氣浮雙重過濾工藝與混凝沉淀工藝在黃河下游處理平原水庫水中的應用

摘 要：混凝沉淀是傳統的常規水處理工藝，氣浮是近二十年出現的新的水處理工藝，文章就這兩種水處理工藝的工作原理、設計參數、運行成本、自控系統、運行中存在的問題，強化措施的使用效果進行了分析，采用對比方式的分析了兩種水處理工藝的優劣，對處理平原水庫水提供參考。

關鍵詞：強化混凝；溶氣氣??；V型濾池；翻板濾池

1 概述

勝利石油管理局供水公司是黃河下游一家二級水司，黃河水經過沉砂、中型水庫存儲后輸往水廠，原水濁度較低，但是夏季、秋季水庫藻類大量繁殖，原水藻類高達數百萬至數千萬個/L，大部分水庫原水總氮指標超過1.0mg/L。河口水廠擁有兩套水處理工藝，每套設計出水能力5萬m3/d，水處理工藝是在完全相同的脈沖澄清池、虹吸濾池的基礎上改建而成的。西工藝采用混凝+氣浮移動罩濾池過濾+翻板濾池過濾的工藝，東工藝采用傳統的混凝+斜管沉淀+V型濾池過濾的水處理工藝，東工藝投產時間2003年，西工藝投產時間2006年，結合兩套工藝的工作原理不同，生產運行中出現的問題淺談一下兩種水處理工藝的優劣，對處理平原水庫水提供參考。

2 東西兩套水處理工藝的設計參數和工作原理

2.1 東西工藝的混凝設計參數

東工藝反應池采用翻騰式網格反應池，分為兩池，單池平面尺寸為10.9m×5.2m，H=5.4m，平均有效水深4.9m。反應池有效體積226.55m3；反應時間12min。西工藝反應池采用多通道折板反應池，單組折板反應池平面尺寸11.31×8.88m，每組反應池分為28個格，每格安裝一個多通道折板反應器；各格之間孔口連通。水流在各格中逐級串聯，每格進水孔與出水孔上、下錯開布置，有效水深3.5m，折板反應池總水頭損失約0.26m。

2.2 強化絮凝的技術措施

河口水廠采用液體聚合氯化鋁作為絮凝劑（PAC），聚合氯化鋁具有良好高效的混凝除濁特性，較廣泛的PH適用范圍，而且液體絮凝劑可以通過電磁計量泵準確投加，省去溶解過程，使用方便。預氯化是一種較為傳統的氧化方式，對于有機物污染比較嚴重、膠體顆粒難以脫穩或者藻類含量較高而難以處理的原水，處理效果比較好，當水中氨氮濃度或者藻類含量較高時，需氯量明顯提高。高錳酸鉀復合藥劑（PPC）對地表水有顯著的氧化助凝、除藻、去除嗅味和微量有機污染物的效能，高錳酸鉀復合藥劑對濾池的過濾具有強化作用，可以有效降低濾池的出水濁度。

3 氣浮移動罩濾池施工、生產中常見的問題

3.1 行車的定位、移動、反沖移動罩的密封是移動罩濾池正常運行的關鍵

河口水廠氣浮移動罩濾池是氣浮與濾池相結合的氣浮池，在脈沖澄清池的基礎上改造而成，原有構筑物的尺寸不能改變，2條路軌的間距為10600mm，是國內路軌跨度最大的移動罩濾池。采用行程開關、光電開關控制反沖移動罩的移動和停止。兩路軌的水平間距誤差設計要求小于8mm，高程誤差小于5mm，否則可能會導致某個行程開關沒有觸發導致某格濾池漏反。氣浮移動罩濾池池頂高程誤差的控制是保證反沖洗罩的密封效果的重要因素之一。

3.2 氣浮移動罩濾池的恒水運行是保障排渣的重要技術措施

氣浮移動罩濾池水位液面的調整是通過設在出水管上的水位控制器來實現的。水拉控制器主要由就地電控箱、氣動翻板閥、浮球液位開關、氣缸、杠桿機構、閥件組成。水位液面的調整設有手動、自動、時間控制三種方式?？刂茪飧∫苿诱譃V池水位液面的目的主要是為了保證排渣。自動運行方式下，濾池水位較低時，浮球液位開關斷開，氣動翻板閥失電關閉，濾池水位緩慢上升至排渣堰板溢流，進行排渣，由于濾池水位上升，浮球液位開關閉合，氣動翻板閥得電打開，濾池水位緩慢下降。

4 西工藝翻板濾池和東工藝V型濾池的對比

4.1 設計參數的對比

河口水廠西工藝翻板濾池采用雙層濾料，上層為陶粒粒徑為1.6-2.5mm，厚度0.7m，下層為石英砂濾料，粒徑為0.9-1.35mm，厚度0.8m。設計上采用陶粒濾料的目的是讓陶粒的表面形成一層生物膜，通過生物技術處理水中的有機物降低濾池出水的高錳酸鹽指數，而在實際的運行中發生兩種濾料嚴重混層的現象，設計目的沒有實現。翻板濾池單格濾池的過濾面積55.1m2，濾速7m/h，水沖洗強度13-15L/s·m2，水沖洗強度15L/s·m2。東工藝的V型濾池采用單層石英砂濾料濾，濾料層厚度為1.2m，濾料有效粒徑為1.0-1.35mm，由于V型濾池中間有排水槽，單格濾池的過濾面積略小，只有46.4m2，正常濾速8m/h，水沖洗強度6-8L/m2·s，氣洗強度15L/m2·s，表洗強度2L/m2·s。V型濾池平面尺寸的長寬比稍大一些為好，一般為：長：寬=4：1～3.5：1（寬度不包括中央氣水分配槽，中央氣水分配槽寬度一般為0.7～0.9米），由于東工藝的V型濾池是由虹吸濾池改建而來的，長寬比只有1.3：1，表洗效果較差。

4.2 自控系統的對比

東工藝V型濾池翻板濾池最大的特點是在反沖過程中反沖水不外排，避免了反沖跑砂，反沖水泵停止10秒后，排水翻板閥打開，為了保證濾料的洗凈度，氣洗、聯洗、水洗完畢后，再重復一遍，因此翻板濾池反沖水量比V型濾池少30%。東工藝V型濾池反沖控制在設計上采用多環路閉合控制，設定的濾池工作周期、壓頭損失、強制沖洗三個參數可同時工作。西工藝翻板濾池上位機的反沖控制上設有工作周期、壓頭損失、強制沖洗、出水閥位、順次沖洗五個參數，但是每次只能單選一個參數，濾池的反沖實際上是單環路閉環控制。東工藝V型濾池PLC模塊數字輸出端口采用的220V AC電壓，因此氣動蝶閥的二位五通電磁閥電壓采用220V AC，電磁線圈的使用壽命較短，西工藝濾池PLC模塊數字輸出端口采用的電壓為24V DC，使用壽命較長。

5 兩套水處理工藝使用效果的比較

西工藝由于采用氣浮工藝的處理工藝，適宜于低濁、水中懸浮雜質較輕的原水處理，同時采用原水混凝后進入濾池過濾的微絮凝過濾工藝，低溫低濁水的處理效果較好。東工藝反應加沉淀的常規處理工藝處理對于低溫低濁水的處理效果很差，特別是當原水的濁度低于2NTU，水溫低于2℃，斜管沉淀池對于濁度、高錳酸鹽指數的去除幾乎無效?？傮w上西工藝冬季出廠水濁度要比東工藝低0.1NTU。當原水的水溫高于5℃時，東工藝處理效果的優勢明顯顯示出來，無論是有機物、藻類的去除率、還是濁度的去除率東工藝都不次于西工藝，出廠水的濁度還略低于東工藝。由于氣浮移動罩濾池的出水通常控制在1.0NT以下，符合臭氧活性炭濾池進水濁度的要求，如果把采用雙層濾料的翻板濾池改為臭氧活性炭生物濾池，可以有效減少出廠水有機物、消毒副產物的含量，而且投資費用相對較小。

6 結束語

氣浮+雙重過濾工藝具有良好的除藻、處理低溫低濁水處理效果，氣浮系統動力費用較高，需要定期維修，移動罩濾池對于土建和設備安裝的要求非常嚴格。反應沉淀+過濾的常規處理工藝在采用助凝助濾的條件下具有良好的處理效果，維修的工作量較低。自控設備的選項、軟件程序編寫是否完善對于工藝能否高效可靠運行具有重要的影響。

作者簡介：王建華（1972，9-），男，籍貫：山東省煙臺市萊陽市，大專，助理工程師，勝利石油管理局供水公司濱海分公司生產辦主任，研究方向：水利技術。