重鋼斜板沉淀池刮泥排泥方式分析與改造

肖成成

（重鋼股份有限公司能控中心,重慶 401254）

1 前言

重鋼所有生產(chǎn)、生活用水均由中央水處理站工業(yè)水處理系統(tǒng)處理后供出，處理工藝中設(shè)計(jì)有6 格絮凝斜板沉淀池，起到對長江原水凈化處理的主要作用，處理能力150000 t/d。斜板沉淀池設(shè)計(jì)刮泥排泥方式是采用刮泥小車將池底污泥刮至積泥坑內(nèi)，再利用水池靜壓力通過管道將積泥坑內(nèi)的污泥排出。但該刮泥方式在實(shí)際運(yùn)行中，經(jīng)常出現(xiàn)刮泥小車翻車、牽引鋼絲繩被剪斷等故障，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的產(chǎn)水能力，實(shí)為影響系統(tǒng)安全運(yùn)行的一大隱患。由于刮泥小車故障，絮凝沉淀池須停止產(chǎn)水，導(dǎo)致整個工業(yè)水處理系統(tǒng)的產(chǎn)水能力不足即無法滿足公司生產(chǎn)的正常用水。因此，急需對斜板沉淀池的刮泥排泥方式進(jìn)行分析、評估和改造。

2 斜板沉淀池刮泥排泥方式存在的問題

2.1 斜板沉淀池構(gòu)造

重鋼絮凝沉淀池由星型絮凝池? 斜板沉淀池組成，絮凝池采用斗式底部排泥，斜板沉淀池采用刮泥小車刮泥，重力排泥方式。結(jié)構(gòu)簡圖見圖1。

2.2 運(yùn)行工況

6 格斜板沉淀池日處理能力150000 t，24 h 連續(xù)運(yùn)行。每格沉淀池有一臺減速機(jī)驅(qū)動裝置，通過鋼絲繩驅(qū)動兩臺刮泥小車來回行走，水池底部小車沿池底軌道運(yùn)行。當(dāng)一個小車受力前行開始刮泥時，另外一個小車不刮泥開始返程。水池出水濁度設(shè)計(jì)小于10 NTU。

2.3 存在的問題

圖1 斜板沉淀池結(jié)構(gòu)示意簡圖

在日常運(yùn)行中，經(jīng)常出現(xiàn)小車翻車、脫軌、鋼絲繩被剪斷、刮板被拉脫落等問題，針對這些問題我們經(jīng)過仔細(xì)分析后，實(shí)施了一系列的改進(jìn)措施，如：(1)更換了所有已斷或者出現(xiàn)裂紋的鋼絲繩；(2) 制作了統(tǒng)一的混凝土塊安裝在小車上，增加小車負(fù)重，防止脫軌、拉翻；(3)校正了所有鋼絲繩導(dǎo)向滑輪，防止鋼絲繩與滾軸邊緣摩擦破損；(4) 重新加工制作了刮板軸銷，防止刮板脫落。通過以上措施，解決了小車刮板脫落的問題，但未能解決小車翻車、鋼絲繩被剪斷的問題。各刮泥小車在運(yùn)行一個月左右仍然出現(xiàn)了翻車、脫軌、鋼絲繩被剪斷問題。為此，綜合評估分析認(rèn)為，該小車刮泥方式存在設(shè)計(jì)上的缺陷，已無法滿足系統(tǒng)的運(yùn)行要求。當(dāng)其中一個小車受牽引力開始帶負(fù)荷刮泥時，另外一個小車不帶負(fù)荷返程，此時不帶負(fù)荷小車一端的鋼絲繩處于松弛狀態(tài)，就容易造成不帶負(fù)荷小車受力不平衡，出現(xiàn)翻車、脫軌問題。松弛狀態(tài)的鋼絲繩也很容易脫離導(dǎo)向滑輪，造成與滑輪邊緣的摩擦繼而出現(xiàn)鋼絲繩被剪斷的問題。

3 斜板沉淀池刮泥排泥方式改造

停止使用已無法滿足系統(tǒng)正常生產(chǎn)的刮泥小車，將斜板沉淀池的小車刮泥方式改為穿孔排泥方式，由動態(tài)刮泥改為靜態(tài)排泥。改造后見圖2 所示。

圖2 斜板沉淀池刮泥排泥改造示意簡圖

因水池結(jié)構(gòu)原因，利用原DN150 排泥管道和自動排泥程序。因斜板沉淀池池體較長，故需使用長管和短管兩種規(guī)格的排泥管道，管徑均為DN200。另外，為了較好地保證排泥效果，長管排泥管道前半段不開孔，后半段開大小為DN40 孔徑，短管排泥管道全開大小為DN30 孔徑。見圖3、圖4。

圖3 長管、短管示意圖

圖4 開孔示意圖

如圖4，為了保證池底污泥不積聚在管道內(nèi)堵塞管道，管道兩側(cè)孔洞應(yīng)與管道重力線成45°。管道單側(cè)孔洞間距為300 mm，兩側(cè)孔洞相對中心線間距為150 mm 即交錯布置。在安裝穿孔管道時，一定注意將孔洞向著池底方向布置即孔洞與地面垂直線成45°角。

4 改造效果

于2010 年7 月對1#斜板沉淀池進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)性改造，改造后根據(jù)長江原水濁度設(shè)定沉淀池的排泥周期為每2 h 一次，每次排泥1.5 min。運(yùn)行一個月左右打開水池人孔對水池和排泥管道進(jìn)行了檢查，結(jié)果顯示池底并無明顯積泥，管道內(nèi)也無堵塞情況。另外，1#水池一個月的出水濁度均保持在3.4 NTU左右，達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)產(chǎn)水水質(zhì)要求，但運(yùn)行發(fā)現(xiàn)每次排泥時，斜板沉淀池位于排泥出口端產(chǎn)水出現(xiàn)渾濁情況，時間約1 min，經(jīng)分析認(rèn)為系排泥周期短造成池底污泥上浮后再次沉降的時間不夠所致。遂將排泥周期變更為4 h，運(yùn)行一個月后打開水池檢查未發(fā)現(xiàn)排泥管道堵塞，池底積泥問題，也未再出現(xiàn)污泥上浮問題。于2011 年1 月開始對其他5 格斜板沉淀池的排泥方式進(jìn)行改造，2011 年5 月結(jié)束。運(yùn)行至今，6 格斜板沉淀池均排泥正常，產(chǎn)水濁度5 NTU 左右。從6 格斜板沉淀池穿孔排泥的運(yùn)行情況看，改造效果較好，說明如下：

(1)系統(tǒng)排泥正常，排泥管道未堵塞，池底未積泥。

(2)斜板沉淀池出水濁度一般為3～5 NTU，小于10 NTU，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

(3)采用穿孔排泥方式，相比原小車刮泥方式，既避免了對刮泥小車檢修還節(jié)約了運(yùn)行小車消耗的電費(fèi)。

(4)系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行安全可靠。

5 經(jīng)濟(jì)效益

使用穿孔排泥方式代替原刮泥小車刮泥方式，避免了因刮泥小車故障而產(chǎn)生的檢修工作量，停止使用刮泥小車驅(qū)動電機(jī)后還節(jié)約了因此而產(chǎn)生的電費(fèi)。產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算如下：

(1)節(jié)約電費(fèi)：共12 個刮泥小車，刮泥機(jī)電機(jī)功率是3 kW、380 V，電費(fèi)單價(jià)按照0.5 元/kW·h 計(jì)算，則年節(jié)約電費(fèi)=單臺電機(jī)功率×運(yùn)行天數(shù)×電費(fèi)電價(jià)×刮泥臺數(shù)=3×365×24×0.5×6=78840 元。

(2)節(jié)約取水費(fèi)：若刮泥小車故障，須排盡水池內(nèi)約1400 m3水量，造成了水耗的增高，改造后節(jié)約了此部分水量，共有6 格水池，取水綜合單價(jià)按照0.4元/m3計(jì)算，每格水池每月排水一次，則年節(jié)約取水費(fèi)用=每格水池排水量×6 格×取水綜合單價(jià)×12 月=1400×6×0.4×12=40320 元。

則，年直接經(jīng)濟(jì)效益=年節(jié)約電費(fèi)+年節(jié)約取水費(fèi)用=78840+40320=119160 元。

6 結(jié)束語

通過此項(xiàng)改造，徹底消除了重鋼工業(yè)水處理系統(tǒng)中隱患，保證了系統(tǒng)的產(chǎn)水能力和公司正常生產(chǎn)用水。將斜板沉淀池的動態(tài)機(jī)械刮泥方式改造為靜態(tài)的穿孔排泥方式，既避免了因動態(tài)設(shè)備故障而產(chǎn)生的檢修工作量，還節(jié)約了轉(zhuǎn)動設(shè)備所耗的電費(fèi)，同時還節(jié)約了因檢修所排水量，是最安全最佳的保安改造措施。另外，在斜板沉淀池底部的平池里使用穿孔排泥較少見，此項(xiàng)改造可為同類型水池的排泥改造提供參考。