淺析V型濾池高效節能的特點

【摘 要】本文介紹了自上個世紀和本世紀初以來一些供水企業在水廠擴建工程中引進法國得利滿(Degremont)公司凈化設備V型濾池先進凈水技術，并從其構造、工作原理及工作特點進行剖析，歸納總結出該設備高效節能的效果，證明了踐行科學發展觀，采用先進技術是建設節能環保型水務的關鍵。

【關鍵詞】 V型濾池;構造;原理;工作特點;節能降耗

Analysis briefly the features of high efficiency enery conservation about V-filter

Tao Pei

(Insustry and Commerical professional technology of zhe jiang NingbO Zhejiang 315000)

【Abstract】This article introduced， since the end of the twentieth century and the beginning of this century， a number of water supply enterprises had imported advanced water purification technology of V-filter form French Degremont Company in the water extension projects. They analyzed V-filter's structure， the principle of working and the operating features， summarized this equipment's highly effective energy conservation effect. And this proved that the commuting of scientific development concept and using advanced technology are the key to build energy conservation and environmental protection water supply.

【Key words】V-filter; Structure; Principle; Operating feature; Energy conservation and consume falling

隨著國民經濟飛速發展和構建和諧社會的需要，近年來國家對自來水的質量要求越來越高，比如2007年7月1日實施的GB5749-2006《生活飲用水衛生標準》比舊標準GB5749-85《生活飲用水衛生標準》的檢測項目多72項(新標準107項，舊標準35項)，并且新標準的要求更為嚴格。就渾濁渡這項指標來說，新標準要求小于1~3NTU，舊標準要求小于3~5mg/l(相當于提高6~10NTU)，即新標準對自來水渾濁度的要求應好于舊標準的6~10倍。按照最新水質標準的要求，凈水工藝中上個世紀九十年代以前的絮凝、沉淀、過濾等舊的傳統工藝構筑物是難以達標的，以過濾工藝為例，近年來隨著一些發達國家高效濾池的相繼出現，啟發人們，要想使自來水滿足最新水質標準要求，必須從國外引進新的凈水技術，一些城市如大慶、吉林、綿陽從法國得利滿公司引進了恒水位等速過濾V型濾池等先進工藝技術，收到了水質好、節能減排、節省人力的好效果，開辟了水質全面達標的新路子。在此，僅就高效、節能的V型濾池淺析于下:

1. V型濾池的構造

一個設計能力為10萬m3/d的水廠一般設8座濾池，單池尺寸為12m×7m×4.05m，池體為鋼筋混凝結構，按功能由以下6部分組成:

進水及布水系統。由進水總渠、控制閘閥、溢流堰、過水堰板及V型槽組成。

過濾系統。由粒徑0.9～1.3mm，K80=1.5，厚1.15m 均粒石英砂濾料層和粒徑2～4mm，厚50～100mm粗石英砂承托層組成。

反沖洗系統。由鼓風機、潛水泵、配氣配水渠、濾板、濾頭組成。

排水系統。由池中排水渠和管廊的排水干渠組成。

計量系統。在濾后總干管上安裝1臺TDS型超聲波流量計。

自控系統。采用SCADA集散型控制系統，可實現中心控制室、現場監控子站和現場手動操作的分級控制。

2. V型濾池的工作原理

在過濾工序之前的前置構筑物中，水中漂浮物、水草、藻類、懸浮物等已大部分被除掉，過濾的作用就是將前置工序中未除掉的微小懸浮顆粒、無機物和一部分水微生物進一步除去再經消毒后，水便達到飲用標準。V型濾池的運行包括過濾工況和反沖洗工況兩個過程(見圖1)

過濾工況。關排水閘閥、反沖洗閥和氣閥，開進水閥和濾水閥，此時沉后水便經進水及布水系統均勻地進入濾池中，自上而下經由濾料層、承托層、濾頭過濾，使水進一步由濁變清，再通過濾板進入清水渠。其工作原理可以概括為濾料層的三個作用:機械篩隔作用、砂粒表面生成濾膜其間的接觸凝聚作用、砂粒縫隙間的沉淀作用。

反沖洗工況。濾池工作一定時間，隨著濾料層攔截污物的增多而使阻力增加，濾速降低，直至濾后水變差，即應停止運行，進行反沖洗。沖洗時關進水閥和濾水閥。開進氣閥與潛水泵進水閥，而后先開2臺鼓風機以15.8L/m2s的反沖洗強度氣洗3分鐘;接著開一臺鼓風機和一臺潛水泵以7.9L/m2s的氣洗強度和2.2L/m2s的水洗強度混合洗3分鐘;最后開2臺潛水泵，以4.3 L/m2s的沖洗強度沖洗4分鐘，同時V型槽照常進水，以1.2L/m2s的強度進行表面掃洗。沖洗一座濾池共歷時10分鐘。

3. V型濾池的工作特點及高效節能效果

V型濾池與普通快濾池主要經濟技術參數對比列于表1。

3.1 表1中各項數據計算依據說明。

3.1.1 V型濾池工作周期為48小時，根據反沖洗時氣水混洗、水洗和表面掃洗強度與歷時(分鐘)計算得單位面積的反沖洗用水量為:

2.2L/m2s60s×3+4.3L/m2s×60s×4+1.2L/m2s×60s×4=2748 L/m2=2.748m3/m2

即V型濾池每個工作周期(48小時)單位面積反沖洗用水量為2.748m3/m2。

普通快濾池的工作周期為16小時，反沖洗用水強度為13L/m2s，每次單池沖洗8分鐘，即在V型濾池48小時的工作周期內，普通快濾池需沖洗3次，其反沖洗用水量為:

13 L/m2s×60s×8×3=18720 L/m2=18.72 m3/m2

2.748÷18.72×100%=15%，即V型濾池比普通快濾池節水85%。

3.1.2 耗電計算。

V型濾池反沖洗時耗電量主要是鼓風機(每臺45KW)和反沖洗潛水泵(每臺30KW)的耗電量，其分別為:

氣洗時2臺鼓風機3分鐘耗電:45KW×2×(3/60)h÷84m2=0.054KWh/m2(其中84m2為V型濾池單池過濾面積)。

氣水混洗時1臺鼓風機3分鐘耗電:45KW×(3/60)h÷84m2=0.027KWh/m2

混洗時1臺潛水泵3分鐘耗電:30KW×(3/60)h÷84m2=0.018KWh/m2

2臺潛水泵4分鐘耗電:30KW×2×(4/60)h÷84m2=0.048KWh/m2

以上V型濾池反沖洗時每平方米總用電量合計為:

(0.054+0.027+0.018+0.048)KWh/m2=0.15 KWh/m2

普通快濾池單池面積為25m2，在48小時內沖洗3次，每次沖洗8分鐘，反沖洗泵電機功率75kw，耗電量為:75KW×[(8×3)/60]h÷25m2=1.2 KWh/m2

0.15 KWh/m2÷1.2 KWh/m2×100%=12.5%

說明V型濾池在反沖洗時單位面積的耗電量僅為普通快濾池的12.5%，節電87.5%。

3.1.3 排污量(排水量)。

其量值與反沖洗用水量相同，即V型濾池較普通快濾池減排85%。

3.1.4 因V型濾池凈化效率高，所用絮凝劑(PAC)單耗較普通快濾池凈化系統降低41%。

3.1.5 普通快濾池是手工操作，每班有2個值班的，實行4班3倒，一共8人;V型濾池完全是自動控制，全廠所有凈化工序完全由中控室控制，安排2個人對過濾間、管廊的閘閥、儀表設備、滲漏、衛生等狀況進行巡查和處理，以確保安全，做到萬無一失。

3.1.6 V型濾池濾后水平均渾濁度為0.3NTU，比普通快濾池提高67%，(普通快濾池出廠水平均渾濁度為1.1NTU)。

3.2 V型濾池工作特點及高效節能效果

3.2.1 恒水位等速過濾。濾池出水閥隨水位變化不斷調節開啟度，池內水位在整個過濾周期內保持不變，濾池不出現負壓，不產生氣阻，整個池面始終處于均衡工作狀態，運行穩定。

3.2.2 采用均粒石英砂濾料，濾層厚度比普通濾池厚，為1150mm，普通快濾池濾料層厚700 mm，故截污量大、濾速高、水質好、過濾周期長。正常濾速為8~10m/h(普通快濾池為7~9 m/h)，水質濁度一般達 0.5NTU以下，(普通快濾池為3NTU以下)，過濾周期一般為48小時(普通快濾池為16小時)。

3.2.3 V型進水槽(沖洗時兼做表面掃洗水槽)和排水槽沿池長方向布置，單池面積大時，有利布水均勻，其單池面積為普通快濾池3~5倍，適于大中型水廠，可節省閘門和儀表1/5~1/3，降低工程造價，便于維護管理。

3.2.4 承托層較薄(50mm~100mm)普通快濾池為450mm~600mm，便于施工和維護，節省材料費用。

3.2.5 采用空氣、空氣加水、水、表面掃洗四種反沖洗方式，提高了沖洗效果并節水、節電、減排。經統計，節水91%、節電87.5%、減少反沖洗排水85%(以上三個百分數計算依據是普通快濾池單池面積25m2，反沖洗泵配套電機功率為75KW，反沖洗強度為13L/m2S，每池一次沖洗歷時8分鐘;V型濾池反沖洗潛水泵電機功率30KW，鼓風機電機功率45KW)。

3.2.6 沖洗時濾層保持微膨脹狀態，避免砂粒間的磨損和跑砂現象，既防止濾膜損壞又延長濾料的使用年限。

3.2.7 與前置混凝沉淀工藝銜接順暢，配套默契，較傳統工藝降低混凝劑投量41%。

3.2.8 自動控制，無人值班，只經常有人巡查即可，節省人力75%。

3.2.9 按GB5749-2006《生活飲用水衛生標準》要求，出廠水質全面達標。

綜上所述，只要水務行業的工程技術人員在水廠擴建工程中踐行科學發展觀，堅持采用現代化的先進工藝設備，就能取得高質量，節能減排的好效果，為水務事業和諧可持續發展，建設資源節約型、環境友好型社會做出一定的貢獻。

[文章編號]1619-2737(2010)03-20-55

[作者簡介]陶陪，浙江工商職業技術學院建筑與藝術分院任教，高級工程師，已獲吉林大學工商管理碩士學位，1993年畢業于吉林建筑工程學院環境與設備工程專業本科，曾在吉林市市政設計研究院做設計工作，在多年的設計、教學與工程管理中，業務純熟、經驗豐富。