北方地區(qū)無閥濾池工藝設(shè)計(jì)改進(jìn)

摘要:改進(jìn)無閥濾池在除鐵工藝運(yùn)行過程中存在的問題，使出水量達(dá)到設(shè)計(jì)能力，運(yùn)行穩(wěn)定性提高，水質(zhì)綜合合格率達(dá)到98%以上且便于操作管理。

關(guān)鍵詞:無閥濾池 水質(zhì) 除鐵 堵塞

0 引言

在北方地區(qū)，各縣市的水源大部分為地下水，其水中鐵錳高含量高。各設(shè)計(jì)單位在以往的地下水處理工藝中，普遍采用無閥濾池，原因是該濾池一方面運(yùn)行方便，另一方面能耗低。經(jīng)近幾年的運(yùn)行使用，北方地區(qū)的無閥濾池暴露出了一些問題，本文對這些問題作出相應(yīng)的總結(jié)和解決辦法。

1 存在問題及原因

1.1 配水濾板(磚)經(jīng)常發(fā)生事故

近幾年無閥濾池的配水系統(tǒng)多采用濾板加濾頭，或單獨(dú)使用濾磚等。在使用過程中，配水濾板在反沖洗時(shí)，在反沖洗的水力沖擊下，某一部位濾層擾動、混雜，部分墊料、濾料漏至底部，每次濾料翻板都要停產(chǎn)，供水安全性得不到保障。

1.2 配水U型管有堵塞

由于原水中鐵錳含量高，曝氣后釋出鐵錳懸浮物，在U型管內(nèi)沉積，過水?dāng)嗝嬷饾u減小，降低了過濾水量能力，增加期終允許水頭，造成反沖洗困難。

1.3 反沖洗頻繁

過濾周期短，消耗反沖洗水量大，供水量相應(yīng)減少，同時(shí)濾池每次反沖洗后，水質(zhì)達(dá)到穩(wěn)定都需要一定時(shí)間，降低了水質(zhì)的穩(wěn)定性。反沖洗時(shí)間不易確定，且難于控制。導(dǎo)致在供水高峰期出現(xiàn)一個(gè)或幾個(gè)濾池反沖洗的現(xiàn)象，影響高低峰水量的調(diào)節(jié)。

2 問題產(chǎn)生的原因分析

2.1 配水系統(tǒng)濾板(磚) “翻板”，是反沖洗配水不均勻造成的

由于無閥濾池自身的小阻力配水存在一定的構(gòu)造缺陷，配水均勻性差，某一部位因受力不均，或?yàn)V層板結(jié)，反沖洗水壓力得不到釋放，使濾板(磚)脫離支撐柱，配水系統(tǒng)遭到破壞;另一方面反沖洗強(qiáng)度降低的部位，穿孔板易堵塞，濾料易板結(jié)，進(jìn)一步加劇了配水的不均勻性。

2.2 U型管的堵塞是水中Fe2+氧化為Fe3+沉附在管壁上形成的

曝氣后，來水在濾池進(jìn)水分配槽又有曝氣，加大了溶解氧的濃度，流經(jīng)較長的U型管時(shí)延長了Fe2+氧化的時(shí)間，有利于Fe3+的形成，在U型管上升段水流方向與重力方向相反，形成的Fe3+易于沉附。

2.3 反沖洗頻繁，主要是濾池內(nèi)積氣造成的

一部分積氣是來水通過U型管夾帶而來，雖然U型管的作用是防止空氣進(jìn)入池內(nèi)，但反沖洗時(shí)，由于池內(nèi)存在負(fù)壓，U型管內(nèi)水位下降過低，進(jìn)水分配槽的水流落差大、流速快，很容易夾帶空氣至池內(nèi)。另一部分積氣是池內(nèi)水中析出的溶解氧，在充分曝氣的條件下，一部分溶解氧用于除鐵，過剩的溶解氧從水中析出。

3 技術(shù)改進(jìn)

3.1 配水系統(tǒng)改進(jìn)

其關(guān)鍵是解決配水均勻性和反沖洗強(qiáng)度問題，原有小阻力配水均勻性差，但阻力小，在反沖洗水頭一定的情況下，反沖洗強(qiáng)度易于保證，而大阻力配水系統(tǒng)雖然配水均勻性好，但反沖洗時(shí)需足夠的水頭克服較大的阻力，才能達(dá)到所需的反沖洗強(qiáng)度。基于這種認(rèn)識我們將配水系統(tǒng)改為“中阻力形式的配水系統(tǒng)”，使配水均勻性達(dá)到90%以上。

3.2 管道系統(tǒng)改進(jìn)

3.2.1 取消進(jìn)水分配槽

進(jìn)水分配槽相當(dāng)于一次曝氣，尤其在濾池反沖洗時(shí)，挾氣能力更強(qiáng)。取消進(jìn)水分配槽，使來水經(jīng)曝氣后直接進(jìn)入濾池(水中溶解氧可以滿足要求)，相應(yīng)地減少了濾池內(nèi)積氣量。

3.2.2 取消U型管

使曝氣池出水管與濾池來水管直接相連。U形管道是與進(jìn)水分配槽配套使用的，取消了進(jìn)水分配槽，U形管道也就沒意義了。U形管道取消后，由于不存在水流上升段，既使有Fe2+氧化為Fe3+，也不易在來水管道中沉積。

3.2.3 改進(jìn)虹吸管

取消上升管，反沖洗排水用來水橫管代替，將來水管向下延長作為虹吸下降管。無閥濾池在運(yùn)行過程中，虹吸上升管內(nèi)的水位逐漸上升，水位從過濾開始時(shí)的高度上升到管頂(形成反沖洗)所用的時(shí)間，即為過濾周期。改進(jìn)后，由于不存在虹吸上升管，可通過在虹吸下降管上安裝的排水閥來控制反沖洗，反沖洗時(shí)間可根據(jù)濾后水質(zhì)、水量人為確定。

3.2.4 增設(shè)閥門

在濾池進(jìn)水管和虹吸下降管上各設(shè)置一個(gè)閥門，作為來水閥和排水閥。來水閥可根據(jù)濾池運(yùn)行狀況及濾后水質(zhì)，調(diào)整進(jìn)水流量;排水閥用于調(diào)節(jié)反沖洗強(qiáng)度和控制反沖洗時(shí)間。改進(jìn)后雖然增加了兩個(gè)閥門，但更容易控制和管理。

3.3排氣閥的設(shè)計(jì)安裝

頻繁反沖洗是由于池內(nèi)的積氣經(jīng)過虹吸管排出時(shí)造成的，經(jīng)過管道系統(tǒng)的改進(jìn)雖然解決了這個(gè)問題，但由于池內(nèi)積氣依然存在，且管道改進(jìn)后氣體無法排出，產(chǎn)生了氣阻問題，即濾池頂端積氣受到壓縮時(shí)，來水難以進(jìn)入濾池，無法保證過濾正常進(jìn)行。為此，我們在濾池頂端安裝了自行設(shè)計(jì)的立管式浮球排氣閥，立管較長，正常過濾時(shí)，浮球在管內(nèi)隨水位上下浮動，反沖洗時(shí)浮球落到立管底部，保證虹吸不被破壞，避免了普通排氣閥的缺陷(一是部分原水隨氣噴出，進(jìn)入濾后水;二是噪音大)。立管式浮球排氣閥安裝后排氣效果良好。

4 改進(jìn)效果

通過以上改進(jìn)，如北方某地區(qū)水廠實(shí)際日供水能力僅有1.5萬m3/d，運(yùn)行穩(wěn)定性不好，水質(zhì)合格率較低。改進(jìn)后，日供水能力達(dá)到2.0萬m3/d，運(yùn)行穩(wěn)定性有較大提高，供水能力提高33%，水質(zhì)綜合合格率達(dá)到98%以上，且便于操作管理。