关于澄清池的技术改造和运营管理
摘要：本文就如何对水旋澄清池进行技术改造、加强运营管理，有效提高水旋澄清池的高浊度处理能力进行的有效尝试进行了总结，通过进行技术改造和加强运营管理，使原兰州铁路水厂的澄清池对高浊度水的处理能力由设计的40000NTU提高到100000NTU，有效提高了原兰州地区不间断供水能力。
关键词：水旋澄清池；高浊度处理；技术改造；运营管理
1 前言
水旋澄清池具有占地面积小、处理效果好的特点，特别适用于西北地区河流所特有的夏季高浊度、冬季低温度、低浊度且浊度范围变化大的特点。兰州地区水源改造时由于受到场地限制，在改造时废弃原有的无阀滤池，改建了三座水旋澄清池，自1988年投运至2008年4.28日停产，为兰州地区供水发挥了极大作用，原设计处理能力为40000NTU（实际运营数据为35000NTU）[1]，1998年前在夏季高浊时因无法处理多年采用停止处理的状态，多次造成兰州地区因夏季高浊度多次停水。笔者和原水厂工程技术人员经过多年不懈努力，多次进行技术改造，使该澄清池处理能力达到100000NTU，有效减少了因高浊度造成的停水状况，为兰州地区供水提高了保障能力，现将采取的改造措施提供如下，希望能为水旋澄清池运营提供一定参考：
2 改造
2.1增设PVC斜管，增加接触时间，提高去除率
为了有效增加药液与源水的接触停留时间，药剂与源水形成大颗粒矾花后有效去除泥沙，在澄清池上部清水区增设钢制骨架承力层，将一米长正六角形无毒聚氯乙烯塑料斜板粘接成蜂窝状块体，粘接后的斜管按照600夹角满池均匀分布于承力层上，有效增加了源水与药液的接触面积进而提高了沉淀面积[2]，经实测采取该措施后澄清池的高浊处理能力由实际运营的35000NTU提高到设计能力40000NTU，出水浊度全部﹤20NTU，初步提高了运营能力。
2.2增设加药点，灵活调节运行方式
在南滨河路（规划607#路）在2001年改造扩建时利用管路改移时机，在扬水管出口80米后、文丘里管加药点前端70米处增加投药点三个（聚合铝、阳离子（净水灵）、聚丙烯酰胺（3#药）各一个），在低浊度和高浊度时采用前、中（文丘里管处）、后加药点（澄清池中心筒内）分别投加不同药剂改善源水与药剂的混合反应能力，有效提高澄清池的处理能力，具体投加顺序如下：
2.2.1加药点的变化
浊度3000-10000NTU，前加药点加聚合铝，澄清池中心筒加3#药；浊度≥10000NTU，前加药点加3#药，澄清池中心筒加净水灵。高浊情况下（浊度≥30000NTU），采用3#+净水灵+3#的投药方式较理想；
2.2.2浊度≥10000NTU时，根据浊度变换加药点后，必须运行2小时后观察加药效果，严禁频繁更换加药点。
2.2.3低浓度药剂的水处理效果比高浓度的效果好，并且水处理差别很大；在水力条件好、源水低于15000NTU的情况下，先加净水灵的效果优于先加3#药的效果，并且水体内悬浮物较少；
2.2.43#药浓度2‰的效果好于3‰的效果，同样高浊度处理水时，净水灵最高浓度使用8%左右即可；
2.2.53#药的投加量要严格控制，不能盲目加大3#药的投加量，严格按照规范规定水处理工艺中3#药的投加量投加：正常使用1mg/l；非正常使用2mg/l;
2.3提高进水流速，药剂充分混合反应
原设计施工时原水进水管为DN300铸铁管，进入池壁后原水呈自由落体状进入澄清池，不能很好的发挥药液的混合反应，没有真正起到水旋作用，在澄清池清洗发现这一情况后经共同分析，采用∮325钢管向∮168钢管逐步渐缩方式延长进水管绕中心筒至澄清池中部，加长钢管22米。在流量不变的情况下，流速增加3倍以上，更加充分的增加了药剂与原水的混合能力，并使澄清池内混合液明显出现旋转，有效提高了处理能力，这一改造在2004年7月1日浊度在70000NTU时没有发生翻池现象（澄清池超出处理能力无法处理现象），有效证明了改造效果。
2.4排泥系统自动化，降低职工劳动强度，提高排泥效果
兰州铁路水厂的澄清池采用人工手动排泥，池上工作人员观察到需要排泥时通知池下工作人员开启、关闭排泥阀进行排泥作业，由于澄清池较高（池顶距地面11米），加上高浊度期间三个澄清池中部、底部均需反复排泥才能保证正常处理，由于上下联系不便，加上池下人员疲于奔命，导致“翻池”现象连续发生，一旦发生翻池，一座澄清池在两个小时左右才能恢复正常处理，恢复后处理不及时陷入再次翻池的尴尬局面，造成高浊度期间停水的反复发生，针对这一现象采取了如下改造措施。
2.4.1将既有的暗杆闸阀改为膜片式水力排泥阀，减少了开、关阀时间，提高了严密性，每个阀的开启、关闭用时减少了2/3，有效提高了工作效率，降低了劳动强度。
2.4.2将上清液引入压力罐，有效保证了水力排泥阀的用水需求，杜绝了过水能力不足时压力罐无水，排泥阀不能打开的问题。
2.4.3排泥阀实现集中自动控制，浊度低于10000NTU时采取中控室远程控制，浊度高于10000NTU时采取澄清池就地控制，实现自控后澄清池操作人员由原来的3人/池改为1人/池，不但实现了正常处理，而且大大降低了劳动强度。在2004年春季改造完毕后经历了2004年7月刘家峡大面积塌方后造成的连续7日浊度在70000NTU以上，2005、2006年7月更是经受了100000NTU的高浊度处理考验，证明以上改造措施确实提高了澄清池的处理能力，确保了兰州铁路地区不间断供水。
3优化运行程序，确保正常处理
3.1定期检修
3.1.1澄清池每月定检一次，检修项目按104#部令第107条执行。
3.1.2每年4、10月清理积泥，每次6天（2天/池）。
3.1.3斜管表面及管内沉积产生的絮凝泥渣每月（夏季5-10月）用高压水枪冲洗一次。
3.1.4四年更换一次PVC斜管，斜管长1米，夹角600。
3.2运行状态
3.2.1运行前：取源水做出水质检验报告（浊度、颗粒组成胶体颗粒性质、溶解物及含量、PH值、碱度、水温等），用不同的药剂做投药搅拌沉降实验，以确定最佳混凝剂投加量。
3.2.2初次运行：空池启动运行时，进水量控制为设计水量的1/2-1/3，混凝剂投加量为正常投加量的1.5-2倍，必要时可投加黏土以促进泥渣快速形成（一般需要2-3小时）。当出水浊度降至20NTU以下，再将进水量逐渐加大（每次增加水量不宜超过设计水量的20%，水量增加间隔不小于1小时），药量逐渐降至实验值。
3.2.3当停用8-24小时后，重新运转时必须先开启底部排泥阀排出少量泥渣，并控制进水量和投加正常运转值1.2倍的投药量，使底部泥渣松动活化，然后调整到正常水量的2/3运转，待出水水质稳定后，再逐渐降低加药量，增大进水量直至正常运转状态。
3.2.4停池超过3天，必须将池体存泥放空，以免泥渣固结、腐化变质影响下次运行。
3.2.5正常运行
3.2.5.1每小时对源水、出水浊度化验一次，算出投药量并执行。
3.2.5.2每天交接班时必须对底部排泥阀松动一次，以防重颗粒固结。
3.2.5.3中部排泥阀当泥水浓度达到130-150kg/m3，对称排泥，各阀开启时间总计1分钟，排泥不得排至斜管以下。
3.2.5.4澄清池高浊期严禁频繁倒泵且不得冒水，如二泵贮水到上限（850m3）时，车间调度通知气浮加强反冲洗。
3.3运行中产生的反常现象及处理方法
3.3.1投药量不足（投药系统堵塞），或源水碱度过低，则出现下述情况：分离室清水区中出现细小絮状物上升，出水水质浑浊。
处理方法：
A、关小进水阀门；
B、增加投药量；
C、通过浮子流量计观测投药管是否堵塞；
D、如碱度过低，则投加石灰或纯碱；
3.3.2排泥量不足将出现下述情况
（1）混凝室内中心筒泥渣浓度过高（泥渣沉降比15-20%）。
（2）分离室中泥渣层逐渐升高，出水水质浑浊。
（3）浓缩区内排出的泥渣含水量很低，泥渣沉降比超过80%。
处理方法：缩短排泥周期或加长排泥历时。
3.3.3投药量过大将有下列情况：当池面水有大颗粒矾花普遍上浮而颗粒间仍透亮。
处理方法：适当降低投药量。
3.3.4在正常温度下，清水区中有大量气泡出现，原因是投加碱量过多、泥渣回流不畅或排泥不及时，沉积池底日久腐化形成大块松散腐积物夹带气体上漂池面。
处理方法：底部排泥。
3.3.5清水区中矾花明显上升，甚至引起翻池情况，原因是：进水量超过设计流量过多，上升流速大于0.87mm/s。
处理方法：减少进水量，测上升流速小于0.87mm/s。
以上是笔者和原兰州铁路水厂工程技术人员、净化运用人员总结的澄清池改造、运营的一些经验，不妥之处敬请批评指正。
参考文献：
[1]新建铁路给水工程兰州站地区给水工程施工设计总说明书。兰州:铁道部第一勘测设计院:1986[2]中国建筑工业出版社.《给水工程》（第三版）严熙世.范瑾初主编.1995
