濾池反沖洗是保證濾池正常運行必要環節,反沖洗效果好壞,直接影響濾池出水水質。目前濾池反沖洗方式主要有三種:一是單純水反沖洗;二是用水反沖洗并輔以表面沖洗;三是氣水反沖洗。從運行實踐看,氣水反沖洗效果好,運行費用低。特別是長柄濾頭的應用,各地濾池普遍采用了氣水反沖洗。除普快濾池外,虹吸濾池,雙閥濾池及V型濾池、翻版濾池等也普遍采用。我公司新建凈水廠快濾池(3.0萬噸/日),氣水反沖閥門全部采用電動或氣動,并實現微機自控。氣水反沖洗技術,也存在不足。如:氣水聯沖時,強度過大,易造成濾料流失;氣水分配不均勻,出現脈沖現象;濾板接縫不嚴密,甚至脫落,翻轉;輸氣管道閥門漏氣等,影響運行效果。我直接參與了新賓凈水廠擴建工程的施工建設,親歷了濾池土建施工和工藝安裝全過程,通過二年運行實踐,對濾池氣水反沖洗技術有了基本的認識和了解。
沖洗方式及機理的討論
氣水反沖洗基本上有兩種方式:一是先氣沖洗,后水沖洗;二是先氣沖洗,再氣水聯沖,再單獨水沖洗。***種方式,在長柄濾頭出現前廣泛使用,先氣沖,利用空氣氣泡在濾料層的上升運動使濾料相互摩擦和碰撞,使附著在濾料顆粒上的污泥脫落,氣沖停止后,再利用水沖,將脫落的污泥沖洗出濾料層并排出池池外。為了能有效地將脫落的污泥沖洗出濾料層,一般應在停氣前先送水,使水上升到接近排水槽時再停止供氣,這種方法要求濾料產生適當的微膨脹或不膨脹,對水沖洗的強度有一定的要求。第二種方法的特點是,氣水同時沖洗,氣水同時沖洗時濾料不但摩擦,還產生上下循環運動,同時將脫落污泥上浮排出濾料層,因此其沖洗效果比先氣后水好。這種方法只要求濾料“微膨脹”,水沖洗強度可大大降低,經濟效益突出,一般采用長柄濾頭的氣水沖濾池都采用這種方法。 從目前實踐情況看,不管采用哪種氣沖方法。其沖洗效果都比單純水沖洗效果要好,
氣水反沖洗系統的設計和技術關鍵
根據我的實踐經驗,要取得氣水反沖洗的***佳效果,關鍵在于,能均勻的布配水氣,合適的氣水沖洗強度,高質量的附屬設備。而要達到均勻的布配水氣,必須保證濾板、濾頭制作安裝的精度。
1、沖洗強度和沖洗歷時
氣水反沖洗強度和沖洗時間的選擇與氣水沖洗方式、濾料層的構造有關,根據幾年的運行實踐看。我認為:
(1)采用氣沖+水沖兩個階段的濾池,氣沖強度適宜在16―18L/s•m2,水沖洗的強度適宜在6-8L/s•m2,氣沖時間適宜在2―3min,水沖時間在6―8min。
(2)采用氣沖+氣水聯沖+水沖的三個階段的氣水聯沖時,氣沖強度一般為13―18L/s•m2,水沖強度一般為3-6L/s•m2,氣水聯沖的時間一般在5-7min,氣水聯沖的強度不變。
2、配氣和配水系統
(1)大阻力配水配氣系統常用的是氣水分開的大阻力配水系統,其進氣方式有兩種,一是從管廊中進氣,另一種是從池子頂上進氣。配氣管位置一般在配水管上面的承托層中,配氣支管在干管的上面以“豐”字型布置。配氣支干管設計一般為:空氣流速1.0m/s,孔眼的空氣流速采用30-35m/s,孔眼的間距70-100mm,其直徑在1-2mm,呈45度向下交錯排列。空氣干管和支管必須布置均勻。
(2)長柄濾頭的小阻力配水配氣系統。 采用長柄濾頭的氣沖濾池的進氣方式有兩種。一種為中央渠道進氣系統,另一種為集中式系統。設有中央渠道的濾池,空氣由進氣管送至濾池中央渠下部的氣水分配槽,由配氣孔分散進入濾池,由于配氣孔緊靠濾板的下部,且沿濾池長度均勻布置,可迅速形成氣墊層,效果很好,應在單池面積較大時采用。集中式進氣是由供氣管道直接進入池內,這種進氣的方式的關鍵在于兩點:一是進氣管布置在緊靠濾板的下面,二是在安裝濾板的區格梁頂要設置均勻的配氣縫,以便在濾板下部形成氣墊層,達到均勻配氣。
3、長柄濾頭是均勻分配氣水的關鍵部件。其構造由濾帽、預埋件、下部支管等組成,一般采用ABC材質。對濾頭的要求是配氣配水均勻和經久耐用。濾頭各個部件應盡量不粘接。以免使用一段時間后會產生脫落。但濾柄擰入預埋濾板的套管及套管本身的螺紋段,應有足夠的長度,一般去掉濾板厚度后應剩余4.-50mm,用于調整濾頭的高度。
長柄濾頭的開孔比為1.0%-1.5%,屬小阻力配水系統。長柄濾頭均勻的分布在濾板上。每平方米濾板安裝數量在49-56個。
要到達均勻配水配氣的要求,每個濾頭上的進氣孔,進氣縫的標高必須一致,每個濾頭的出氣量才能均等。
4、濾板及接縫處理
濾板按照每格濾池的大小確定,一般為鋼混預制。每塊濾板的大小一般在0.5m2-1.0m2左右,厚度在100mm,濾板上開孔按照濾頭的數量均勻布置。 為了保證配水配氣的均勻性,濾池底板的水平誤差要求控制在±5mm,每塊濾板的尺寸誤差控制在±1mm,水平控制誤差控制在±0.5mm。 濾板的接縫需要仔細處理,否則容易造成漏砂、脫漏、漏水、漏氣等。其施工方法較為嚴格,步驟如下:
（1）除塵,用強力洗塵器將縫隙中的雜質清除干凈;
（2）涂除底劑,在縫隙中涂上除底劑;
（3）鋪聚丙乙烯泡沫槊料,厚度為20mm;其作用是支承密封膠泥和水泥砂漿;
（4）填密封膠泥,一般采用型號為1401的密封膠泥,需加熱到160-170度,熔化后在澆注填充;厚度約為50-60mm;
（5）填水泥砂漿,膠泥填充48小時后在填水泥砂漿。
5. 濾料
濾池的濾層可選擇單層、雙層,可由濾池的形式、水質要求來確定。一般單層濾料采用石英砂,雙層濾料采用無煙煤與石英砂等。
翻版濾池,采用雙層濾料居多,V型濾池,普通快濾池等一般采用均質濾料。濾層厚度一般為0.95-1.5m,承托層厚度為5-10cm。
6. 供氣和供水系統
供氣方式一般有兩種,一是鼓風機直接向濾池供氣,二是空壓機通過儲氣罐向濾池供氣。由于鼓風機供氣效率高,設備簡單,操作方便,目前使用較多。鼓風機的出口壓力一般在0.04Kpa,風量視濾池單格面積的大小,由設計確定,一般為一用一備。沖洗水泵根據沖洗強度來確定流量和揚程,一般采用兩用一備。
濾板的制作和安裝
濾板制作質量是濾池運行效果的關鍵,如果濾板施工質量達不到技術要求,可導致氣水反沖洗效果不佳使濾池無法正常運行。
1、對濾板制作及安裝精度的要求 為了保證配水配氣的均勻性,濾池底版的水平誤差要求控制在± 5mm,每塊濾板的尺寸誤差控制在±1mm。
2、施工方法
濾池內區格濾梁有預制和現澆兩種。都要以控制點為基準進行校兌,確保標高誤差不大于±2mm。如有偏差及時調整。 濾板安裝應逐個進行測量和校正,確保水平誤差不大于±2.5mm。 濾頭的固定是通過濾板上螺紋通孔與濾頭上螺紋配合聯結實現的,凸出濾板上表面高度誤差可通過增減膠墊片來達到的。 安裝濾頭后,在裝填濾料前進行注水實驗,仔細檢查每個濾頭頂端的標高,水平誤差,如出現大于±2.5mm的偏差,應重新校正。 經過通氣實驗后,證明濾頭空氣分布十分均勻后,才能裝填濾料。
氣水反沖洗濾池在我國有較長的歷史,并已取得成功的運行經驗。實踐證明,應用氣水反沖洗技術除對提高濾池的運行效率有明顯的效果外,對降低反沖洗水的消耗也有十分積極的意義。應用氣水反沖洗技術對提高出水水質,也有非常現實的作用。因此,氣水反沖洗技術在國內水廠新建和擴建改造當中,可以得到普遍的推廣和應用。
