摘要：為克服傳統(tǒng)自來水廠重力式無閥過濾池存在的缺點。本文就此提出運用重力式三閥自動濾池進行過濾的方法,簡述了其運行的優(yōu)點，供各大自來水廠或工企業(yè)采納。

關鍵詞：濾料；吸附；三閥；改進

在現(xiàn)代給水處理中,一個重要工藝是過濾,而當今大多數(shù)城鎮(zhèn)的自來水廠的過濾構筑物是重力式無閥過濾池。重力式無閥過濾池的運行能自動進行,但在濾池進行反沖洗的時候,濾池仍然在不斷停的進水,并通過虹吸管直接排走,造成水量損失。盡管多數(shù)自來水廠采用了濾水回收或在進行反沖洗時止進水等措施,但仍然會造成不可忽略的經濟損失。

1  顆粒濾料過濾原理

過濾就是原水通過多孔材料濾層去除水中懸浮物的過程。過濾可分為普通過濾和精密過濾。普通過濾采用快濾池,內裝粒狀濾料。精密過濾采用成型濾材或助劑過濾,也可采用粒狀濾料。過濾地面水必須在原水中加混凝劑后才能有效的去初水中的濁度。

快濾池去初濁度不是靠篩除而是靠接觸凝聚作用。所謂接觸凝聚經混凝后,膠體顆粒的雙電層被壓縮,顆粒被吸附在濾料表面上。原水加入混凝劑后,生成膠體和溶于水的電解質,壓縮天然水中膠體的雙電層,降低ζ電位,因而顆粒間易于絮凝。天然水中的膠體和混凝劑生成的膠體間也有電荷的中和作用。這些顆粒流過濾層時,因過濾時砂?？紫秲鹊乃鞫际菍恿鳡?層流的速度梯度使顆粒旋轉,易于流向濾料表面,從而被吸附在濾料上。天然水中黏土和高分子有機物顆粒帶負電,難于被帶負電的濾料吸附,加混凝劑后壓縮雙電層作用就為加強顆粒間的范德華力創(chuàng)造了條件。而混凝劑生成的帶正電的氫氧化鋁或氫氧化鐵膠體,則易于被帶負電的濾料以及濾料上的黏土所吸附。

成型濾材的精密過濾,主要是利用濾材的孔隙進行不同精度的機械過濾。

2  重力式三閥自動濾池

重力式三閥自動濾池是應用水力學原理設計的一種等流速快濾池,簡稱三閥濾池。它是在重力式無閥濾池的基礎上誕生出來的一種新型濾池。它的整個運行、反洗、擦洗等工藝過程均能自動進行,運行管理方便,由于該濾池增加了空氣擦洗裝置,改善了濾層積泥抱球不易徹底清洗的缺點,提高了清洗效果;同時由于濾池水室底部出水管上增加了放水閥,因此除正常放水操作外,當初期出水濁度不能滿足要求時,放水閥也兼作正洗排水閥,以排除初期濁度較高的出水,從而改善了出水水質。出水濁度一般可保證在1～2J T U。

三閥濾池簡圖如圖1所示。

圖1

3  三閥濾池的運行

3.1  過濾

從澄清池來的水,先經空氣分離器將水中空氣排出,以免影響濾池的正常工作。空氣分離器是直徑1100mm,高800mm、容積0.23m3的鋼制筒體,內裝一擋板,水流進入后發(fā)生流向改變,水中氣體較易逸出。排氣同時由于有部分水帶出,幫排水管引到澄清器出水口。

進水入過濾水室,通過十字形布水器, 使水均勻地淋在濾池上部。水流通過過濾層進入下部集水管,由連通管送到沖洗水箱。沖洗水箱液位逐漸升高,最后由溢流出水口進入濾水地下槽。

3.2  反洗

濾池剛投入運行時,虹吸上升管內的水位和沖洗水箱的水位頭很小,約20m m 左右。隨著過濾的進行,水頭損失增加,此進進水量不變,要保證一定出水量,虹吸上升管水位不斷提高。當虹吸上升管內水位逐漸上升到虹吸輔助上端處,水流向電極槽,電極槽水位到一定值時,電極會發(fā)出信號,反洗自動進行。

沖洗水箱容積為45.6m 3,貯存的過濾水用于反洗濾層,其水容積按一次沖洗量計算。反洗開始,部洗水箱水位逐漸下降, 當降到虹吸破壞器時,器內水很快被吸干, 而使虹吸管露出水面,空氣吸入虹吸管,虹吸被破壞,反沖停止。進水再入濾層,虹吸管水位回降至正常,過濾重新開始。

為了徹底提高反洗效率,濾層下部裝有空氣擦洗裝置,在空氣擦洗時要求濾層上部維持160mm水層,以保證濾池徹底擦洗并防止亂層。進氣壓力控制為2kg/cm2, 進氣量為18m3/min。

濾池反洗強度可由反部水量調節(jié)器錐形擋板進行調節(jié)。其流量以不沖出濾料時最大流量為有效流量。反洗強度調節(jié)一般調節(jié)到起始反洗強度為12L/(m2·s),終點強度 8L/(m2.s),平均強度為期不遠10L/(m2·s)。

濾層膨脹率30%～50%,沖洗時間為3.5～ 5min,反洗強度分別為10～14.3L／(m2·s)。

反洗強度應根據(jù)季節(jié)不同隨時調整。水溫高時,濾料不易擾動,需要增加反洗強度;水溫低時,濾料容易擾動,則反洗強度可以降低。

當進水濁度很小,或進水量小于50%額定流量及自動控制出現(xiàn)故障,在2天以上未進行反洗,為確保濾池正常運行,需進行強制反洗耳恭聽。可用8kg/cm2、9m3/h的壓力水源啟動強制反洗噴射器,抽出虹吸管內空氣,即可形成虹吸,反洗開始。

濾池反洗時,由于澄清池連續(xù)運行,進水可通過進水排水閥排入地溝。

4  濾池的改進

濾池改進圖如圖2所示。

圖2

改進后的濾池,擴大了底部多孔板與底板的距離,便于安裝維修。

濾池程序操作步驟如表1。

表1

5  結語

由本文論述可知,重力式三閥自動濾池較重力式無閥自動濾池就污水處理工藝方面更優(yōu)越是毋庸置疑的。它不會造成水量損失,減少了經濟損失,但它設置了六個閥門,其初期總投資要較重力式無閥自動濾池高。當今全球水污染極其嚴重,淡水資源越來越缺乏,污水處理就越發(fā)向深度處理轉化,所以減少淡水損失,已經不是簡單的減少經濟損失,節(jié)水的意義已經變得更加重大深遠了。

參考文獻
[1]顧夏聲,胡洪營,文湘華,王慧.水處理微生物學[M].中國建筑工業(yè)出版社 1998.
[2]馮敏.現(xiàn)代水處理技術[M].化學工業(yè)出版社.2006.

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