氣水反沖洗V型濾池的調試
開封市三水廠降氟改水擴建工程規模為10萬m3/d,于1996年5月1日開工，1998年8月1日試運行。水源為黃河水，凈水工藝為常規反應、沉淀、過濾、消毒工藝。濾池采用的是氣水反沖洗V型濾池，共12格，單格有效過濾面積66m2，濾料為均質石英砂，有效粒徑0.95～1.35mm，K60=1.21，濾層厚度1.2m；承托層為4～8mm粒徑的卵石，厚度50mm；濾頭為QS-Ⅰ型 20×292長柄濾頭，每m2濾板安裝49個濾頭，開孔率為1.225%。設計濾速7m/h，為恒水位恒速過濾方式，最大濾層水頭差2.4m。原設計的濾池反沖洗方式為氣水混合反沖洗，其步驟為先單獨氣洗2min；再氣水混合沖洗2min；然后單獨水漂洗6min；整個反沖洗過程中均利用濾前水進行表面掃洗，氣洗強度14～16L/(s.m2)，水洗強度4～6L/(s.m2)。經過近3個月的試運行，我們發現沖洗效果不很理想，為獲得較好的運行效果，確定合理的運行參數，我們于1998年12月至1999年4月進行了反沖洗強度及反沖洗時間的實際試驗和調試工作。并于1999年7月24日又進行了檢查。
1 過濾周期的控制
濾前水濁度穩定在3～6NTU，濾層成熟期后，過濾時間、出水濁度及濾層水頭損失如表1。
表1 濾池出水濁度、濾層水頭損失變化
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均質濾料孔隙率高，截污容納量大，過濾周期長，出水水質穩定。為確保較好的出水水質，而且為防止周期過長在濾層形成泥球，我們確定以濾層損失為2.0m水頭控制過濾周期。同時，為防止監測濾層水頭損失的差壓變送器故障，而造成濾池繼續過濾發生“泄漏”現象使出水水質劣化，我們確定最大過濾周期為56h。因此，我們確定開始反沖洗自動化控制工藝條件如下，任何一個條件達到即進行反沖洗：(1)濾層水頭損失2.0m(程序可調)。(2)超過濾池內控制最高水位延時30min(程序可調)。(3)累計連續運行56h。
2 反沖洗強度及反沖洗時間的確定
沖洗效果的好壞是影響濾池運行的關鍵因素。沖洗主要是使沉積在濾料顆粒上的懸浮固體脫落并清除掉，使濾料保持清潔。沖洗效果以沖洗后濾料的含泥量及沖洗的均勻性來衡量。根據有關文獻報道，濾料含泥量在0～0.2%屬于從優到佳的范圍，在0.5%～2.5%屬于尚可到差的范圍，當大于5%時屬于極差［1］。
用氣洗、氣水混合洗和水洗的順序進行沖洗的方式，采用不致引起砂層膨脹的反沖洗流速，同時利用空氣攪動濾層的作用。這種方式可保持砂層穩定，表面殼層可被空氣完全破碎，不會形成泥球，在濾層內，由于氣泡運動的變化造成濾料的劇烈攪動，使所附著的懸浮固體剝離脫落。我們在反沖洗水泵出口及鼓風機出口的管道上分別安裝了手動調節閥門和流量計以控制和計量反沖洗水量和氣量，參考其它水廠的運行經驗參數對我廠的濾池進行了氣洗和水洗強度的調試。在氣水沖洗期間，在濾料不流化范圍內水沖洗強度越大，沖洗愈快，效果愈好。單獨水漂洗時間與反沖洗強度成反比，與濾料深度及濾料層上面水深度成正比，深度為1.65m，單獨漂洗時間在水沖洗強度6L/(s.m2)時，最短為4.5min，可將池內污水徹底置換為清水。我們通過不同的反沖洗強度與時間組合進行了多次反沖洗試驗，結果詳見表2。
表2 反沖洗試驗結果
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經實際調試從表2看出，既可達到滿意的沖洗效果，又沒有濾料的流失，而且節約反沖水量，結合我們的實際情況確定我廠該V型濾池的氣洗強度為14L/(s.m2)，水洗強度為6L/(s.m2)，單獨氣洗2min，氣水混合4min，清水漂洗5min。由此，確定了該濾池反沖洗整個過程自動化控制程序的工藝參數，它包括4個階段：
(1)關閉部分進水，繼續過濾將濾池內水位降至H槽堰頂，減少排水量。
(2)單獨氣洗2min，打碎表面泥殼層，將雜質從濾料顆粒上剝離脫落，同時表面掃洗，可掃除上浮的部分浮泥。
(3)進行氣水混合沖洗4min，進一步剝離濾料上附著的固體懸浮物并及時將部分脫落物沖出濾層，同時進行表面掃洗，加強沖洗水的橫向流動，及時排除懸浮固體。
(4)單獨進行清水漂洗5min，同時進行表面掃洗。
經過3個月的運行證明，所確定的該工藝參數合理，運行效果良好，出水水質穩定，于1999年7月24日，再次反沖后對濾層的清潔度進行檢驗，尚未發現濾料上有積泥增長的趨勢。
3 幾點看法
(1)要得到較好的沖洗效果，除了保證適當的氣和水沖洗強度外，其沖洗時間非常重要。
(2)采用擋位調節反沖洗水管道上的閥門開啟度，適當減小氣水混合沖洗時的水沖洗強度到5L/(s.m2)，單獨水漂洗強度不變，既可達到滿意的沖洗效果，防止濾料流失，也能節約反沖洗水。
(3)在不影響配水均勻性的情況下，適當降低排水槽(H槽)堰頂標高減少濾料層上的水層深度以及減少沖洗槽之間的間距，可適當縮短漂清時間，減少沖洗水的耗水量。
(4)在整個反沖洗過程中一直維持部分濾前水進水而進行表面掃洗，除了加強沖洗效果外，還緩沖了對其它濾池的負荷變化沖擊，確保運行穩定。
參考文獻：
［1］許保玖. 給水處理理論與設計. 北京：中國建筑工業出版社，1992
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