重鋼斜板沉淀池刮泥排泥方式分析與改造

肖成成

（重鋼股份有限公司能控中心,重慶 401254）

1 前言

重鋼所有生產、生活用水均由中央水處理站工業水處理系統處理后供出，處理工藝中設計有6 格絮凝斜板沉淀池，起到對長江原水凈化處理的主要作用，處理能力150000 t/d。斜板沉淀池設計刮泥排泥方式是采用刮泥小車將池底污泥刮至積泥坑內，再利用水池靜壓力通過管道將積泥坑內的污泥排出。但該刮泥方式在實際運行中，經常出現刮泥小車翻車、牽引鋼絲繩被剪斷等故障，嚴重影響了系統的產水能力，實為影響系統安全運行的一大隱患。由于刮泥小車故障，絮凝沉淀池須停止產水，導致整個工業水處理系統的產水能力不足即無法滿足公司生產的正常用水。因此，急需對斜板沉淀池的刮泥排泥方式進行分析、評估和改造。

2 斜板沉淀池刮泥排泥方式存在的問題

2.1 斜板沉淀池構造

重鋼絮凝沉淀池由星型絮凝池? 斜板沉淀池組成，絮凝池采用斗式底部排泥，斜板沉淀池采用刮泥小車刮泥，重力排泥方式。結構簡圖見圖1。

2.2 運行工況

6 格斜板沉淀池日處理能力150000 t，24 h 連續運行。每格沉淀池有一臺減速機驅動裝置，通過鋼絲繩驅動兩臺刮泥小車來回行走，水池底部小車沿池底軌道運行。當一個小車受力前行開始刮泥時，另外一個小車不刮泥開始返程。水池出水濁度設計小于10 NTU。

2.3 存在的問題

圖1 斜板沉淀池結構示意簡圖

在日常運行中，經常出現小車翻車、脫軌、鋼絲繩被剪斷、刮板被拉脫落等問題，針對這些問題我們經過仔細分析后，實施了一系列的改進措施，如：(1)更換了所有已斷或者出現裂紋的鋼絲繩；(2) 制作了統一的混凝土塊安裝在小車上，增加小車負重，防止脫軌、拉翻；(3)校正了所有鋼絲繩導向滑輪，防止鋼絲繩與滾軸邊緣摩擦破損；(4) 重新加工制作了刮板軸銷，防止刮板脫落。通過以上措施，解決了小車刮板脫落的問題，但未能解決小車翻車、鋼絲繩被剪斷的問題。各刮泥小車在運行一個月左右仍然出現了翻車、脫軌、鋼絲繩被剪斷問題。為此，綜合評估分析認為，該小車刮泥方式存在設計上的缺陷，已無法滿足系統的運行要求。當其中一個小車受牽引力開始帶負荷刮泥時，另外一個小車不帶負荷返程，此時不帶負荷小車一端的鋼絲繩處于松弛狀態，就容易造成不帶負荷小車受力不平衡，出現翻車、脫軌問題。松弛狀態的鋼絲繩也很容易脫離導向滑輪，造成與滑輪邊緣的摩擦繼而出現鋼絲繩被剪斷的問題。

3 斜板沉淀池刮泥排泥方式改造

停止使用已無法滿足系統正常生產的刮泥小車，將斜板沉淀池的小車刮泥方式改為穿孔排泥方式，由動態刮泥改為靜態排泥。改造后見圖2 所示。

圖2 斜板沉淀池刮泥排泥改造示意簡圖

因水池結構原因，利用原DN150 排泥管道和自動排泥程序。因斜板沉淀池池體較長，故需使用長管和短管兩種規格的排泥管道，管徑均為DN200。另外，為了較好地保證排泥效果，長管排泥管道前半段不開孔，后半段開大小為DN40 孔徑，短管排泥管道全開大小為DN30 孔徑。見圖3、圖4。

圖3 長管、短管示意圖

圖4 開孔示意圖

如圖4，為了保證池底污泥不積聚在管道內堵塞管道，管道兩側孔洞應與管道重力線成45°。管道單側孔洞間距為300 mm，兩側孔洞相對中心線間距為150 mm 即交錯布置。在安裝穿孔管道時，一定注意將孔洞向著池底方向布置即孔洞與地面垂直線成45°角。

4 改造效果

于2010 年7 月對1#斜板沉淀池進行了實驗性改造，改造后根據長江原水濁度設定沉淀池的排泥周期為每2 h 一次，每次排泥1.5 min。運行一個月左右打開水池人孔對水池和排泥管道進行了檢查，結果顯示池底并無明顯積泥，管道內也無堵塞情況。另外，1#水池一個月的出水濁度均保持在3.4 NTU左右，達到系統設計產水水質要求，但運行發現每次排泥時，斜板沉淀池位于排泥出口端產水出現渾濁情況，時間約1 min，經分析認為系排泥周期短造成池底污泥上浮后再次沉降的時間不夠所致。遂將排泥周期變更為4 h，運行一個月后打開水池檢查未發現排泥管道堵塞，池底積泥問題，也未再出現污泥上浮問題。于2011 年1 月開始對其他5 格斜板沉淀池的排泥方式進行改造，2011 年5 月結束。運行至今，6 格斜板沉淀池均排泥正常，產水濁度5 NTU 左右。從6 格斜板沉淀池穿孔排泥的運行情況看，改造效果較好，說明如下：

(1)系統排泥正常，排泥管道未堵塞，池底未積泥。

(2)斜板沉淀池出水濁度一般為3～5 NTU，小于10 NTU，達到設計要求。

(3)采用穿孔排泥方式，相比原小車刮泥方式，既避免了對刮泥小車檢修還節約了運行小車消耗的電費。

(4)系統生產運行安全可靠。

5 經濟效益

使用穿孔排泥方式代替原刮泥小車刮泥方式，避免了因刮泥小車故障而產生的檢修工作量，停止使用刮泥小車驅動電機后還節約了因此而產生的電費。產生的經濟效益計算如下：

(1)節約電費：共12 個刮泥小車，刮泥機電機功率是3 kW、380 V，電費單價按照0.5 元/kW·h 計算，則年節約電費=單臺電機功率×運行天數×電費電價×刮泥臺數=3×365×24×0.5×6=78840 元。

(2)節約取水費：若刮泥小車故障，須排盡水池內約1400 m3水量，造成了水耗的增高，改造后節約了此部分水量，共有6 格水池，取水綜合單價按照0.4元/m3計算，每格水池每月排水一次，則年節約取水費用=每格水池排水量×6 格×取水綜合單價×12 月=1400×6×0.4×12=40320 元。

則，年直接經濟效益=年節約電費+年節約取水費用=78840+40320=119160 元。

6 結束語

通過此項改造，徹底消除了重鋼工業水處理系統中隱患，保證了系統的產水能力和公司正常生產用水。將斜板沉淀池的動態機械刮泥方式改造為靜態的穿孔排泥方式，既避免了因動態設備故障而產生的檢修工作量，還節約了轉動設備所耗的電費，同時還節約了因檢修所排水量，是最安全最佳的保安改造措施。另外，在斜板沉淀池底部的平池里使用穿孔排泥較少見，此項改造可為同類型水池的排泥改造提供參考。