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摘 要：介绍了大唐吴江燃机热电有限责任公司在冬季补给水水质不合格的情况下，通过混凝沉淀、调整加药、调整水利条件等方法将水中杂质转化为沉淀物的方法和途径，并介绍了水质优化调整的方法。
关键词：冬季；澄清池；混凝；沉淀
中图分类号：TH17文献标识码：A
文章编号：1009-0118（2012）04-0220-02
一、引言
大唐吴江燃机热电有限责任公司是接收原临沪电厂212ＭＷ单汽包自然循环炉，其补给水预处理系统工艺流程为:双珠荡水—升压泵房—机械搅拌澄清池—无阀滤池—清水箱—弱阳床—阳床—除碳器—中间水箱—弱阴床—阴床—混床—除盐水箱。其机械搅拌澄清池采用的是加混凝剂硫酸铝的加药系统。
二、机械搅拌澄清池的设计出力及技术指标
(一)机械搅拌澄清池的设计流量为200t／h
(二)机械搅拌澄清池处理后达到的水质标准为：浊度<5FTU
三、机械搅拌澄清池结构及工作原理
（一）机械搅拌澄清池的基本作用
水的预处理主要是除去水中包括矾花在内的悬浮固体颗粒，为除去溶解物打好基础。预处理的方法主要是混凝处理，澄清处理和过滤处理。而我厂的机械搅拌澄清池是利用机械搅拌的提升作用来完成泥渣回流和接触絮凝作用。
（二）机械搅拌澄清池工作原理
原水通过进水管进入截面为三角形的环形进水槽，通过槽下面的出水孔或缝隙均匀地进入澄清池的第1反应室(又称混合室)。在这里，水、凝聚剂、及回流泥渣充分均匀混合。在第1反应室中，夹带着泥渣的混合水被搅拌器上的涡轮提升到第2反应室，在这里进行凝絮长大的过程。然后，水流经设在第2反应室上部四周的导流室，以消除因叶轮提升所造成的水流的旋转，使水流平稳的进入分离室中。由于其截面积增大，故水流的速度很慢，可使泥渣和水分离，流入环形集水槽。集水槽位于澄清池上部出水处，以便均匀收集清水。凝聚剂应加在澄清池原水进水管上，机械搅拌澄清池结构示意图如图1所示。
（三）机械搅拌澄清池混凝处理原理
1、混凝剂的水化学
在水溶液中，所有的高价尽速养离子都不是以单纯的离子形态存在的，而是以水和络离子形态存在。等价的羟基铝离子间的羟基桥连。这种生成羟基桥连的反应可看作是络合反应，反应物称为羟基多核络离子，它们同样会水解。水解和络合反应交错进行，最终水的PH值稳定到某一值，反应就此结束。
2、混凝过程
（1）水解，聚合和吸附脱稳：将铝盐投加到水中后，它立即开始水解聚合，水中形成不同型态的羟基络合物。正是这些水解产物的吸附架桥和电中和作用使水中胶体脱稳。
（2）凝聚，就是包括了使胶体脱稳和脱稳了的胶体在布朗运动的作用下聚集成微小絮凝体的过程。
3、本厂澄清池出水水质不合格的原因分析
冬季原水水温较低，浊度较低，以致比较难以混凝处理，而且水温低时，水的粘度增大，阻碍了颗粒的沉淀。本电厂现在的澄清池加药为硫酸铝，在低温的情况下，硫酸铝的水解和聚合反应速度缓慢，反应不及时，从而影响形成的絮凝结构，并且水中形成的絮凝体松散，含水分多，沉淀速度低，混凝效果差，会导致出水水质较差。
现在一台澄清池运行的制水流量为200m3/h，根据澄清池的容积为500t，假设沉淀颗粒直径为1cm，在冬季气温下，计算颗粒实际的沉降速率u为1.10m/h,而对于运行的实际情况u=Q/F（F为沉淀池的沉淀区面积），F=125.6m2，则要求颗粒完全沉淀需要的u为1.6m/h,由数据得知实际的沉降速度要小于需要的沉降的速度，小的颗粒无法沉降就可能被出水带走，导致澄清池出现沉淀不完全和“跑矾”的情况，导致出水水质不合格。
四、影响因素及解决方法
混凝过程从投加混凝剂起，经历水解，聚合，吸附，电中和，最终生成絮凝体等过程，所以影响混凝的因素很多。这些因素是：水的PH值，混凝剂用量，水温，原水中胶体颗粒浓度，原水中阴离子组成，流体搅拌条件和接触介质等。
根据我厂实际情况，我们主要从改善PH值、调整加药量、投加助凝剂和改善水利条件四方面来改善出水水质。
（一）PH调节
向天然水中投加硫酸铝后，水的PH值略有降低。水的PH值对混凝效果产生的影响较大，这里的PH值是指加药后的PH值。
经过小型混凝实验找出最佳PH值在6.5—7.5之间，这与水的含盐量和悬浮物存在的形态有关，在此PH值范围内，硫酸铝的水解产物主要是低正电荷高聚合度的多核羟基络合离子和氢氧化铝。这时混凝处理的决定性作用使吸附架桥，混凝效果高。
（二）调整加药量
澄清池加入凝聚剂的目的是使水中的胶体、悬浮物在单纯化学反应中形成正负电解质，与水中悬浮物和胶体形成附着，增加其密度利于沉降。当剂量低时，混凝效果不佳；用量大时混凝效果明显提高。但当混凝剂剂量增大到某一值后，（下转第222页）（上接第220页）随剂量增大只能稍微提高混凝效果。本厂在原来一直沿用一天加药25Kg，一天制水量在4000t，故在其投加的混凝剂的用量为6.25mg/L。冬季天然水中杂质少，泥沙量少，色度也小，凝聚剂加药量应改变。
根据上面试验可知在加药量为11mg/L时出水的水质是最好的，故最佳加药量为11mg/L。
（三）投加助凝剂
助凝剂是混凝处理中的辅助用药剂，可使混凝剂的用量有所降低，扩大使用的PH范围，防止细小的絮凝体从澄清设备中带出来。由于在冬季，原水的浊度低，我们主要像其中投加一些粘土，以增加水中胶体的颗粒浓度。
（四）改变水利条件
在水与混凝剂混合时，应由快到慢，使水中混凝剂由开始就充分混合，及时与水中的杂质起作用，在搅拌机的搅拌下得到充分混合。搅拌机的速度应控制好，不易太快和太慢，太快易打破凝絮物，太慢不利于混凝剂与水中杂质和水充分混合。由于原来电厂一直是一台澄清池在工作，所以出水量较大，现在投用两台澄清池，并控制转速在5-7r/min。
由表3数据可知，在采取了一系列的调整措施后，澄清池出水水质明显转好，达到规定的标准。
五、结论
（一）根据上述处理方法，大唐吴江燃机热电有限责任公司机械搅拌澄清池稳定出水量可达到220t/h。
（二）本厂在使用上述加药方式后,能保证最好的出水水质在2FTU，达到标准要求。
参考文献：
\[1\]长沙理工大学.火力发电厂水处理工程\[M\].湖南:长沙理工大学,2010.
关键词：冬季；澄清池；混凝；沉淀
中图分类号：TH17文献标识码：A
文章编号：1009-0118（2012）04-0220-02
一、引言
大唐吴江燃机热电有限责任公司是接收原临沪电厂212ＭＷ单汽包自然循环炉，其补给水预处理系统工艺流程为:双珠荡水—升压泵房—机械搅拌澄清池—无阀滤池—清水箱—弱阳床—阳床—除碳器—中间水箱—弱阴床—阴床—混床—除盐水箱。其机械搅拌澄清池采用的是加混凝剂硫酸铝的加药系统。
二、机械搅拌澄清池的设计出力及技术指标
(一)机械搅拌澄清池的设计流量为200t／h
(二)机械搅拌澄清池处理后达到的水质标准为：浊度<5FTU
三、机械搅拌澄清池结构及工作原理
（一）机械搅拌澄清池的基本作用
水的预处理主要是除去水中包括矾花在内的悬浮固体颗粒，为除去溶解物打好基础。预处理的方法主要是混凝处理，澄清处理和过滤处理。而我厂的机械搅拌澄清池是利用机械搅拌的提升作用来完成泥渣回流和接触絮凝作用。
（二）机械搅拌澄清池工作原理
原水通过进水管进入截面为三角形的环形进水槽，通过槽下面的出水孔或缝隙均匀地进入澄清池的第1反应室(又称混合室)。在这里，水、凝聚剂、及回流泥渣充分均匀混合。在第1反应室中，夹带着泥渣的混合水被搅拌器上的涡轮提升到第2反应室，在这里进行凝絮长大的过程。然后，水流经设在第2反应室上部四周的导流室，以消除因叶轮提升所造成的水流的旋转，使水流平稳的进入分离室中。由于其截面积增大，故水流的速度很慢，可使泥渣和水分离，流入环形集水槽。集水槽位于澄清池上部出水处，以便均匀收集清水。凝聚剂应加在澄清池原水进水管上，机械搅拌澄清池结构示意图如图1所示。
（三）机械搅拌澄清池混凝处理原理
1、混凝剂的水化学
在水溶液中，所有的高价尽速养离子都不是以单纯的离子形态存在的，而是以水和络离子形态存在。等价的羟基铝离子间的羟基桥连。这种生成羟基桥连的反应可看作是络合反应，反应物称为羟基多核络离子，它们同样会水解。水解和络合反应交错进行，最终水的PH值稳定到某一值，反应就此结束。
2、混凝过程
（1）水解，聚合和吸附脱稳：将铝盐投加到水中后，它立即开始水解聚合，水中形成不同型态的羟基络合物。正是这些水解产物的吸附架桥和电中和作用使水中胶体脱稳。
（2）凝聚，就是包括了使胶体脱稳和脱稳了的胶体在布朗运动的作用下聚集成微小絮凝体的过程。
3、本厂澄清池出水水质不合格的原因分析
冬季原水水温较低，浊度较低，以致比较难以混凝处理，而且水温低时，水的粘度增大，阻碍了颗粒的沉淀。本电厂现在的澄清池加药为硫酸铝，在低温的情况下，硫酸铝的水解和聚合反应速度缓慢，反应不及时，从而影响形成的絮凝结构，并且水中形成的絮凝体松散，含水分多，沉淀速度低，混凝效果差，会导致出水水质较差。
现在一台澄清池运行的制水流量为200m3/h，根据澄清池的容积为500t，假设沉淀颗粒直径为1cm，在冬季气温下，计算颗粒实际的沉降速率u为1.10m/h,而对于运行的实际情况u=Q/F（F为沉淀池的沉淀区面积），F=125.6m2，则要求颗粒完全沉淀需要的u为1.6m/h,由数据得知实际的沉降速度要小于需要的沉降的速度，小的颗粒无法沉降就可能被出水带走，导致澄清池出现沉淀不完全和“跑矾”的情况，导致出水水质不合格。
四、影响因素及解决方法
混凝过程从投加混凝剂起，经历水解，聚合，吸附，电中和，最终生成絮凝体等过程，所以影响混凝的因素很多。这些因素是：水的PH值，混凝剂用量，水温，原水中胶体颗粒浓度，原水中阴离子组成，流体搅拌条件和接触介质等。
根据我厂实际情况，我们主要从改善PH值、调整加药量、投加助凝剂和改善水利条件四方面来改善出水水质。
（一）PH调节
向天然水中投加硫酸铝后，水的PH值略有降低。水的PH值对混凝效果产生的影响较大，这里的PH值是指加药后的PH值。
经过小型混凝实验找出最佳PH值在6.5—7.5之间，这与水的含盐量和悬浮物存在的形态有关，在此PH值范围内，硫酸铝的水解产物主要是低正电荷高聚合度的多核羟基络合离子和氢氧化铝。这时混凝处理的决定性作用使吸附架桥，混凝效果高。
（二）调整加药量
澄清池加入凝聚剂的目的是使水中的胶体、悬浮物在单纯化学反应中形成正负电解质，与水中悬浮物和胶体形成附着，增加其密度利于沉降。当剂量低时，混凝效果不佳；用量大时混凝效果明显提高。但当混凝剂剂量增大到某一值后，（下转第222页）（上接第220页）随剂量增大只能稍微提高混凝效果。本厂在原来一直沿用一天加药25Kg，一天制水量在4000t，故在其投加的混凝剂的用量为6.25mg/L。冬季天然水中杂质少，泥沙量少，色度也小，凝聚剂加药量应改变。
根据上面试验可知在加药量为11mg/L时出水的水质是最好的，故最佳加药量为11mg/L。
（三）投加助凝剂
助凝剂是混凝处理中的辅助用药剂，可使混凝剂的用量有所降低，扩大使用的PH范围，防止细小的絮凝体从澄清设备中带出来。由于在冬季，原水的浊度低，我们主要像其中投加一些粘土，以增加水中胶体的颗粒浓度。
（四）改变水利条件
在水与混凝剂混合时，应由快到慢，使水中混凝剂由开始就充分混合，及时与水中的杂质起作用，在搅拌机的搅拌下得到充分混合。搅拌机的速度应控制好，不易太快和太慢，太快易打破凝絮物，太慢不利于混凝剂与水中杂质和水充分混合。由于原来电厂一直是一台澄清池在工作，所以出水量较大，现在投用两台澄清池，并控制转速在5-7r/min。
由表3数据可知，在采取了一系列的调整措施后，澄清池出水水质明显转好，达到规定的标准。
五、结论
（一）根据上述处理方法，大唐吴江燃机热电有限责任公司机械搅拌澄清池稳定出水量可达到220t/h。
（二）本厂在使用上述加药方式后,能保证最好的出水水质在2FTU，达到标准要求。
参考文献：
\[1\]长沙理工大学.火力发电厂水处理工程\[M\].湖南:长沙理工大学,2010.