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值得深探的气水反冲洗滤池设计细节

值得深探的气水反冲洗滤池设计细节

2020/11/19 09:46
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本期摘要

 

气水反冲洗滤池因具有滤速大、运行周期长、节水、滤后水水质好、便于自动化管理等特点,被广泛应用于大、中型水厂生产。运行的好坏,取决于设计联络、施工建设、调试及生产运行管理多个环节,与水厂水质的达标和提升密切相关,凝聚了大量工程师的智慧和宝贵经验。本期总结应对V型槽扫洗乏力、滤后水外溢、出水浊度异常、池内生长藻类、滤后水水质提升等问题的经验,可供气水反冲洗滤池的运行参考,以取得较好的生产效果。

 

 

01 扫洗乏力问题

 

   扬州第四水厂二期滤池表面扫洗孔口低于排水槽堰顶150 mm(垂直距离),再加上排水的壅水高度约50 mm,扫洗时发现水平推力与漂洗水面约有200 mm的高差,造成扫洗力不足而使反冲洗过程产生的浊液和泡沫黏附在池壁上,且扫洗孔的出水冲向流动水层的中部,把较小粒径的滤料冲向排水槽,长期冲洗造成滤料表面倾斜。

在后续水厂建设工程中将扫洗孔标高提升比排水槽堰顶高20 mm,从运行情况看,滤料表面砂层水平,扫洗效果好,池壁干净,无黏附泡沫浊液。

 

02 出水浊度异常问题

 

扬州四水厂一期工程普通快滤池出水浊度升高,滤后水浊度由正常情况下的0.2~0.3 NTU升高为0.4~0.6 NTU,同时,在一期清水池入口处发现石英砂。

由于白天需满负荷运行,滤池反冲洗一般安排在夜间低峰供水时,反冲洗效果难以观察,不能及时判断是哪格滤池出现异常,分析原因可能是某格滤池的滤头或滤板出现了问题。通过逐一掀起彩钢瓦盖板观察反冲洗效果,在排查到第三格滤池时发现,中央排水槽两侧的反冲洗强度不一样,两侧的砂面也不一样高,判断为这一格滤池出了问题,更换损坏的滤头后投入运行生产,一期工程滤池出水又恢复正常,滤后水浊度又恢复到0.2~0.3 NTU。

后续水厂新建或扩建时,单格滤池都安装浊度仪,量程为0~1000 mNTU,既能反映每格滤池出水浊度的变化,又能及时发现异常

 

03 滤后水外溢问题

 

在气水反冲洗滤池管廊下方,一般布置清水渠收集滤后水,滤后水通过溢流井进入清水渠,清水渠末端与清水池或深度处理构筑物连接。溢流井满溢,可能是由以下原因引起。

01 气堵

扬州四水厂二期工程V型滤池试运行时溢流井外溢,滤后水通过溢流井翻过堰板流入清水渠,携带大量的空气,集聚的气体形成气堵,导致流水不畅,滤后水从溢流井外溢,后在清水渠首末端的顶板上开孔,安装了2根De110管道排放清水渠中的空气,溢流井外溢现象消除。

02 滤池后一构筑

扬州头桥水厂一期工程V型滤池试运行时,溢流井外溢。在每个溢流井内安装了De110排气管,清水渠两端也安装了De110排气管,首先排除了气堵原因。

验算溢流井外墙标高,与清水池顶板底标高相等,由于清水池最高水位不可能达到顶板底标高,理论上不会发生外溢现象,分析原因可能是清水池高水位运行以及滤后加氯管道混合器阻力引起的清水渠出水管道壅水,从而引起溢流井外溢。

针对该原因,考虑到清水渠出水以后流入深度处理提升泵站时,延长连接管道,水流阻力更大,因此,把溢流井外墙加高了1.0 m,之后没有发生过滤后水外溢现象。

 

04 滤池长藻问题

 

扬州地处我国南方地区,水源中以蓝藻和绿藻为优势藻类,其生长的主要环境除受温度、营养盐、pH影响外,光照对藻类影响较大

扬州第四水厂滤池建设时无遮光处理,夏季高温天气,滤池池壁及排水槽长满藻类(青苔),且清洗不便。对此,水厂开始试用彩钢瓦遮光,发现藻类萎缩,一段时间后不用清洗即自然消失。

之后,扬州其他2座水厂扩建或新建时,气水反冲洗滤池的设计均考虑了遮光,采用钢筋混凝土封密,每格滤池留有天窗,天窗用移动不锈钢罩遮光,以后滤池池内没有生长藻类,方便了水厂管理。

 

05 滤水水质提升问题

 

扬州头桥水厂气水反冲洗滤池设计了排放初滤水,扬州第四水厂未设计,通过汇总近2年的运行情况分析排放初滤水对滤池运行效果的影响。2座水厂采用相同的常规工艺,都取用长江水源,取水口相距约50 km,中间没有大的水流汇入,原水水质几乎一样,具有一定的可比性。

01 初滤水排放对滤后水浊度的影响

2座水厂滤池的过滤速度和过滤周期不同,头桥水厂气水反冲洗滤池过滤速度为7.15 m/h,过滤周期为72 h;扬州第四水厂气水反冲洗滤池过滤速度为8.0 m/h,过滤周期为24 h。根据2018年生产报表两水厂出水浊度对比,头桥水厂滤后水浊度一般低于扬州第四水厂滤后水浊度。

2018年两水厂滤池滤后水浊度对比

2座水厂滤池石英砂含泥率不同,头桥水厂滤池石英砂含泥率为0.3%,而扬州第四水厂滤池石英砂含泥率为0.95%,两者相差约3倍,头桥水厂滤池含泥率低的原因,可能与初滤水排放有关系。初滤水排放平均速度为12 m/h,相当于对滤料石英砂反冲洗后再正向冲洗,冲洗方向不同,黏附在石英砂上的污泥被冲刷下来,头桥水厂石英砂含泥率低,可能是滤池出水浊度低于扬州第四水厂滤池出水的原因之一。

02 初滤水排放速度对滤后水中颗粒物的影响

扬州头桥水厂气水反冲洗滤池每格单元都设2只DN200气动蝶阀排放初滤水,可快速启闭,同时打开2只DN200气动蝶阀设计排放15 min。

初滤水排放管

随着自来水水质要求的不断提高,要求控制初滤水中的颗粒物及颗粒数。生产试验时,同时开启2只气动蝶阀与只开启1只气动蝶阀排放初滤水,进行了颗粒数的比较,从排放速度不同可看出初滤水水中的颗粒总数变化。因为滤池中的水位在不断变化,瞬时排放速度不易计算,计算排放速度时,以单位时间排放的总水量计算平均排放速度。同时开启2只DN200气动蝶阀,排放初滤水速度约为12.0 m/h;开启1只DN200气动蝶阀,排放初滤水速度约为8.6 m/h。

初滤水中颗粒物的对比

2只DN200气动蝶阀同时开启初滤水排放5 min,可保证出厂水中2~5 μm颗粒物在40~100个/mL,满足内控指标要求,所以确定同时开启2只DN200气动蝶阀排放初滤水时间为5 min。排放初滤水,并通过选择合适的阀门大小和数量确定适当的排放速度和排放时间,是提高滤后水水质的有效方法之一。

 

06 其它注意的问题

 

(1)进水总渠水位控制及排空。

(2)V型槽材料宜采用不锈钢,不仅便于清洗,而且便于调节扫洗孔与排水渠堰顶的高差。

(3)反冲洗风机最好采用变频,便于调节反冲洗强度,防止跑砂,还能兼顾反冲洗效果。

(4)滤池排气管道应注意2个方面:接管位置、排气管管径。排气管管径不能过小,否则排气时会发生鸣叫声。同时,应注意排气管上的阀门具备“得电(气)关,失电(气)开”的特点。

(信息来源:净水技术)

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