发明人：
于益群 方自毅 张卫民 关代宇 孙淑琴 何凤华 李建科 王宏田 张怡然 常华 白力宏 马文红 许德凯 谢文浩 赵宇
常规净水 /污水厂水处理工艺中的脉冲澄清池结构包括真空室、污泥层区、澄清水区和污泥浓缩单元四个部分，控制系统由可编程逻辑控制器执行。投加混凝剂的原水以重力流方式稳定进入真空室，由真空风机将室内顶部的空气抽出，使水位上升，到达一定水位后真空破坏阀打开，让空气进入室内，此时真空室内水位突降，并通过配水渠和穿孔配水管将室内水快速排放，使水流形成脉冲进入澄清池。水中的絮体颗粒凝聚集结，并形成污泥层，水流穿过污泥层时会发生碰撞、接触、吸附，泥层在脉冲水流的作用下会保持均质蓬松状态，当泥层的高度高于污泥浓缩区隔墙高度后会溢流到污泥浓缩区单元内，浓缩区不存在上升流速，使污泥在浓缩区内浓缩后排放。
脉冲澄清池在投入运行初期，操作指导文件中关于初始运行后何时启动排泥和正式运行后排泥控制方式两个方面存在问题。其一，初始运行后何时启动排泥，在其操作指导书中只给出人工观测法，由于初始泥层形成时长不确定，人工观测不是很可靠和很准确，一旦观测不到位或人为失误，会造成排泥不及时而导致水质不合格；其二，正式运行后的排泥方式设有累积流量和累计时间两种方式，运行时两种方式二选一，均可在可编程逻辑控制器控制下完成。在经过一段时间的运行监测发现，系统中累积流量或累计时间方式设置的排泥参数都是固定值核定流量或固定时间，当原水水质发生变化或生产水量进行调整时，排泥量就会和实际值有误差。如果不及时调整排泥参数，就会出现排泥不足或排泥过度的情况，排泥不足会造成澄清池出水浊度升高，排泥过度会造成浪费，如果依靠人为调整又存在很多不可靠因素。
本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种脉冲澄清池的优化排泥方法，以流量配比方式的排泥和通过水质变化修改污泥沉降比的方法，通过试验对相关数据进行量化，并将人为设定改为系统自动控制，能够更加科学地启动初始排泥和制定合理的排泥方式。与原来固定参数和人工设定方式相比，能够保证脉冲澄清池出水水质，确保脉冲澄清池工艺稳定运行，在提高运行准确性和可靠性的同时，还实现了节水、节药和节电的目标。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案 ——一种脉冲澄清池的优化排泥方法，其特征是脉冲澄清池正式运行以“排出泥量等于生成泥量”为原则，以保持悬浮泥层的相对稳定为运行标准，选用原水后通过混凝试验分别测得：初始排泥沉淀时间的污泥沉降比，以此计算出脉冲澄清池初始化的完成时间作为判定初始运行结束和排泥启动的依据；正式运行排泥时间的污泥沉降比，以脉冲澄清池处理水量为变量，通过计算后自动生成脉冲澄清池排泥需要的时长，作为完成正式运行自动排泥控制的判定依据。
本发明应用于净水 /污水处理厂优化运行节能降耗技术领域，尤其涉及一种脉冲澄清池的优化排泥方法。
上向流脉冲澄清池工艺先进成熟，自动化运行程度高，节省电耗，尽管在国内供水 /污水行业中应用不多，但在天津开发区某净水厂得到了成功应用。
初始化运行阶段：应以50%额定流量运行，充放比设为2:1，药剂投加量设为正常值的1.5～2倍。通过混凝试验对污泥沉降比的确定和澄清池设计参数计算，初步确定初始排泥启动时间。实际运行中，引滦水初始化时间为低温低浊期24h、常温常浊期40h、高温高藻期47h，引江水为80h，与理论计算值较为吻合。与以往初始化运行立即排泥的运行方式相比，四组运行可减排3200m 3 ，实现了节水、节药和节电的目标。
正式运行期间：充放比为引滦水 3:1、引江水2:1，此充放比运行时污泥层区上、下层含泥率的比值差满足3%～7%的设计要求。排泥参数设定是在控制系统设定排泥间隔25min，输入含泥率，自动生成排泥时间，对澄清池排泥阀排出的泥水浓度进行测定，含泥率差值满足小于10%的标准。
悬浮泥层取样点及泥层沉淀示意如下：
在 “十二五”水专项课题“南水北调京津受水区供水安全保障技术研究与示范（编号：2012ZX07404002）”的子课题“基于溴酸盐控制的短流程深度处理工艺应用研究课题（编号：2012ZX07404002-007）”中，本项专利技术作为突破的关键技术之一，在其专利权单位泰达水业有限公司下属净水厂得到成果应用后，在供水/污水处理行业起到了较好的示范效应，特别在天津泰达新水源科技开发有限公司西区污水处理厂、天津市凌庄水厂、汉沽龙达水厂得到了推广应用，取得了较好的经济效益和社会效益。
天津泰达水业有限公司净水厂脉冲澄清池
津泰达新水源科技开发有限公司西区污水处理厂脉冲澄清池
上向流炭吸附脉冲澄清池先进可靠，自动化运行程度高，而且综合投资低，同时节省占地，能够降低运行能耗。但其在净水厂的应用中泥层矾花存在上浮问题，受流量变化影响大。初始运行后何时启动排泥，在其操作指导书中只给出人工观测法，正式运行后的排泥方式设有累积流量和累计时间两种方式，但累积流量或累计时间方式设置的排泥参数都是固定值（固定流量或固定时间），运行时两种方式二选一，实际运行条件参数等还需要进一步摸索积累。
该技术提供一种脉冲澄清池的优化排泥方法，以流量配比方式的排泥和根据水质变化修改污泥沉降比的方法，通过试验对相关数据进行量化，并将人为设定改为系统自动控制，能够更加科学地启动初始排泥和制定合理的排泥方式。与原来固定参数和人工设定方式相比，能够保证脉冲澄清池出水水质，确保脉冲澄清池工艺稳定运行，在提高运行准确性和可靠性的同时，还实现了节水、节药和节电的目标。
本专利提供一种脉冲澄清池的优化排泥方法，已被国家知识产权局授权，适用于采用脉冲澄清池的净水厂、污水处理厂的工艺优化运行，形成自有专利技术与精细运行、节能降耗的创新技改措施，已在天津多个净水厂、污水处理厂得到应用，推动本项技术的不断优化与迭代升级。
针对本专利保护，专利权人要求其他单位使用本专利相关的技术成果时必须通过我公司授权，未经允许，不得使用。
泰达水业有限公司净水厂成功应用该专利技术后，在供水 /污水处理行业起到了较好的示范效应，特别在天津泰达新水源科技开发有限公司西污污水处理厂、天津市凌庄水厂、汉沽龙达水厂得到了推广应用，取得了较好的社会效益。
以此专利申请单位所在净水厂应用情况为例，该专利授权后，2020年脉冲池初始化采用优化运行方式后，每次可减排3200m
3
水，通常需要每月一次初始化运行，全年可减排3200
m
3
×12=38400
m
3
。
该专利技术应用后，全年减排的 38400
m
3
水直接进入清水池并加压输送到管网，以 4.9元/
m
3
的居民水价计算，漏损率以 10%计算，2020年可增加效益为：4.9元/
m
3
×38400
m
3
×90%=16.93万元。
未采用该专利技术的情况下，排走的 38400
m
3
水的 30%随厂区排泥水排出，按原水价格为2.55元/
m
3
计，此部分 2020年浪费的水费为：2.55元/
m
3
×38400
m
3
×30%=2.94万元。而排走的38400
m
3
水的 70%回到调节池，重新加压进入生产线进行处理，其间需要进水泵房加压和投加药剂混凝，涉及费用计算如下：
进水泵房电耗为 85kW·h/k
m
3
，以电价为 1元/(kW·h)计，此部分2020年电费为：1元（kW·h）×85kW·h/k
m
3
×38400
m
3
×70%=0.23万元。
水厂药剂成本为 60元/k
m
3
，此部分 2020年药费为：60元/k
m
3
×38400
m
3
×70%=0.16万元。
综上，脉冲澄清单元工艺采用该专利技术改进后， 2020年节支总额为：16.93+2.94+0.23+0.16=20.26万元。
本发明专利提供的脉冲澄清池的优化排泥方法，一方面可以有效保证使用脉澄清池的污水处理厂出水 COD等指标稳定达标，另一方面可以优化脉冲澄清池生产运行管理，减少电耗、药耗等，具有显著的节能减排效果，对于污水处理厂出水收纳水体水质提升具有良好的环境效益。
面对日益严格的生活饮用水水质标准和污水排放标准，脉冲澄清池工艺应用逐渐广泛。本发明专利提供的脉冲澄清池的优化排泥方法，可保证出水水质稳定的同时节省能耗，在相关工艺的净水厂 /污水处理厂具有广阔的应用前景。同时通过本发明专利技术的推广运用，可以较好地推进净水/污水处理行业向安全、稳定、精细化管理方向发展。
本发明专利已在 “十二五”水专项课题“南水北调京津受水区供水安全保障技术研究与示范（编号：2012ZX07404002）”的子课题“基于溴酸盐控制的短流程深度处理工艺应用研究课题（编号：2012ZX07404002-007）”中作为突破的关键技术之一，在结项时获得业内专家的一致认可。
应用该技术的泰达水业有限公司净水厂三期工程荣获 2010年度国家优质工程银质奖。
应用该技术的天津泰达新水源科技开发有限公司西区污水处理厂一、二期提标改造工程荣获 2019年度天津市建设工程“海河杯”奖。
