給水處理中Ⅴ型濾池調(diào)試運(yùn)行分析

于 東, 梁艷超

(1.天津水務(wù)集團(tuán)華淼規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司, 天津300220;2.天津泉州水務(wù)有限公司, 天津301800)

Ⅴ型濾池是常規(guī)水處理工藝的最后一關(guān),濾層納污能力高,等水頭過濾,配水布?xì)饩鶆?反沖洗時(shí)濾層微膨脹,反沖洗耗水量低、效果好,其施工及運(yùn)行質(zhì)量是水廠水質(zhì)出水達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),控制好Ⅴ型濾池的施工及運(yùn)行質(zhì)量至關(guān)重要[1]。 某水廠設(shè)計(jì)規(guī)模5×104m3/d,采用Ⅴ型濾池過濾,濾速6.75 m/h,總過濾面積324 m2,分為6 組,單組54 m2,氣沖強(qiáng)度54 m3/(h·m2),氣水聯(lián)合反沖洗時(shí)水洗強(qiáng)度7.5 m3/(h·m2),單獨(dú)水沖洗強(qiáng)度15 m3/(h·m2)。 Ⅴ型濾池濾料應(yīng)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和抗蝕性能,一般采用石英砂、無煙煤和重質(zhì)礦石等,本工程采用均勻級(jí)配粗砂濾料的石英砂,有效粒徑為d10=0.9～1.2 mm,K80<1.4,濾層厚度1 200～1 500 mm[2]。 該工程于2015 年10 月完成設(shè)計(jì)工作,2016年10 月進(jìn)水調(diào)試運(yùn)行。

1 施工要點(diǎn)

1.1 鼓風(fēng)機(jī)管道放氣閥門設(shè)置

根據(jù)鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備運(yùn)行啟動(dòng)要求,在砂濾池鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)總管處安裝DN100 電動(dòng)蝶閥1 套,用于鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前管道的放空減壓,其控制方式為自動(dòng)控制,與鼓風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng),在濾池反沖洗開始時(shí),先開啟放空閥5 s 后(可調(diào)),再啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī),3 s 后(可調(diào))關(guān)閉閥門。 該閥門的設(shè)置可以較好地解決啟動(dòng)壓力過高的問題。

1.2 Ⅴ型槽配水孔施工

根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn),需要預(yù)埋塑料管,但由于澆筑混凝土?xí)l(fā)生位移,導(dǎo)致成型后配水孔高低、方向有差別,當(dāng)進(jìn)行表面掃洗時(shí),水流強(qiáng)度和方向達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,大大影響表面掃洗的效果[3]。 本施工方案先進(jìn)行整體澆筑,完工后再按照設(shè)計(jì)圖紙打眼,保證水平度,池型尺寸不大的Ⅴ型槽采用不銹鋼設(shè)備進(jìn)行加工,保證精度要求。

1.3 衛(wèi)生清掃

施工單位在安裝時(shí)應(yīng)采取必要的預(yù)防措施,保證濾池配水系統(tǒng)和連通管內(nèi)絕對(duì)清潔,不應(yīng)該有碎片、污物或其它雜質(zhì)。 反沖洗水管要徹底清洗干凈,氣管用氣沖洗干凈,將濾池和排水槽中的碎片和雜物掃除,并用真空吸塵器排除干凈,在操作過程中防止泥漿進(jìn)入任何通道或孔口。 在施工過程中必須做好保護(hù),要用建筑用紙或乙烯蓬布覆蓋濾頭濾板的表面以保證清潔,直到鋪設(shè)濾料。

1.4 施工精度的控制

濾梁相對(duì)標(biāo)高水平度±3 mm,相鄰兩個(gè)濾梁相對(duì)標(biāo)高水平度±3 mm,整個(gè)濾板兩個(gè)對(duì)角點(diǎn)之間的相對(duì)標(biāo)高水平度±5 mm。 濾池排水槽Ⅴ型槽混凝土堰平整度要求±2 mm,出水堰混凝土堰平整度要求±5 mm[4]。 在施工中必須嚴(yán)格控制好精度,一旦超出標(biāo)準(zhǔn),就會(huì)發(fā)生不同組的濾池進(jìn)出水量不一致或是同組濾池的兩格水量不一致以及反沖洗時(shí)排水量不一致,影響濾池運(yùn)行效果。

2 運(yùn)行調(diào)試

2.1 反沖洗操作過程

若采用變頻泵,應(yīng)根據(jù)頻率進(jìn)行調(diào)試后寫入程序;若采用工頻泵,則需要設(shè)置手動(dòng)聯(lián)通閥門,調(diào)試后固定位置,滿足單獨(dú)水沖的要求。 以反沖洗過程使用兩臺(tái)水泵和兩臺(tái)風(fēng)機(jī)為例,按照下列程序執(zhí)行:

① 關(guān)閉待沖洗濾池的進(jìn)水閘板閥,停止濾池進(jìn)水,此時(shí)正常過濾,水位下降;

②待濾池內(nèi)水位降低至接近砂層面時(shí),開啟濾池反沖洗排水閘板閥,關(guān)閉濾后清水閥,停止過濾;

③ 開啟第一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī),待空氣總管上壓力恒定后,開啟空氣反沖洗進(jìn)氣閥,向?yàn)V池鼓氣,再開啟第二臺(tái)鼓風(fēng)機(jī),濾池進(jìn)行空氣反沖洗,氣沖1 ～2 min;

④ 開啟第一臺(tái)反沖洗水泵,逐漸加載至額定壓力時(shí)開啟反沖洗水洗氣動(dòng)進(jìn)水閥,同時(shí)打開進(jìn)水閘板閥, 使水沖強(qiáng)度達(dá)到要求,濾池開始進(jìn)行氣、水沖洗加表面掃洗3～5 min;

⑤ 關(guān)閉濾池進(jìn)氣閥,然后同時(shí)關(guān)閉兩臺(tái)鼓風(fēng)機(jī);

⑥ 開啟排氣閥,排除配氣配水系統(tǒng)的余氣;

⑦ 開啟第二臺(tái)反沖洗水泵,使水沖強(qiáng)度達(dá)到要求,濾池開始進(jìn)行單獨(dú)水反沖洗約3～5 min,關(guān)閉反沖洗水進(jìn)水閥,關(guān)閉反沖洗總管電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,停止水泵運(yùn)行;

⑧ 排除空氣反沖洗系統(tǒng)的余氣后,關(guān)閉放氣閥,反沖洗過程結(jié)束。

反沖洗結(jié)束后關(guān)閉反沖洗排水閘門,待水面升至設(shè)計(jì)水位時(shí),打開初濾水閥門,出水合格后關(guān)閉。再開啟清水出水閥,濾池重新恢復(fù)過濾運(yùn)行。 每組濾池全部沖洗過程大約需要10～15 min,各步驟設(shè)定的時(shí)間和反沖洗周期可在濾池運(yùn)行一段時(shí)間后,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、季節(jié)及水質(zhì)的變化作適當(dāng)調(diào)整[5]。

2.2 與反應(yīng)沉淀聯(lián)合進(jìn)行高負(fù)荷試驗(yàn)

使進(jìn)水量全部進(jìn)入半側(cè)車間,增加這半部的負(fù)載,在停運(yùn)另半部之前,增加消毒劑投加量,防止停運(yùn)后細(xì)菌滋生,具體試驗(yàn)過程如下:

① 第一天:9:00 增加二期車間前加氯的量,為停運(yùn)做準(zhǔn)備;10:00 化驗(yàn)室檢驗(yàn)沉淀池余氯,由0.1 mg/L 升到0.2 mg/L,取水樣做細(xì)菌培養(yǎng)試驗(yàn),觀察細(xì)菌產(chǎn)生的速度,來判斷沉淀池停運(yùn)后,滯留水的保質(zhì)期限;10:30 停運(yùn)東側(cè)沉淀池,單獨(dú)運(yùn)行西側(cè),源水濁度4.13 NTU,進(jìn)水量為700 m3/h,進(jìn)藥量鐵鹽30 mg/L,鋁鹽8 mg/L,次氯酸鈉1.8 mg/L。

表1 第一天檢測(cè)結(jié)果數(shù)值Tab.1 Vable of the first day test result

② 第二天:9:00 增加二期車間前加氯的量,為停運(yùn)做準(zhǔn)備;10:00,化驗(yàn)室檢驗(yàn)沉淀池余氯,由0.1 mg/L 升到0.2 mg/L;10:30 停運(yùn)西側(cè)沉淀池,單獨(dú)運(yùn)行東側(cè),源水濁度:3.61 NTU,進(jìn)水量為1 000 m3/h,進(jìn)藥量鐵鹽30 mg/L ,鋁鹽10 mg/L,次氯酸鈉2.1 mg/L。

表2 第二天檢測(cè)結(jié)果數(shù)值Tab.2 Vable of the second day test result

③ 第三天10:00,觀察48 h 后菌落培養(yǎng)結(jié)果,控制菌落數(shù)>100 CFU/100 mL,試驗(yàn)結(jié)束。 試驗(yàn)結(jié)果分析:高負(fù)載運(yùn)行配合加藥,有助于提高凈化效果,來水滯留時(shí)間不宜超過48 h。

2.3 數(shù)據(jù)分析

通過對(duì)2020 年全年的運(yùn)行數(shù)據(jù)分析可知,用水量逐月增加(見圖1),日均水量為52 373.06 m3/d;進(jìn)水濁度存在低溫低濁的情況(見圖2),平均進(jìn)水濁度5 NTU;沉淀后濁度平均沉淀后濁度1.41 NTU,平均濾后濁度0.41 NTU,滿足GB 5749—2022《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

圖1 2020 年月均水量Fig.1 Average month water volume map in 2020

圖2 濁度曲線Fig.2 Graph of turbidity

運(yùn)行中加藥量見圖3,鐵鹽設(shè)計(jì)最大投加量30 mg/L,平均加藥量為19.25 mg/L,最小8.34 mg/L,最大27.01 mg/L,均未超過設(shè)計(jì)最大值;鋁鹽設(shè)計(jì)最大投加量為100 mg/L,平均加藥量為28.78 mg/L,最小11.07 mg/L,最大57.72 mg/L,均未超過設(shè)計(jì)最大值。

圖3 加藥量曲線Fig.3 Drug dosage curve

3 結(jié)論與建議

調(diào)整藥劑投加量進(jìn)行當(dāng)日原水混凝燒杯試驗(yàn),提供出準(zhǔn)確的需藥量數(shù)據(jù),調(diào)整加藥系統(tǒng)的流量比例,根據(jù)燒杯試驗(yàn)給出的需藥量參數(shù),按流量比例方法控制混凝藥劑投加量。 觀察反應(yīng)池出水絮體密度和出水分離度,及時(shí)調(diào)整藥劑投加量,不斷改善反應(yīng)池出水絮體密度,使出水分離度清晰在沉淀池內(nèi)快速沉淀,降低沉后濁度,同時(shí)調(diào)整后混凝的加藥量,以保證濾池的過濾效果。