虹吸濾池改為氣水反沖洗濾池的工程實(shí)踐
1 工程概況
勝利油田供水公司辛安水廠設(shè)計(jì)供水能力為15×104m³/d，近幾年實(shí)際供水量為7×104m³/d左右。該廠共有3座虹吸濾池，單座濾池設(shè)計(jì)處理規(guī)模為5×104m³/d，每座濾池分為12格，單格面積為27. 5 m²；原設(shè)計(jì)濾速為7 m/h，反沖洗強(qiáng)度為15 L/(m²•s)；濾床底部采用小阻力穿孔板加設(shè)20目和40目尼龍網(wǎng)各一層，穿孔板上布有Φ10喇叭形小孔，開孔率為1. 28%；承托層厚為250 mm，采用粒徑為2~16 mm的多層級(jí)配礫石；濾料層使用粒徑為0. 8~1. 2mm的石英砂，厚為700mm。在使用過程中存在反沖洗布水不均、效果差、出水水質(zhì)差等問題，難以適應(yīng)原水水質(zhì)惡化、供水量變化系數(shù)大、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)越來越高等狀況。
辛安水廠首先對(duì)一座虹吸濾池進(jìn)行了技術(shù)改造。改造盡量利用原有主體構(gòu)筑物，將每2格濾池合并為1格濾池(原12格濾池合并為6格濾池)，中間隔墻在上部渾水區(qū)和下部清水區(qū)分別進(jìn)行開孔連通，隔墻兩旁設(shè)置雙層渠道，下層為濾后出水、反沖洗進(jìn)氣進(jìn)水總渠，上層為反沖洗排水渠，單池過濾面積為46. 4 m²。對(duì)虹吸濾池反沖洗排水堰口矮墻予以加高封閉，使原排水渠上層成為管廊，安放排水管件與控制閥門等，下層排水渠繼續(xù)利用，采用閥門代替原進(jìn)水和反沖洗排水虹吸控制。重新安裝清水出水和反沖洗配水、配氣等管線及控制閥門。新建反沖洗泵房及風(fēng)機(jī)房一座，安裝反沖洗水泵和鼓風(fēng)機(jī)等設(shè)備？刂崎y門采用氣動(dòng)閥門，安裝PLC等自控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)監(jiān)測與控制。
2 技術(shù)改造要點(diǎn)
① 改用濾頭、濾板及單層均質(zhì)石英砂濾料層清除原濾料，拆除原排水槽、濾板、濾梁。將原池底加高500 mm，在濾池內(nèi)沿原濾梁方向做5道高1 200 mm、寬120 mm的濾梁(靠池壁的兩道寬60mm)，濾梁頂面達(dá)到水平，并保證預(yù)埋錨固濾板用的不銹鋼件定位準(zhǔn)確，濾梁內(nèi)配筋與池底筋接牢，池中間的每條濾梁頂面預(yù)留均勻分布的配氣平衡孔(140 mm×5 mm)4個(gè)，確保反沖洗配氣均勻，濾梁下部開孔(800 mm×800 mm)2個(gè)，使配水室貫通，確保反沖洗配水均勻。在每格濾池內(nèi)安裝940 mm×993 mm×100 mm的濾板48塊，找平后用不銹鋼壓板固定，濾板間嵌縫采用防滲專用攪拌水泥砂漿(不用水)填實(shí)、襯平。每塊濾板上安裝49個(gè)濾頭，每格濾池安裝2 352個(gè)，單個(gè)濾帽縫隙總面積為2. 8cm²，濾板開孔率為1. 46%。其上鋪設(shè)粒徑為2~8mm礫石承托層，厚100 mm。濾料層采用粒徑為0. 85~1. 10 mm的均質(zhì)石英砂濾料，厚1 200 mm。
② 改變渾水進(jìn)水方式
取消原虹吸濾池的進(jìn)水虹吸管，改用管道閥門控制進(jìn)水。在濾池兩側(cè)設(shè)置兩條進(jìn)水V型槽，對(duì)應(yīng)V型槽在原有進(jìn)水廊道及新加高池壁開孔安裝DN250鋼管進(jìn)水，進(jìn)水管接入V型槽內(nèi)，采用氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥控制進(jìn)水量和掃洗水量。進(jìn)水管在進(jìn)水廊道上的取水管口標(biāo)高要合適，中心位置偏差不得超過5 mm，以免影響各濾池的進(jìn)水量平衡。進(jìn)水V型槽采用不銹鋼制做，與原有池壁成45°角安裝，采用膨脹螺栓固定。
③ V型槽表面掃洗配水孔口標(biāo)高的確定
按濾池氣水沖洗設(shè)計(jì)規(guī)程(CECS50： 1993)規(guī)定，低于排水槽頂面的垂直距離一般可為150 mm。
不銹鋼V型槽表面掃洗配水開孔采用Φ25、間距116 mm水平布置。但在掃洗時(shí)發(fā)現(xiàn)孔口淹沒水深較大且成45°角向下出流，造成橫向掃洗力度不足而使沖洗過程中產(chǎn)生的渾濁液及泡沫粘附在池壁上，反沖洗后初始進(jìn)水通過孔口將砂面沖出一條溝槽，影響沖洗和過濾效果。為此，將配水孔標(biāo)高抬高至排水槽頂以上30 mm，并將孔口加水平短管調(diào)整為水平出流，以加強(qiáng)沖洗水的橫向流動(dòng)，及時(shí)排除懸浮固體。
④ 改變?yōu)V后出水方式
拆除原匯水渠間的隔墻及平板閥，以盲板封堵原濾池出水孔口，將原出水匯水渠改為管廊。在隔墻兩邊新建清水匯水渠(兼作反沖洗配水、配氣總渠)，渠頂與濾板標(biāo)高一致，中間隔墻開設(shè)800mm×800 mm孔連通，在渠底部兩邊分別設(shè)通向?yàn)V池清水區(qū)的匯水支孔(兼作反沖洗配水孔)，采用DN100管預(yù)埋，每邊均勻分布30個(gè)。對(duì)應(yīng)匯水渠底部安裝DN450出水管(反沖洗時(shí)兼作配水管)，通過閥門調(diào)節(jié)出水量，控制濾池水位和濾速。濾后水通過清水管、清水匯管流入清水池。
⑤ 改變沖洗方式，采用氣水反沖洗
在新建反沖洗配水、配氣總渠(即清水匯水渠)頂部兩邊分別設(shè)通向?yàn)V池清水區(qū)的配氣支孔，采用DN25管預(yù)埋，每邊均勻分布48個(gè)，對(duì)應(yīng)渠頂部安裝DN250配氣管，通過閥門控制進(jìn)氣。
反沖洗過程：首先單獨(dú)氣洗，然后氣、水混合沖洗，最后單獨(dú)水洗。各反沖洗方式的歷時(shí)根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)而定，初步設(shè)定各為4 min。為了加強(qiáng)沖洗效果，緩沖對(duì)其他濾池的負(fù)荷變化沖擊，可在整個(gè)反沖洗過程中一直維持用部分濾前水進(jìn)行表面掃洗。各反沖洗方式的強(qiáng)度如下： a.單獨(dú)氣洗為15 L/(m²•s)； b.氣、水混合沖洗時(shí)氣為15 L/(m²•s)，水為4~6 L/(m²•s)； c.單獨(dú)水洗為6~8 L/(m²•s)； d.表面掃洗為1~2 L/(m²•s)。
⑥ 濾池反沖洗排水
撤除原排水虹吸管，在隔墻兩邊清水匯水渠上面新建反沖洗排水匯水渠，中間隔墻開設(shè)800 mm×800 mm孔連通，對(duì)應(yīng)排水匯水渠安裝DN450排水管，接入原排水渠下的排水總渠，用閥門控制排水。
排水匯水渠堰頂標(biāo)高在不影響配水均勻的情況下適當(dāng)降低，減少濾料層上的水深，可適當(dāng)縮短漂清時(shí)間，減少?zèng)_洗水耗。此次改造中排水渠堰頂距離砂面500 mm。
⑦ 新建反沖洗泵房及風(fēng)機(jī)房1座
安裝KRTK200-280電潛泵3臺(tái)(2用1備)，SSR-150型羅茨鼓風(fēng)機(jī)3臺(tái)(2用1備)，分別給濾池反沖洗提供壓力水和壓縮空氣；安裝JX5FF型空氣壓縮機(jī)2臺(tái)(1用1備)，給氣動(dòng)閥門提供壓縮空氣。
⑧ 采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、PLC、儀表及控制按
鈕等組成一套控制系統(tǒng)，對(duì)濾池進(jìn)水、水位、過濾運(yùn)行和氣水反沖洗的全過程進(jìn)行自動(dòng)控制進(jìn)水閥和清水調(diào)節(jié)閥采用氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥，排水閥、氣沖閥和水沖閥采用氣動(dòng)開關(guān)蝶閥，放氣閥采用氣動(dòng)擠壓蝶閥。電潛泵和鼓風(fēng)機(jī)采用AB軟啟動(dòng)裝置。水位、水阻采用壓阻式在線檢測？刂平缑婕败浖褂霉た亟M態(tài)王開發(fā)。濾池反沖洗采用水阻、水位、工作周期三個(gè)條件進(jìn)行判斷，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)、中控室點(diǎn)動(dòng)、現(xiàn)場一步化、現(xiàn)場全手動(dòng)共四級(jí)操作。改造后的濾池構(gòu)造見圖1。
 |
3 運(yùn)行情況
辛安水廠源水取自黃河最下游，污染較為嚴(yán)重。本次改造工程于2002年5月30日投入試運(yùn)行，改造后與改造前對(duì)比表明：改造后的V型濾池達(dá)到無人操作，運(yùn)行穩(wěn)定，工作周期比原虹吸濾池大大延長，濾后水濁度<1 NTU(見圖2)，出水水質(zhì)明顯優(yōu)于虹吸濾池。
 |
4 結(jié)語
辛安水廠的濾池改造達(dá)到了預(yù)期的出水水質(zhì)目標(biāo)，經(jīng)與該公司新建的純化水廠V型濾池相比，取得了相同的出水水質(zhì)效果，而改造工程總投資僅為340萬元，比建造一座同等規(guī)模新濾池節(jié)省一半投資，經(jīng)濟(jì)效益明顯且改造工期僅6個(gè)月。該公司隨后于2003年和2004年采用相同工藝，對(duì)河口水廠、孤東水廠(處理規(guī)模均為5×104m³/d)進(jìn)行了改造。
參考文獻(xiàn)：
[1] 許保玖.給水處理理論[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社， 2000.
[2] 童禎恭，謝宏云，吳雪峰.桂林鐵路水廠虹吸濾池反沖洗系統(tǒng)的改造[J].中國給水排水， 2003， 19(3)： 58-60.
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
