托电公司水厂给水浊度影响因素分析

托电公司水厂给水浊度影响因素分析

张晔   张书龙  关慰明  刘建国

大唐国际托克托发电有限责任公司，内蒙古托克托010206

摘要：托电公司净水厂负责黄河取水和原水净化工作，水源取自黄河，含沙量大。未经处理的原水直接进入交换器时，会污染离子交换树脂，降低树脂的工作交换容量，严重时会使出水水质变差。此外还可能引发锅炉结垢，锅炉水起泡沫，饱和蒸汽带水量增大等不良现象，影响发电安全，因此必须进行原水净化。浊度是原水净化的重要指标，本论文旨在分析影响水厂供水浊度的因素，并探讨解决方案。

关键词：制水；浊度；沉淀；净化；给水工程

1 水厂概况

水厂水源取自黄河，原水由取水泵站提取，经引水管线送入有效容积123.5万立方米和50万立方米的两个平流池中。黄河原水在一期平流池沉淀后经一期给水泵站送入机械加速澄清池进行二次混凝沉淀。机加池出水汇集到供水泵前池，经供水泵加压后由输水管线送至电厂厂区内。平流池沉淀下来的泥渣由挖泥船吸取送往排泥场，机加池沉淀的泥渣由排泥泵送往排泥场。

托克托发电公司净水厂主要任务是提取黄河原水，采取自然沉淀和机械沉淀两道工序，向电厂供水，用于生产除盐水和生活饮用水。因此对净水浊度要求较高。而水厂水源取自黄河，是我国乃至世界范围内少见的高含沙量河流，其年输沙量和年平均含沙量均居世界大江河首位，宁蒙灌区引走沙量及河道淤积量较大，至头道拐（水厂附近水文站）平均年输沙量达1.49亿吨，安宁渡至头道拐区间，约淤积沙量1.4亿吨。制水工序复杂，降浊度难度较高。

了解了水厂生产工艺，我们自源头到用户端逐一排查影响浊度的因素。

2 水源因素

托电公司取水泵站位于托克托县河口镇郝家窑村，地理位置属于黄河上游与中游分界点，即保留黄河上游水利资源丰富的特点，又避开了中游洪水迅猛，含沙量大的缺点。

黄河泥沙的季节变化很大，高含沙量主要发生在汛期，汛期多暴雨，地表受到强烈冲刷，使洪水期含沙量特别大，形成高含沙量水流。头道拐水文数据显示，连续最大四个月的输沙量占全年输沙量的81%，7、8月输沙量占全年输沙量的39.1%。

针对此现象，水厂在取水端采取措施人工控制取水时间，避开高含沙量时间段。在上游降雨前加大取水量，利用水厂平流池蓄水，等含沙量大的水流经过时减少日常取水量。此外，针对含沙量最大的四个月，在取水廊道内放置1-2块叠梁门，可有效阻挡沉沙涌入廊道。取水泵站提取的原水含沙量降低，可有效缓解净水厂降浊难度。

3 原水沉淀

取水泵提取的水经2根φ1200mm的引水管线送入平流池中，使其从平流池南端缓慢的流向北段，自然沉降水中的泥沙。

平流池设计时从高浊度水沉淀和浓缩分离的两个过程为出发点，以高浊度水的沉降特性确定平流池面积，以高浊度水的浓缩特性确定平流池容积。而随着泥渣的日渐淤积，浑水区沉降高度不足，混水区整体位移变小，平流池的容积逐渐减少，导致平流池不达设计值，原水沉淀效果下降。

针对此现象，平流池配备一台挖泥船，持续挖泥并输送至排泥场，减缓平流池淤积。后续开展挖泥船铰刀头大修、挖泥船油系统大修，提高挖泥效率。2019年，水厂开展了平流池清淤工程，清除淤泥600万立方米。清除后有效实现了平流池原水初沉淀，效果明显。

2019年清淤前后的加药量、供水量及投产比如下表：

4 混凝沉淀

经过平流池初沉淀的水浊度还远远达不到需求，必须进行强制沉淀，通常选用混凝剂配合机械设备搅拌加速沉淀。

高浊度水的混凝主要表现为絮凝过程，是使本来以具一定沉速的泥沙以更快的速度下沉。对混凝剂的要求，除有较高的聚合度外，还要有一定的分子链长度，以便能发挥较好的吸附和架桥作用。因此，高浊度水混凝沉淀时选用的混凝剂，无机盐相较高分子聚合物效果一般，需要加大投量。水厂根据经济性情况，现在选择的絮凝剂是聚合氯化铝，实际选用聚丙烯酰胺或者聚丙烯酰胺和聚合铝的混合试剂，效果更佳。

5 设备因素：

混凝和沉淀两个过程在同一个设备中完成，这种设备称为澄清池，这种处理工艺就是常说的水的澄清处理，是电厂水处理的常见处理工艺。澄清池工作时，进入原水中的泥渣相当于提高了悬浮颗粒的初始速度，缩短了颗粒间的距离，使颗粒间的碰撞次数增加。同时，回流的泥渣及携带的新生絮凝物在池内循环，与沉淀池中的絮凝物一次性通过沉淀区相比，沉淀时间延长，相应的反应时间也延长了。返回到原水的是新生泥渣，具有较高的活性，可充作结晶核心并起到催化和吸附的多种作用。

5.1蜂窝斜管

水厂布置有6台机械搅拌澄清池，机械搅拌澄清池是利用机械搅拌的提升力来完成泥渣循环和接触絮凝的作用。为提高絮凝效率，机加池内还布置有蜂窝斜管。蜂窝斜管的布置增大了沉淀面积，降低了截流速度，提高了沉淀的总效率。

2018年起，水厂5台机加池均出现蜂窝斜管塌陷、积泥等不良现象，造成机加池浊度飙升。检查发现蜂窝斜管老化出现损坏，此后组织人员更换，更换完成后浊度恢复正常。

蜂窝斜管日常积泥需要定期开展冲洗，根据实际观察，蜂窝斜管冲洗3个月后浊度就逐渐恢复至原先水平。而有效冲洗后机加池出水浊度可降低16%-63%，效果明显。

某月份水厂6台机加池冲洗前后浊度对比

5.2搅拌机

搅拌机主要在加药后起提升搅拌絮凝作用。它由调速减速机与涡轮副直联，带动蜗杆轴旋转，涡轮轴与下面的搅拌轴刚性联接，搅拌轴带动提升叶轮旋转，叶轮轴下部装有桨叶，桨叶在第一反应室完成机械反应，而后将一反形成絮粒的水体提升到二反。较大颗粒泥渣下沉池底，絮粒水体再经折流到澄清区分离，清水上升，泥渣从澄清区下部再流回到一反。

搅拌机影响原水中泥渣和悬浮物的絮凝速度，因此开展搅拌机因素排查。首先检查搅拌机的功率配套情况，1-5号机加池正常，检查6号机加池搅拌机的减速机配套功率不足，导致搅拌机出力不足，更换减速机后效果出现改善。

5.3刮泥机

刮泥机用于将机加池浓缩产生的泥渣排往排泥场。刮泥机效率降低会导致池底积淤，产生明显的浊度上升，是整个浊度调节过程中的最重要设备。现场检查过程中发现机加池齿轮腐蚀严重，齿轮盘销轴腐蚀已超过三分之一，经常性出现啮合不畅空转的缺陷。同样的缺陷还出现在上下轴连接端，连接处腐蚀导致3次主轴脱落，卡在齿轮盘上，导致刮泥机退备。此外，由于刮泥机轴承冷却水设计缺陷，冷却水量大或出水口轻微堵塞都会导致刮泥机轮盘顶起，啮合不畅甚至刮泥机桨叶撞击池底壳。为此开展了刮泥机设备大修，更换主轴、齿轮。主轴连接端重新固定，防止脱落。齿轮盘销轴更换为抗磨销轴。调整刮泥机桨叶，保证排泥通常，池底不积淤。

6.环境因素：

6.1日照影响

日照对浊度的实际影响机制并不明确，但通过实际观察，可以明显的发现同一区域有光照的区间积泥较多，而光照较少的区域积泥较少。因此需在冲洗蜂窝斜管是着重对光照区间多冲洗，同时在机加池窗户处安装遮光帘，减少光照的影响。

6.2温度影响

温度也会产生一定的影响，分析原因为日间机加池进水时，挖泥船运转，本身进水浊度低。此外，由于适当的温度加速了分子的布朗运动，更容易在絮凝剂凝结核周围富集，产生絮凝。同时排泥泵的夜间运行也加剧了浊度升高。因此一方面做好机加池的室内保温工作，减少温度变化。同时为了调节夜间浊度升高的缺陷，在夜间提高加药泵的加药频率，增大加药量。

7.结语：

水质浊度是水厂制水的重要指标，浊度保持在规定范围内可延长电厂精处理设备的寿命，具有较高的经济性。同时，一旦浊度飙升，超过合理范围可能引发停炉等严重不良后果。因此需采取各种措施保证浊度正常。通过人工控制取水、清淤和加药提升沉淀效果、开展设备检修和定期工作，逐个消除影响因素可显著降低供水浊度。

参考文献

[1]电厂化学设备及系统 陈志和-北京：中国电力出版社，2006.3（2014.1重印）。

[2]电厂化学（第四版）吴仁芳  徐忠鹏-4版。-北京：中国电力出版社，2010.1（2014.2重印）。

[3]高浊度给水工程 傅文德 许保玖-中国建筑工业出版社。

作者简介：

张晔，(1990-)，男，热动工程师，工程学士，从事水厂全面维护管理工作。