机械搅拌加速澄清池跑矾花的原因及对策

机械搅拌加速澄清池跑矾花的原因及对策

摘要：跑矾花是机械搅拌加速澄清池在水处理过程中经常碰到的现象，其成因较为复杂，处理较为棘手。

本方通过运用改进型方杯搅拌试验准确地模拟测试生产工艺，结合现场实践的方法找出加速池跑矾花的成因，并找出相对成熟的应对方法。

关键词：机械搅拌加速澄清池、跑矾花、磁力搅拌试验、应对方法

1 引言

机械搅拌加速澄清池跑矾花是多数水处理车间经常碰到的问题，加速池中矾花大量上浮进入清水槽，会引进加速池水处理效果降低，出水水质超标，严重影响加速池的正常运行。传统方法是采用冲洗加速池的方法、虽一时有效，但不久就会重新跑矾花，大量冲洗不仅提高了水耗、电耗，而且在保证供水量的情况下，轮流冲洗加速池，必将增加其它运行加速池的负荷，从而使跑矾花更加明显，跑矾花现象得不到根本有效的解决。准确分析加速池跑砚花的成因，并找出有效的应对措施，保障加速池经济稳定运行是火电厂水预处理车间亟需解决的问题。

2 方杯搅拌试验

在我公司生产过程中，搅拌试验常用室内烧杯小样试验，得到的结果往往与生产实际不符，不能有效指导生产，这主要是因为使用浆板圆杯的水力条件与生产实际中的水力条件差异较大。为此、我们参考《城市供水行业2000年技术进步发展规划》上提供的较先进的改进型方杯试验，成功地用方杯和磁力搅拌器模拟生产实际，对加速池混凝沉淀效果进行了测定，从中找出矾花上浮的成因。

2.1 搅拌试验过程

搅拌实验是在DBJ一621型定时变速搅拌器上进行，每次实验水样量为500ml，水样取自我公司水预处理车间加速池入口。操作程序为在快速搅拌下投加聚合硫酸铁棍凝剂，反应2rain后，继续搅拌8min，静沉15min后于距上液面约3cm处吸取部分清液测定剩余浊度。并测定泥渣沉降比。浊度用GDS一3型光电浑浊度仪测定，以蒸馏水的浊度为零基准。对比各种方式下的余浊及泥渣沉降比，找出余浊高、泥渣沉降比高的原因。

2.2 相同加药量下不同搅拌转速试验对比

依据多年的运行经验，我公司水预处理加速池加药量在10mg/l左右，故试验时聚铁加药量控制在10mg/l，选定6种不同转速进行试验。试验数据如下表：

图1 余浊及泥渣沉降比随搅拌转速变化趋势图

2.3 相同搅拌转速下不同加药量试验

依据相同加药量下不同转速的试验可以看出，搅拌转速在60r/min左右时混凝效果最佳，余浊低，矾花下沉速度快。故在第二项试验中，将搅拌速度控制在60r/min，选定6种不同

图2 余浊及泥渣沉降比随加药量变化趋势图

2.4 试验结果及讨论：

通过以上两组试验，可以清楚地看出搅拌速度、加药量对混凝效果的影响。从余浊以及泥渣沉降比上可以分析跑矾花的成因：余浊大、泥渣沉降比高说明泥渣沉降速度慢，矾花容易上浮，造成跑矾花现象；相反，余浊小、泥渣沉降比低，说明混凝效果好，泥渣沉降速度快，不会造成跑矾花现象。对试验进行分析后，总结引起加速池跑矾花现象的主要因素有下面几点：

2.4.1 混合因素

在整个工艺流程中，混合是第一步，混凝剂通过加药设备加入到源水中，经水力自身作用和静态混合器混合后，然后进入反应池中，这一步是至关重要的一步，能否混合完全及混合完全的时间将直接影响到下面反应和沉淀的效果。在第一组试验中，控制加药量一致，通过搅拌速度来改变混合条件和反应条件，我们可以清楚地看搅拌转速在50r/min以下时，混合不充分，余浊明显偏大，泥渣沉降比偏高，容易造成跑矾花的现象。但搅拌转速高过80r/min 后，搅拌太强，生成的矾花会被打碎，影响混凝效果，造成余浊上升，泥渣沉降比升高，极易造成跑矾花现象，十分不经济。故控制合理的搅拌转速是确保加速池稳定运行的重要一环。

2.4.2 反应因素

水进入反应池中后。由于混凝刑的脱紊和架桥作用，水中颗粒不断碰撞、接触，逐步形成矾花，在混合不充分的情况下，这一过程进行得较为缓慢，形成的矾花细而小，虽然通过延长反应时间和沉淀时间，可弥补一些混合不足的影响，但在实际生产中是不易实现的。但通过改造反应池，反应池中颗粒间碰撞机会增加，将显着提高反应效果。

2.4.3 加药量因素

从第二组试验可以看出，在相同的搅拌转速下，加药量的大小对混凝反应影响很大，加药量低于8mg/l时，矾花形成密集细小，反应池出水进入分离区后，局部密度相近，近似均匀水体，引起拥挤沉淀，易出现跑矾花现象。而加药量大于12mg/l后，余浊明显上升，导致在分离区中继形成矾花，而造成跑矾花可能性较大，给人一种矾花较好，沉不下去的现象。

3 生产现场实践

国电靖远发电有限公司供水车间共有5台机械搅拌加速澄清池，规格为直径29米，水处理能力1800m3/h，搅拌机电机转速可调范围0-1250r/min。自投产运行以来，曾多次出现

絮体突然上浮聚集于池面并进入清水池的跑矾花现象，对加速池的稳定运行和出水水质造成很大的影响。在试验室方杯试验的基础上进行生产现场实践，来印证方杯试验的结论，更进一步分析矾花上浮的原因，从而确定合理的应对措施。

3.1 搅拌机转速对混凝效果的影响

对应第一组方杯试验，保持5台加速池加药量一定，为10mg/l，5台搅拌机电机转速依次调整为：#1 200r/min，#2 400r/min，#3 600r/min，#4 800r/min，#5 1000r/min，每台加速池的进水量保持相同为1000 m3/h，进水浊度为50FTU。1小时后测量各加速池出水浊度及

从测量数据可以看出，与第一组方杯试验结果是吻合的，在加药量恒定的条件下，#3加速池搅拌转速适中，出水水质最好，分离区清水层厚度达1米以上，二反应室泥渣形成速度快，矾花颗粒大而且沉降速率高，混凝效果相当好。而#1、2加速池因搅拌转速偏小，药剂混合反应不充分，二反应室泥渣形成速度慢，矾花形成细小，分离区清水层与矾花沉降层区分不明显，出水水质超标。#5加速池在进水量为1000 m3/h条件下搅拌机电机转速偏高，二反应室泥渣形成速度虽然快，但被速度偏高的桨片及水流打碎，观察分离区矾花间十分透明，矾花与清水间界限也十分明确，但矾花沉降速度很慢，大部分矾花随水流进入清水池，形成典型的跑矾花现象。

3.2 加药量对混凝效果的影响

对应第二组方杯试验，保持5台加速池搅拌机电机转速在600-700r/min之间，将5台加速池加药量依次调整为：#1 2mg/l，#2 5mg/l，#3 8mg/l，#4 10mg/l，#5 15mg/l，每台加速池的进水量保持相同为1000 m3/h，进水浊度为50FTU。1小时后测量各加速池出水浊度及二反应室

第二次实践的数据和第二次方杯试验结果也十分相近，#1、2加速池加药量不足，泥渣浓度低，出水水质差。#3、4加速池加药量适中，泥渣形成快，出水水质好。而#5加速池加药量过大，虽然二反应室泥渣浓度高，但形成的矾花比较松散，不易沉淀，出水水质反而升高超标。

4 其他原因分析

在多年的运行过程中，发现了因系统调整等原因引起的加速池跑矾花现象，一并进行分析，完善应对策略。

4.1 藻类对混凝效果的影响

夏季原水中藻类含量较高，藻类代谢产生的有机物中的酸性物质与混凝剂（聚合硫酸铁）的水解产物发生反应，生成的物质附着在絮体颗粒的表面，阻碍了颗粒相互碰撞和结合，形不成比较大的矾花，影响了混凝效果。

4.2 水体温差的影响

加速池的进水来自辐流式沉淀池的出水，夏季进水量偏小或系统短时停运时，原水在辐沉池中停留时间太长，曝晒时间长导致水温上升，有时可高出加速池内水温6℃以上，高温水进入加速池后因水的密度不同导致加速池局部形成短流现象和异重流现象，池水的严重对