值得深探的氣水反沖洗濾池設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)

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2020-11-19 00:00

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本期摘要

氣水反沖洗濾池因具有濾速大、運(yùn)行周期長(zhǎng)、節(jié)水、濾后水水質(zhì)好、便于自動(dòng)化管理等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于大、中型水廠生產(chǎn)。運(yùn)行的好壞，取決于設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)、施工建設(shè)、調(diào)試及生產(chǎn)運(yùn)行管理多個(gè)環(huán)節(jié)，與水廠水質(zhì)的達(dá)標(biāo)和提升密切相關(guān)，凝聚了大量工程師的智慧和寶貴經(jīng)驗(yàn)。本期總結(jié)應(yīng)對(duì)V型槽掃洗乏力、濾后水外溢、出水濁度異常、池內(nèi)生長(zhǎng)藻類、濾后水水質(zhì)提升等問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)，可供氣水反沖洗濾池的運(yùn)行參考，以取得較好的生產(chǎn)效果。

01 掃洗乏力問(wèn)題

揚(yáng)州第四水廠二期濾池表面掃洗孔口低于排水槽堰頂150 mm(垂直距離)，再加上排水的壅水高度約50 mm，掃洗時(shí)發(fā)現(xiàn)水平推力與漂洗水面約有200 mm的高差，造成掃洗力不足而使反沖洗過(guò)程產(chǎn)生的濁液和泡沫黏附在池壁上，且掃洗孔的出水沖向流動(dòng)水層的中部，把較小粒徑的濾料沖向排水槽，長(zhǎng)期沖洗造成濾料表面傾斜。

在后續(xù)水廠建設(shè)工程中將掃洗孔標(biāo)高提升比排水槽堰頂高20 mm，從運(yùn)行情況看，濾料表面砂層水平，掃洗效果好，池壁干凈，無(wú)黏附泡沫濁液。

02 出水濁度異常問(wèn)題

揚(yáng)州四水廠一期工程普通快濾池出水濁度升高，濾后水濁度由正常情況下的0.2～0.3 NTU升高為0.4～0.6 NTU，同時(shí)，在一期清水池入口處發(fā)現(xiàn)石英砂。

由于白天需滿負(fù)荷運(yùn)行，濾池反沖洗一般安排在夜間低峰供水時(shí)，反沖洗效果難以觀察，不能及時(shí)判斷是哪格濾池出現(xiàn)異常，分析原因可能是某格濾池的濾頭或?yàn)V板出現(xiàn)了問(wèn)題。通過(guò)逐一掀起彩鋼瓦蓋板觀察反沖洗效果，在排查到第三格濾池時(shí)發(fā)現(xiàn)，中央排水槽兩側(cè)的反沖洗強(qiáng)度不一樣，兩側(cè)的砂面也不一樣高，判斷為這一格濾池出了問(wèn)題，更換損壞的濾頭后投入運(yùn)行生產(chǎn)，一期工程濾池出水又恢復(fù)正常，濾后水濁度又恢復(fù)到0.2～0.3 NTU。

后續(xù)水廠新建或擴(kuò)建時(shí)，單格濾池都安裝濁度儀，量程為0～1000 mNTU，既能反映每格濾池出水濁度的變化，又能及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常。

03 濾后水外溢問(wèn)題

在氣水反沖洗濾池管廊下方，一般布置清水渠收集濾后水，濾后水通過(guò)溢流井進(jìn)入清水渠，清水渠末端與清水池或深度處理構(gòu)筑物連接。溢流井滿溢，可能是由以下原因引起。

01 氣堵

揚(yáng)州四水廠二期工程V型濾池試運(yùn)行時(shí)溢流井外溢，濾后水通過(guò)溢流井翻過(guò)堰板流入清水渠，攜帶大量的空氣，集聚的氣體形成氣堵，導(dǎo)致流水不暢，濾后水從溢流井外溢，后在清水渠首末端的頂板上開(kāi)孔，安裝了2根De110管道排放清水渠中的空氣，溢流井外溢現(xiàn)象消除。

02 濾池后一構(gòu)筑壅水

揚(yáng)州頭橋水廠一期工程V型濾池試運(yùn)行時(shí)，溢流井外溢。在每個(gè)溢流井內(nèi)安裝了De110排氣管，清水渠兩端也安裝了De110排氣管，首先排除了氣堵原因。

驗(yàn)算溢流井外墻標(biāo)高，與清水池頂板底標(biāo)高相等，由于清水池最高水位不可能達(dá)到頂板底標(biāo)高，理論上不會(huì)發(fā)生外溢現(xiàn)象，分析原因可能是清水池高水位運(yùn)行以及濾后加氯管道混合器阻力引起的清水渠出水管道壅水，從而引起溢流井外溢。

針對(duì)該原因，考慮到清水渠出水以后流入深度處理提升泵站時(shí)，延長(zhǎng)連接管道，水流阻力更大，因此，把溢流井外墻加高了1.0 m，之后沒(méi)有發(fā)生過(guò)濾后水外溢現(xiàn)象。

04 濾池長(zhǎng)藻問(wèn)題

揚(yáng)州地處我國(guó)南方地區(qū)，水源中以藍(lán)藻和綠藻為優(yōu)勢(shì)藻類，其生長(zhǎng)的主要環(huán)境除受溫度、營(yíng)養(yǎng)鹽、pH影響外，光照對(duì)藻類影響較大。

揚(yáng)州第四水廠濾池建設(shè)時(shí)無(wú)遮光處理，夏季高溫天氣，濾池池壁及排水槽長(zhǎng)滿藻類（青苔），且清洗不便。對(duì)此，水廠開(kāi)始試用彩鋼瓦遮光，發(fā)現(xiàn)藻類萎縮，一段時(shí)間后不用清洗即自然消失。

之后，揚(yáng)州其他2座水廠擴(kuò)建或新建時(shí)，氣水反沖洗濾池的設(shè)計(jì)均考慮了遮光，采用鋼筋混凝土封密，每格濾池留有天窗，天窗用移動(dòng)不銹鋼罩遮光，以后濾池池內(nèi)沒(méi)有生長(zhǎng)藻類，方便了水廠管理。

05 濾水水質(zhì)提升問(wèn)題

揚(yáng)州頭橋水廠氣水反沖洗濾池設(shè)計(jì)了排放初濾水，揚(yáng)州第四水廠未設(shè)計(jì)，通過(guò)匯總近2年的運(yùn)行情況分析排放初濾水對(duì)濾池運(yùn)行效果的影響。2座水廠采用相同的常規(guī)工藝，都取用長(zhǎng)江水源，取水口相距約50 km，中間沒(méi)有大的水流匯入，原水水質(zhì)幾乎一樣，具有一定的可比性。

01 初濾水排放對(duì)濾后水濁度的影響

2座水廠濾池的過(guò)濾速度和過(guò)濾周期不同，頭橋水廠氣水反沖洗濾池過(guò)濾速度為7.15 m/h，過(guò)濾周期為72 h；揚(yáng)州第四水廠氣水反沖洗濾池過(guò)濾速度為8.0 m/h，過(guò)濾周期為24 h。根據(jù)2018年生產(chǎn)報(bào)表兩水廠出水濁度對(duì)比，頭橋水廠濾后水濁度一般低于揚(yáng)州第四水廠濾后水濁度。

2018年兩水廠濾池濾后水濁度對(duì)比

2座水廠濾池石英砂含泥率不同，頭橋水廠濾池石英砂含泥率為0.3%，而揚(yáng)州第四水廠濾池石英砂含泥率為0.95%，兩者相差約3倍，頭橋水廠濾池含泥率低的原因，可能與初濾水排放有關(guān)系。初濾水排放平均速度為12 m/h，相當(dāng)于對(duì)濾料石英砂反沖洗后再正向沖洗，沖洗方向不同，黏附在石英砂上的污泥被沖刷下來(lái)，頭橋水廠石英砂含泥率低，可能是濾池出水濁度低于揚(yáng)州第四水廠濾池出水的原因之一。

02 初濾水排放速度對(duì)濾后水中顆粒物的影響

揚(yáng)州頭橋水廠氣水反沖洗濾池每格單元都設(shè)2只DN200氣動(dòng)蝶閥排放初濾水，可快速啟閉，同時(shí)打開(kāi)2只DN200氣動(dòng)蝶閥設(shè)計(jì)排放15 min。

初濾水排放管

隨著自來(lái)水水質(zhì)要求的不斷提高，要求控制初濾水中的顆粒物及顆粒數(shù)。生產(chǎn)試驗(yàn)時(shí)，同時(shí)開(kāi)啟2只氣動(dòng)蝶閥與只開(kāi)啟1只氣動(dòng)蝶閥排放初濾水，進(jìn)行了顆粒數(shù)的比較，從排放速度不同可看出初濾水水中的顆粒總數(shù)變化。因?yàn)闉V池中的水位在不斷變化，瞬時(shí)排放速度不易計(jì)算，計(jì)算排放速度時(shí)，以單位時(shí)間排放的總水量計(jì)算平均排放速度。同時(shí)開(kāi)啟2只DN200氣動(dòng)蝶閥，排放初濾水速度約為12.0 m/h；開(kāi)啟1只DN200氣動(dòng)蝶閥，排放初濾水速度約為8.6 m/h。

初濾水中顆粒物的對(duì)比

2只DN200氣動(dòng)蝶閥同時(shí)開(kāi)啟初濾水排放5 min，可保證出廠水中2～5 μm顆粒物在40～100個(gè)/mL，滿足內(nèi)控指標(biāo)要求，所以確定同時(shí)開(kāi)啟2只DN200氣動(dòng)蝶閥排放初濾水時(shí)間為5 min。排放初濾水，并通過(guò)選擇合適的閥門大小和數(shù)量確定適當(dāng)?shù)呐欧潘俣群团欧艜r(shí)間，是提高濾后水水質(zhì)的有效方法之一。