某核電廠海水淡化混凝沉淀池斜板老化事件分析

鄧銀萍

摘 要 某核電廠海水淡化混凝沉淀池在注水后不久出現綁繩斷裂、斜板上浮現象，查看發現斜板老化。本文從技術角度對該事件進行分析，明確事件處理方案。

關鍵詞 海水淡化；斜板；沉淀池；成品保護

中圖分類號 TM6 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）16-0075-02

反滲透膜法海水淡化技術具有投資低、能耗低等優點，但海水預處理要求高。某核電廠海水淡化系統采用膜法海水淡化技術。系統預處理采用混凝、沉淀、石英砂過濾的工藝，設置有3臺混凝沉淀池。沉淀池采用升流式異向流斜板沉淀池，布置在室外，斜板板長1 000mm，間距25mm，厚度1mm，傾角60°。斜板材質為乙丙共聚，由大板及肋條組成，散件到核電現場后由供方技術人員熱熔焊接成塊。斜板安裝形式為單層立體平鋪方式，依次、緊密擺放在托管上，上部有壓管，用尼龍綁繩進行固定，每池安裝斜板336m2，共1 008m2。斜板由施工單位負責安裝，供方技術人員指導安裝。

1 事件概述

2015年6月—7月，某核電廠海水淡化系統3臺混凝沉淀池相繼出現斜板壓管綁繩斷裂、斜板上浮現象。最先出現該問題的C池灌水完成僅10天，而斜板安裝已超過半年。斜板到貨、安裝、沉淀池灌水及發現斜板上浮的時間詳見表1。

各方現場查看后，發現斜板上部（約30cm長）已老化變脆，綁繩斷裂處也明顯老化。供方提出現場成品保護不當，未及時進行灌水保護。與此同時，某核電廠對供方斜板設計、供貨提出質疑。

2 斜板沉淀池介紹

1）斜板沉淀池的優缺點。斜板沉淀池是根據淺池沉淀理論，在沉淀區裝置許多間隔較小的平行斜板，增加沉降面積、改善水力條件，以提高沉淀效率的新型沉淀池。

斜板沉淀池的優點：水力負荷高，為其他沉淀池的1倍以上；沉淀面積大，沉淀效率高，停留時間短，產水量大；利用了層流原理，水力條件好，雷諾數Re小，弗勞德數Fr大，提高了沉淀池的處理能力；占地少，節省土建投資[1]。

斜板沉淀池的缺點：由于停留時間短，其緩沖能力差，在運轉中遇到水量、水質變化時，應注意加強管理；斜板容易堵塞，維護管理較難，使用一段時間后需更換斜板。采用斜板沉淀池時，還應注意絮凝的完善和排泥布置的合理等。

2）淺池理論。設斜板沉淀池池長為L，池深為H，池中水平流速為v，顆粒沉速為u0，在理想狀態下，L/H=v/u0?？梢奓與v值不變時，池身越淺，可被去除的懸浮物顆粒越小。若用水平隔板，將H分成n層，每層層深為H/n，在u0與v不變的條件下，只需L/n，就可以將沉速為u0的顆粒去除，即總容積可減少到原來的1/n。同理，L不變，由于池深為H/n，則水平流速可增加到nv，仍能將沉速為u0的顆粒除去，即處理能力提高n倍。此即為哈真（Hazen）提出的淺池理論。

為解決各層的排泥問題，工程上將水平隔層改為與水平面傾斜成一定角度的斜面，一般是50°～60°的夾角，以便沉降的污泥能夠自動沿斜面滑下，這種形式即為斜板沉淀池。

3）異向流斜板沉淀池設計參數。異向流斜板沉淀池的設計，基本要求如下：1）斜板垂直凈距一般采用80mm～100mm；2）斜板長度一般為1.0m～1.2m；3）斜板傾角一般為60°；4）斜板區上部水深一般為0.5m～1.0m；5）斜板區底部緩沖層高度一般為0.5m～1.0m。

4）斜板沉淀池填料材質。斜板沉淀池填料材質主要有聚丙烯、聚氯乙烯、乙丙共聚和玻璃鋼等。斜板沉淀池在水處理領域得到了廣泛應用，技術成熟，乙丙共聚填料也具有相當的使用規模，某核電廠海水淡化系統斜板沉淀池設計符合要求。

3 原因分析

斜板老化是在綁繩斷裂、斜板上浮后的檢查過程中發現。斜板為乙丙共聚材質，屬塑料制品，塑料具有質輕、比強度高、韌性良好、減磨耐磨性好、電絕緣性好、耐蝕性好、導熱系數小、易老化、易燃、耐熱性差、剛度小[2]的特點，而乙丙共聚塑料的主要缺點是耐光性能差、易老化、低溫韌性和染色性能不好。由于斜板在安裝后超過半年未進行成品保護，初步判斷斜板老化的原因是長時間光照所致。

現場查看及抽樣發現：最早灌水的A池斜板上浮情況明顯好于最后灌水的C池，B池居中；斜板上部10cm范圍輕掰即斷裂，上部30cm韌性、彈性很差，而斜板下部大幅度彎折后依然未出現折痕，韌性、彈性良好。上述情況表明供方原始供貨斜板質量可靠，斜板上部老化與光照存在直接關系，斜板老化的直接原因是施工單位未及時對安裝后的斜板進行灌水成品保護。

4 處理方案

1）上部老化斜板能否照用。若斜板照用，運行過程中可能出現老化斜板破碎情況，掉落的板材碎片密度約0.91g/cm3，小于海水密度，板材碎片大部分將隨上部出水進入下一處理單元，影響沉淀池出水水質，少量板材碎片可能隨污泥沉入水底堵塞排泥閥，造成管理困難。故供方建議將斜板全部更換。

2）斜板上部老化部分能否截除?？紤]斜板全部更換成本較高，現場提出將斜板上部老化部分截除的方案，此舉可避免老化斜板后續破碎的風險。但截短后斜板長度約0.7m，接觸面積變小，且設計斜板長度一般為1.0m～1.2m，沉淀效果缺乏工程實踐參考，出水水質指標能否合格無法預估。如將上部老化斜板截除后，重新熱熔焊接相應長度斜板，雖能節省材料，但工程量大，成本與斜板全部更換相差不大，且缺乏工程實踐。故截除方案不可行。

3）最終處理方案。該核電廠海淡系統主要為后續3、4號機組提供用水，同時作為一期備用水源，海淡系統調試結束后到正式投用可能間隔幾年。如將斜板全部更換，幾年后系統正式投用時可能面臨斜板再次老化需更換的狀況。

綜合考慮斜板沉淀池的優缺點，兼顧進度、成本等因素，經各方討論，由施工單位對所有斜板進行沖洗試驗，在一定的水壓沖洗下，對出現破損的斜板進行更換，其余斜板照用，所有綁繩全部更換，斜板重新安裝，最終更換斜板166m2。斜板重新安裝后即進行了灌水保護，目前未再出現問題。

5 結論

斜板沉淀池所用斜板，在光照等情況下極易老化，在安裝后應及時采取灌水或覆蓋等成品保護措施，避免給工程造成損失。

參考文獻

[1]黃勝.斜管沉淀池的原理、構造、設計參數及其應用[J].才智，2013（15）：213-214.

[2]全國造價工程師執業資格考試培訓教材編審委員會.建設工程技術與計量（安裝工程）[M].北京：中國計劃出版社，2013.endprint