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值得深探的氣水反沖洗濾池設計細節
發布時間：
2020-11-19 00:00
來源：
本期摘要
氣水反沖洗濾池因具有濾速大、運行周期長、節水、濾後水水質好、便于自動化管理等特點，被廣泛應用于大、中型水廠生産。運行的好壞，取決于設計聯絡、施工建設、調試及生産運行管理多個環節，與水廠水質的達标和提升密切相關，凝聚了大量工程師的智慧和寶貴經驗。本期總結應對V型槽掃洗乏力、濾後水外溢、出水濁度異常、池内生長藻類、濾後水水質提升等問題的經驗，可供氣水反沖洗濾池的運行參考，以取得較好的生産效果。
01 掃洗乏力問題
揚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，掃洗時發現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程産生的濁液和泡沫黏附在池壁上，且掃洗孔的出水沖向流動水層的中部，把較小粒徑的濾料沖向排水槽，長期沖洗造成濾料表面傾斜。
在後續水廠建設工程中将掃洗孔标高提升比排水槽堰頂高20 mm，從運行情況看，濾料表面砂層水平，掃洗效果好，池壁幹淨，無黏附泡沫濁液。
02 出水濁度異常問題
揚州四水廠一期工程普通快濾池出水濁度升高，濾後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，在一期清水池入口處發現石英砂。
由于白天需滿負荷運行，濾池反沖洗一般安排在夜間低峰供水時，反沖洗效果難以觀察，不能及時判斷是哪格濾池出現異常，分析原因可能是某格濾池的濾頭或濾闆出現了問題。通過逐一掀起彩鋼瓦蓋闆觀察反沖洗效果，在排查到第三格濾池時發現，中央排水槽兩側的反沖洗強度不一樣，兩側的砂面也不一樣高，判斷為這一格濾池出了問題，更換損壞的濾頭後投入運行生産，一期工程濾池出水又恢複正常，濾後水濁度又恢複到0.2～0.3 NTU。
後續水廠新建或擴建時，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，又能及時發現異常。
03 濾後水外溢問題
在氣水反沖洗濾池管廊下方，一般布置清水渠收集濾後水，濾後水通過溢流井進入清水渠，清水渠末端與清水池或深度處理構築物連接。溢流井滿溢，可能是由以下原因引起。
01 氣堵
揚州四水廠二期工程V型濾池試運行時溢流井外溢，濾後水通過溢流井翻過堰闆流入清水渠，攜帶大量的空氣，集聚的氣體形成氣堵，導緻流水不暢，濾後水從溢流井外溢，後在清水渠首末端的頂闆上開孔，安裝了2根De110管道排放清水渠中的空氣，溢流井外溢現象消除。
02 濾池後一構築壅水
揚州頭橋水廠一期工程V型濾池試運行時，溢流井外溢。在每個溢流井内安裝了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。
驗算溢流井外牆标高，與清水池頂闆底标高相等，由于清水池最高水位不可能達到頂闆底标高，理論上不會發生外溢現象，分析原因可能是清水池高水位運行以及濾後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。
針對該原因，考慮到清水渠出水以後流入深度處理提升泵站時，延長連接管道，水流阻力更大，因此，把溢流井外牆加高了1.0 m，之後沒有發生過濾後水外溢現象。
04 濾池長藻問題
揚州地處我國南方地區，水源中以藍藻和綠藻為優勢藻類，其生長的主要環境除受溫度、營養鹽、pH影響外，光照對藻類影響較大。
揚州第四水廠濾池建設時無遮光處理，夏季高溫天氣，濾池池壁及排水槽長滿藻類（青苔），且清洗不便。對此，水廠開始試用彩鋼瓦遮光，發現藻類萎縮，一段時間後不用清洗即自然消失。
之後，揚州其他2座水廠擴建或新建時，氣水反沖洗濾池的設計均考慮了遮光，采用鋼筋混凝土封密，每格濾池留有天窗，天窗用移動不鏽鋼罩遮光，以後濾池池内沒有生長藻類，方便了水廠管理。
05 濾水水質提升問題
揚州頭橋水廠氣水反沖洗濾池設計了排放初濾水，揚州第四水廠未設計，通過彙總近2年的運行情況分析排放初濾水對濾池運行效果的影響。2座水廠采用相同的常規工藝，都取用長江水源，取水口相距約50 km，中間沒有大的水流彙入，原水水質幾乎一樣，具有一定的可比性。
01 初濾水排放對濾後水濁度的影響
2座水廠濾池的過濾速度和過濾周期不同，頭橋水廠氣水反沖洗濾池過濾速度為7.15 m/h，過濾周期為72 h；揚州第四水廠氣水反沖洗濾池過濾速度為8.0 m/h，過濾周期為24 h。根據2018年生産報表兩水廠出水濁度對比，頭橋水廠濾後水濁度一般低于揚州第四水廠濾後水濁度。
2018年兩水廠濾池濾後水濁度對比
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系。初濾水排放平均速度為12 m/h，相當于對濾料石英砂反沖洗後再正向沖洗，沖洗方向不同，黏附在石英砂上的污泥被沖刷下來，頭橋水廠石英砂含泥率低，可能是濾池出水濁度低于揚州第四水廠濾池出水的原因之一。
02 初濾水排放速度對濾後水中顆粒物的影響
揚州頭橋水廠氣水反沖洗濾池每格單元都設2隻DN200氣動蝶閥排放初濾水，可快速啟閉，同時打開2隻DN200氣動蝶閥設計排放15 min。
初濾水排放管
随着自來水水質要求的不斷提高，要求控制初濾水中的顆粒物及顆粒數。生産試驗時，同時開啟2隻氣動蝶閥與隻開啟1隻氣動蝶閥排放初濾水，進行了顆粒數的比較，從排放速度不同可看出初濾水水中的顆粒總數變化。因為濾池中的水位在不斷變化，瞬時排放速度不易計算，計算排放速度時，以單位時間排放的總水量計算平均排放速度。同時開啟2隻DN200氣動蝶閥，排放初濾水速度約為12.0 m/h；開啟1隻DN200氣動蝶閥，排放初濾水速度約為8.6 m/h。
初濾水中顆粒物的對比
2隻DN200氣動蝶閥同時開啟初濾水排放5 min，可保證出廠水中2～5 μm顆粒物在40～100個/mL，滿足内控指标要求，所以确定同時開啟2隻DN200氣動蝶閥排放初濾水時間為5 min。排放初濾水，并通過選擇合适的閥門大小和數量确定适當的排放速度和排放時間，是提高濾後水水質的有效方法之一。
06 其它注意的問題
（1）進水總渠水位控制及排空。
（2）V型槽材料宜采用不鏽鋼，不僅便于清洗，而且便于調節掃洗孔與排水渠堰頂的高差。
（3）反沖洗風機最好采用變頻，便于調節反沖洗強度，防止跑砂，還能兼顧反沖洗效果。
（4）濾池排氣管道應注意2個方面：接管位置、排氣管管徑。排氣管管徑不能過小，否則排氣時會發生鳴叫聲。同時，應注意排氣管上的閥門具備“得電（氣）關，失電（氣）開”的特點。
（信息來源：淨水技術）
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