器设定间歇排泥的时间间隔和每次排泥的持续时间。排泥频率根据原水流量进行调整。

3斜管脉冲澄清池的日常运行管理

3.1 初次运行

（1）调整进水量到设计流量，记录充水和放水时间、高低水位差以及孔口最大自由水头等。

（2）在悬浮层未形成之前，需要适当加大投药量（通常多加20%A509ro），以促进悬浮层形成（一般需要4―8h），然后逐步减小到正常加矾量。

（3）测定悬浮层5nun沉降比（通常为lOc70 ～25cVo），用来指导加矾和排泥。

3.2 正常运行

（1）每小时测定悬浮层Smin沉降比和出水浊度，确定增减矾量和控制排泥。运行时水量不应突变，增加水量以不超过20%为限，并提前增加矾量。

（2）最好连续运行，如果需要间歇运行时，停池前应先将泥渣浓缩室泥渣排泄，以防止停池后泥渣结硬造成排泥困难。如停池超过3d，最好将池体存泥放空，以免泥渣变质，影响下次运行的幽水水质。

3.3 “翻浑”处理

由于原水水质变坏，加矾不够或断矾，长时间不排泥（泥渣浓缩室积满泥），充放比例失调，排气不畅，空气窜人悬浮层把泥渣带到清水层等，都会引起脉冲澄清池“翻浑”此时应该迅速查明原因，及时采取相应措施，如迅速排泥、增加矾量、减少水量，以及调整充放时间等措施。

4 斜管脉冲澄清池的运行管理及应注意的问题

该水厂脉冲澄清池的真空系统和排泥系统的控制均由PLC自动控制

（1）空池运行启动时，应采进水量可控制为设计水量的1/2一1/3（用较小的上升流速）及较大的混凝药剂的投量（为正常量的I.5 ～2倍），原水浊度低时（小于40NTU）可适当投加黏土，以促进泥渣的形成。待悬浮层已形成后（出水浊度小于5NTU），这时可将水量逐步加大到设计值，然后降低投药量至正常值（可通过沉降试验来确定正常投药量）。

（2）悬浮澄清池一般不宜间歇运转，长时间停运前必须要把泥斗内的泥渣排干净，长时间停运后重新启动，在开始几分钟宜高负荷运行（进水量为设计水量的1.5～2倍），即以较大的上升流速冲动压实的泥渣层。当悬浮层达到设计高度后暂停进水，待其下沉至距离进口0.75～0.85m时，便以正常流量投入运行，一般在池容积水量换一次后可出清水。开始调试阶段的水，出水非常混浊，可以回收或排人下水道。

（3）在运行中不宜频繁过大改变进水量，一般在短时间内（20一30min），出水量的变化不宜超过15一30%。

（4）处理低浊度（15NTU）水澄清效果不佳时，为加速悬浮层形成或保证悬浮层的浓度，除适当增加混凝剂投放量外，还可以用泥渣回流的方法，将底部泥渣回流至进水端。

（5）要保证真空系统的正常运行，要经常检查真空系统的吸放气时间比是否符合要求（吸放比为1：2一3）。

（6）要根据原水浊度设定好排泥间隔时间及排泥时间。初始阶段可以通过观察排水的含泥率来确定。

（7）要避逸带有垃圾的原水进入澄清池。

（8）一般每年要彻底清洗真空室、配水渠及配水管。

（9）象普通斜管沉淀池一样定期用高压水冲洗斜管。

5 斜管脉冲澄清池日常运行存在的问题与对策

（1）正常运行时进水量不宜过小（应不小1/2设计流量），如果进水量过小（流速太慢）配水渠和配水管易积泥，时间长久后会出现配水渠和配水管倒塞造成配水不均匀，影响出水效果。

（2）如果出现出水效不佳，确认不是加药问题所至，很可能是配配水渠或配水管倒塞（配水管的配水孔极易被垃圾倒塞），应停池放空检查配水渠和配水管。如果确认配水渠或配水管倒塞，应用高压水冲洗冲。

（3）斜管脉冲澄清池出现“跑矾”现象，可能是a：短时间流量增加过大或进水流远大于设计流量（超20%以上）；b：加药量过大；c：泥斗积泥过多。应逐一检查排除。

6 结束语

通过广州城郊某水厂选用了斜管脉冲澄清池的设计，认为改良优化后的斜管脉冲澄清池具有出色的絮凝反应能力。混凝剂和絮凝剂与原水在特定的区域内高效混合。在进入真空室的原水管中以及介于缓冲板和澄清池底板的区域内，通过正在形成的矾花和已经形成的污泥层接触，以增强絮凝效果。

参考文献：

[1] Degremont. 得利满水处理手册[M].7 版. 法国：France Degremont，2007：238-240.

[2] 王刚，邱文慧；新型澄清池工艺与常规水处理工艺技术经济比较[J]；甘肃科技；2004年07期