機械加速澄清池在印尼百通電站海水淡化系統中的應用

李洪峰，紀偉光，李 琪

(1.國電科學技術研究院，江蘇南京 210031;2.華電青島發電有限公司，山東青島 266000)

1 印尼百通電站海水淡化工藝系統流程

印尼百通電站海水淡化工藝系統流程為:循環水泵入口引水渠→海水提升泵→機械加速澄清池→空氣擦洗過濾器→濾水收集池→濾水輸送泵→自動清洗過濾器→超濾(UF)裝置→UF產水箱→一級海水反滲透(SWRO)給水泵→一級SWRO保安過濾器→一級SWRO高壓泵(帶能量回收－PX裝置與增壓泵)→一級SWRO裝置→一級淡水箱→一級淡水泵→二級淡水反滲透(RO)保安過濾器二級淡水RO高壓泵→二級淡水RO裝置，從二級淡水RO裝置出來分為兩路:一路至二級淡水箱→服務、消防、生活用水等，另一路至二級淡水泵→陽、陰固定床→混床除鹽系統。原海水水質分析結果見表1。

2 機械加速澄清池的啟動試運

2.1 初次啟動前檢查項目與準備工作

初次啟動前檢查項目與準備工作主要包括:檢查進水管、出水管、集水槽、取樣管、排空氣管、各加藥管、沖洗水管、排泥管，確保暢通，池內雜物徹底清除干凈;機加池經盛水試驗，池體無漏水現象，池體沉降滿足相應標準;閥門及相關的水泵、攪拌機、刮泥機、加藥泵經檢查試運，具備投運條件;根據最高最低海水潮汐水位時海水水質進行PAC加藥量的燒杯試驗，確定最佳加藥量;PAC、聚丙烯酰胺(PAM)、次氯酸鈉(NaClO)加藥裝置已配制好合適濃度的藥液。

表1 原海水水質分析

2.2 機械加速澄清池的試運行

2.2.1 機械加速澄清池的初次投運

啟動海水提升泵，向澄清池進水。PAC加藥量適當加大至20.0mg/L、NaClO加藥量為3.0mg/L;開始進水控制為正常進水流量的1/3～1/2，即進水流量控制在約200～300m3/h。經過已投加PAC與NaClO藥劑的原海水先進入三角區后經配水孔進入第一反應室。隨著連續的進水至浸滿提升葉輪后啟動攪拌機。初次投運時攪拌機轉速不要太高，主要為了減小提升流量，從而延長混合反應時間。為了加快第一反應室形成所需泥渣濃度，應繼續進海水、加藥及攪拌。當泥渣開始逐漸形成后，為了進一步加快分離室懸浮狀泥渣層的形成，可以適當提高攪拌機的轉速，從而增大提升葉輪的提升量，至分離室懸浮狀泥渣層最終形成。

分離室懸浮狀泥渣層逐漸形成后，隨著機械加速澄清池的繼續運行，當澄清海水濁度達到設計要求＜5.0NTU時，可以適當調整進水流量以滿足后續設備的用水量要求。進水流量調整的原則:應緩慢增加(減少)，每次增加(減少)進水流量不宜超過設計出力的15% ～20%，每次進水流量的增加(減少)間隔時間不少于1h。在調整進水流量時，必須同步調整PAC與NaClO藥劑的加藥量。該機械加速澄清池的PAC與NaClO加藥量調整是由PLC控制系統根據進水流量自動調整投加的。機械加速澄清池運行正常后，澄清海水由環型集水槽、輻射集水槽集水孔匯集，再經出水堰口通過出水管至后續的空氣擦洗過濾器。

2.2.2 機械加速澄清池的運行參數調整依據

機械加速澄清池初次調試、試運正常后即可投入正常運行。印尼百通電站海水淡化工藝系統采用超濾與反滲透雙膜法工藝，對原海水經機械加速澄清池、空氣擦洗過濾器處理后的出水水質要求相當嚴格。對于機械加速澄清池在處理海水的具體效果而言，在PAC與NaClO藥劑加藥量穩定的情況下其主要取決于攪拌強度、回流泥渣量、泥渣濃度，而攪拌強度以PAC與海水完全混合、反應而又不打碎所形成的絮凝體為最佳。泥渣回流量一般為正常運行流量的3～5倍，其可通過調整提升葉輪的轉速或提升葉輪開度來控制。而泥渣濃度可通過調整泥渣回流量或調整排泥周期與排泥時間等方式來控制。機械加速澄清池運行參數:正常運行流量、回流比、提升葉輪轉速、提升葉輪開度等之間存在著密切的關系，故合理地調整機械加速澄清池的運行參數可控制其運行效果。機械加速澄清池運行參數的調整是基于以下提升葉輪的設計公式:

式中:B為提升葉輪開度，m;Q＇為提升葉輪的提升流量，m3/s。取Q＇=A·Q;;A為回流比，取3～5;Q為正常運行流量，m3/s;K為系數，取3.0;d為提升葉輪直徑，m;n為提升葉輪轉速，r/min。

依據機械加速澄清池的提升葉輪直徑與其轉速的設計范圍，可計算出在不同回流比、不同Q值狀態下，機械加速澄清池的B與n之間的數據關系。初次啟動調試時，其運行參數必須進行調整，一般是按照固定某個正常運行流量進行其他的參數調整的。機械加速澄清池在正常運行時則按照一組相對固定的參數運行，但各運行參數之間會相互牽制，相互影響。若機械加速澄清池在運行過程中需要調整時，則應在正常運行流量下、PAC與NaClO藥劑加藥量連續穩定的情況下、在不擾亂澄清區出水水質穩定的情況下根據上式計算結果參考調整提升葉輪的轉速和提升葉輪的開度，從而找出提升葉輪轉速與其開度的最佳組合。

根據原海水進水濁度、機械加速澄清池第一反應室、第二反應室的5min泥渣沉降比、出水濁度等關系，整定合理的排泥周期與排泥時間來調整排泥量，以保持分離室懸浮狀泥渣層的合理運行高度。通過對該機械加速澄清池的調試、試運以及6個月的運行數據分析總結來看，第二反應室的5min泥渣沉降比應控制在10%～15%范圍內。

該機械加速澄清池內設置3個取樣點，1號取樣點位于進水三角區內，其主要作用是監測進水三角區內加藥情況以及PAC與NaClO藥劑與海水混合情況;2號取樣點位于第一反應室底部，其主要作用是監測回流泥渣的活性、濃度以此確定排泥周期與排泥時間;3號取樣點位于第二反應室提升葉輪的上部，其主要作用是監測回流泥渣的沉降情況并為排泥周期與排泥時間做進一步的修正。

2.2.3 機械加速澄清池的運行數據

2010年10月份1至20日，機械加速澄清池每日10:00時的運行數據見表2。其中，10月3日、10日、17日為設備停運檢修。

表2 印尼百通電站機械加速澄清池2010年10月份運行數據

3 機械加速澄清池運行注意事項

(1)印尼百通電站海水淡化工藝系統原海水水質受過往船只、潮汐影響，濁度偶爾高達30.0NTU，因此不僅要相對增加機械加速澄清池排泥頻率和排泥時間，還要將第二反應室的5min泥渣沉降比在10%～15%之間。如果沉降比過低，則活性泥渣回流量不足，導致出水水質惡化。

(2)機械加速澄清池連續運行時，其池底的泥渣會逐漸沉積，且隨著運行時間的延長越沉積越牢實以致腐爛變質產生腐泥。因此，應在機械加速澄清池檢修時或備用時定期對機械加速澄清池進行放空，及時排掉腐泥，并使底部泥渣松動，利于活性泥渣在機械加速澄清池內進行循環。

(3)及時正確的排泥，對機械加速澄清的正常運行是至關重要的。因此，在機械加速澄清池運行中應將池內多余、老化的泥渣及時排掉，使池內各區域泥渣的活性與濃度保持平衡。

(4)若機械加速澄清池因檢修或備用時間較長，但因生產需要投入運行時，在進海水前為了使池底部泥渣松動，應排除少量池底已壓實的泥渣或部分失去活性的泥渣。

4 結語

印尼百通電站海水淡化系統已連續穩定運行2年，實踐表明，機械加速澄清池能夠有效地去除海水膠體、有機物、懸浮物，減輕后續空擦池、超濾等設備運行負擔，為超濾、反滲透設備長期安全運行打好基礎，同時降低了整個海水淡化系統運行成本。

［1］李燕城.水處理試驗技術［M］.北京:中國建筑工業出版社，1989.

［2］許保玫，安鼎年.給水處理理論與設計［M］.北京:中國建筑工業出版社，1994.

［3］施燮鈞.熱力發電廠水處理(上)［M］.北京:中國電力出版社，1996.