ACTIFLO微砂沉淀在某海水淡化工程中的应用

2022-09-11

一、工程概述

ACTIFLO微砂沉淀工艺是由法国Veolia Water公司开发的一种一种高效沉淀工艺, 结合了微砂处理强化絮凝和斜管澄清技术。将ACTIFLO微砂沉淀工艺运用与唐山某海水淡化工程中, 取得了良好的效果。该工艺是将混凝、注砂、熟化和沉淀等多单元合并在一个处理设备中, 处理工艺流程如图1所示。

二、ACTIFLO系系统统的的运运用用

1. 混凝池

每个ACTIFLO系统含1座混凝池, 池深6m, 平均水深5.2m, 有效容积181m3, 水力停留时间2.05min。投加了混凝剂的原水从混凝池的底部进入ACTIFLO系统, 每座混凝池配有一台垂直安装的搅拌机, 受恒速发动机驱动。混凝区还配有一个排水阀。

2. 注砂池

每个ACTIFLO系统含1座注砂池, 池深6m, 平均水深5.2m, 有效容积181 m3, 水力停留时间2.05min, 微砂平均浓度2-4 kg/m3。混凝后的海水从混凝池上部溢流进入注砂池。在注砂池内加入高分子聚合物和微砂。每座注砂池配有一台垂直安装的搅拌机, 受恒速发动机驱动。注射区还配有一个排水阀, 用于注砂池和熟化池的排水。

3. 熟化池

每个ACTIFLO系统含1座熟化池, 池深6m, 平均水深5.2m, 有效容积525m3, 水力停留时间2.05min, 微砂平均浓度2-4 kg/m3。含砂、絮凝物悬浮液的水从注射池通过底部开口流入熟化池。如需要, 此时可在该池进水处再投加高分子聚合物。每座熟化池配有两台垂直安装的变频搅拌机, 变频器安装在主控制柜中。

4. 沉淀池

每个ACTIFLO系统含1座沉淀池, 平均水深7.31m, 上升流速38.5 m/h。含絮凝物及微砂的海水从熟化池通过垂直档板进入沉淀池。每一座沉淀池由一组斜管、一套澄清水收集槽和一套污泥收集装置组成。

5. 沉淀与澄清水收集

每一个沉淀池配有1套斜管模块。斜管采用是六角形空径蜂窝管, 材质为乙丙共聚。该模块的底部由一组碳钢衬胶支架支撑, 斜管上方的澄清水由玻璃钢的集水槽收集。

6. 污泥收集

每座沉淀池直径14m, 各设有一个中心传动刮泥机, 防止污泥和微砂在底部板结。在金属的支架上垂直安装刮刀。刮泥机刮动沉淀在漏斗底部的微砂使其旋入漏斗中央, 在那里污泥槽就会将积聚的污泥收集起来, 污泥稠化后被抽入水力漩流器 (砂水分离器) 。刮泥机是受自动变频控制减速发动机驱动的。如果遇到机械热负荷超载或扭矩参数过高, 发动机会自动关闭或向操作员发出警报。

7. 微砂循环

防腐耐磨的砂循环泵能保证微砂的再循环。每套ACTIFLO系统配二台自动变频控制砂泵。正常设计流量运行时只需运行一台泵, 当一套系统检修时另一套运行。在最大设计水量时运行二台砂泵。

ACTIFLO在运行的过程中会需要少量微砂的补充, 以保证系统循环中微砂的需要量。每立方米水需每天一次性补充微砂约1-5克。

微砂的投加采用自动形式。微砂被存放在一个15m3的料仓内, 微砂通过吊车吊至料仓项部, 切开后掉入料仓内。一台螺旋进料器从料仓内将微砂加入微砂制备池, 池体为混凝土结构。砂浆将从这里被泵入每个投加点。微砂规格:粒径100-120μm, 制备投加浓度100g/L。

8. 水力旋流器 (砂水分离器)

污泥和微砂被送入水力旋流器, 在旋流器中微砂将从污泥中分离出来。污泥从水力旋流器的上部溢流排出, 微砂从底部被排入注射池中再循环。每个循环泵对应两台水力旋流器。

9. 污泥排放

每套装置将通过水力旋流器溢流排出污泥。当ACTIFLO®澄清器工作时, 污泥的流量保持稳定。污泥由砂水分离器溢流进入污泥排放总管。

在进水SS按150mg/L情况下, 污泥产量约为290.8m3/h, 污泥含水率约为99.5%到99.7%, 连续排放。在进水SS按1000 mg/L情况下, 污泥产量约为581.5m3/h, 污泥含水率约为98.1%到98.8%, 连续排放。污泥将重力排至污泥浓缩池。污泥上游排放点位于ACTIFLO池顶上, 高度约高于地面8.5米处。

1 0. 化学加药

自动加药由预处理PLC系统控制完成, 并建立专家系统, 以对加药量进行实时控制。投药泵出口设置流量计、压力计, 加药点处设置来水浊度仪、流量仪, 以上仪表的信号经PLC传送给变频器, 再由变频器输出多点控制信号控制变频计量泵投药。计量泵在工作过程中, 一旦出现故障, PLC自动将工作状态切换到备用设备, 并给出相应故障设备报警信号, 提示操作工及时处理。

(1) 混凝剂

聚合氯化铝 (PAC) 粉剂将被用作混凝剂。设置两个制备及储存罐 (一用一备) 。每个罐可供一天的加药用量。药剂罐与药剂投加泵相连, 由投加泵输送到加注点。加注点为海水预处理装置ACTIFLO®前端的混凝池。

PAC粉剂投加规格:制备浓度10%, 设计投加量85 mg/L10%溶 (按进水SS=150mg/L平均投加量, 约4.5mg/L的铝) 。

(2) 絮凝剂

粉末状阴离子高分子聚合物 (聚丙烯酰胺PAM, 25kg一包) 将被用于聚合物的配制和投加。采用全自动泡药机, 聚合物从配制槽流入饱和槽, 然后进入投加室进行适当的配制和投加。投加泵将液态聚合物送入注砂池。

PAM投加规格:平均设计投加量0.1-0.5mg/L干粉, 制备溶液浓度5g/L, 再稀释至投加浓度1-2g/L。