蜂窝斜管沉淀池是20世纪70年代初发展起来的建立在哈真提出的浅池理论的基础上发展而来的一种高效沉淀设施,目前被国内大小水厂所广泛采用。它具有占地面积少,池体小,沉淀效率高等优点。它通过置于沉淀池中与水平面成一定角度(一般为60度)的管状组件(断面为矩形或六角形),增加沉淀面积,加大水池过水断面的湿周,同时减小水力半径,大大降低雷诺系数(Re),从而减少水的紊动,促使沉淀,使经过投药、混合、絮凝后形成的粗大的絮凝体在斜管底部将泥排出。但由于其自身结构的局限性,颗粒沉淀距离缩短,水在沉淀池中停留时间一般只有20-30min,在斜管内仅停留4-8min,使得斜管沉淀池运行不够稳定、对原水水质水量适应性较差。
某水厂采用原水取水泵房-混合-絮凝反应池-斜管沉淀池-普通快滤池-清水池-供水泵房-管网这一常规处理工艺。斜管沉淀池在运行过程中出现了矾花粒径小、沉后水的平均浊度较高且不稳定、沉淀池末端矾花上翻现象。经过现场观察、分析、原因如下:
(1)混合效果受水量的影响。混合是絮凝的基础,混合设备的基本要求是药剂与水必须快速均匀。该厂原是将药剂直接投入管中借助水的流速进行混合。一旦原水流量发生变化.其水头损失将按流量的平方关系相应改变.水量大时,水头损失猛增。水量小时.水头损失下降.明显影响混合效果,导致沉后水的浊度不稳定。 (2)混凝剂投加量的控制。向原水中投加混凝剂是为了使水中胶体杂质脱稳,使之利于后续沉淀。原水量、悬浮物含量,混凝剂浓度都会影晌投加的效果。投加控制技术是净化处理的重要环节,控制不好,既不能达到设计要求又浪费药剂。在混凝剂投加时,该厂为人工操作,先参考经验初投,再根据实际情况来调整加药量。但是,形成的矾花有时密实有时松散.有时矾花在反应池中部就往下沉降,有时在沉淀池进口,泥水尚未分离.沉淀效果不好.员工亦很难操作. (3)集水槽出水不均匀。斜管沉淀池内集水槽原为钢筋混凝土结构,沉淀出水经50mmx50mm的方孔流入集水槽.因施工误差.方孔的底边不在同一水平高度,引起沉淀池出水不均匀.集水槽槽前、槽后的浊度相差达20%.总集水浊度也比槽前浊度增加50%.影响了沉后水的浊度。 (4)原水水量水压的冲击。由于该厂是作为调节整个城市给水系统的水量水压来运行的.并且与其他水厂共用取水泵房和上水管道.常常需要调整水量来适应城市的用水需求。当取水泵房大、小泵切换时.或其他水厂开、关上水阀 门时,到达该厂的原水的水量水压瞬时变化较大.原水水力条件发生改变.而混凝的控制相应滞后,水在沉淀池中停留时间又较短.待在线浊度仪表检测到工艺值的变化时.人工调节的投药变化量尚未实现改变.待处理水已流至滤池了。这些因素同样导致了沉后水水质的不稳定。 (5)沉后水的浊度对积泥深度的变化也很敏感。由于排泥盲区的存在.在清洗沉淀池时。可以发现池两侧及两端堆积有淤泥.排泥区靠排泥立管一侧的积泥少于另一侧.检测数据也显示相应的上层清水区的浊度也是靠排泥立管一侧的低一些。积泥区积泥较多.水流会冲击底泥;水*增加引起的速度梯度会击碎已生成的絮体.使矾花上扬;斜管内积泥较多过水断面减少流速增大斜向上流的水会顶托起正在下沉或已经下沉的矾花。这三方面会叠加影响沉后水的浊度。因此.及时排泥是斜管沉淀池运转中极为重要的工作。