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反冲洗过滤器

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一种新型滤池在净水工艺中的应用

发布时间:2017-07-06 10:12:15 5年前 热度:4260 ℃

1.净水工艺中的过滤技术

自1840年第一座普通快滤池在美国诞生到现在,过滤技术在净水工艺中一直起着举足轻重的作用。


快滤池通常以石英砂、无烟煤、磁铁矿等粒料作为滤层。水流借助于由重力或压力作用形成的压力差通过滤层,使悬浮杂质被截留在这些介质上或其中的孔隙里,从而使水得到净化。然而,往往是下层滤料截留悬浮顆粒作用远未得到充分发挥时.过滤就得停止。这是因为,传统滤池滤层的滤料分布自上而下由小到大,表层粒径最小,粘附表面积最大,截留悬浮颗粒量最多,而孔隙尺寸最小。因而过滤到一定时间后,表层滤料间孔隙将逐渐被堵塞,甚至产生筛滤作用而形成泥膜,使过滤阻力削增。其结果是在一定过滤水头下滤速剧减(或在一定滤速下水头损失达到极限值),或者因滤层表面受力不均匀而使泥膜产生裂缝时,大量水流将自裂缝中流出,以致悬浮杂质穿过滤层而使出水水质恶化,当上速两种情况之一出现时,过滤将被迫停止:当过滤周期结束后,滤层中所截留的悬浮颗粒量在滤层深度方向变化很大。


这种传统滤池采用高速水洗。冲洗时,高速水流自下向上冲洗,滤料层膨胀起来。截留于滤层中的污物,在滤层孔隙中的水流剪力作用下,从滤料表面脱落下来,然后被冲洗水流带出滤池。这种冲洗方式因为配水系统构造简单,一直被广泛应用于过滤技术中。但也存在着一定的缺点,即冲洗水量欠,冲洗下彻底,滤料易结泥球等:同时,它也是造成滤料水力分级、粒径上小下大的根本原因。


为了克服上述缺点,给排水工程师们对过滤技术不断进行改进,逐渐出现了上向流.过滤、双向流过滤、双层及多层滤料滤池等过滤形式。以上几种形式在一定程度上克服了这一缺点,但也存在着一些问题.如上向流滤池反冲洗困难,滤池难以冲洗干净;双向流滤池存在构造复杂等缺点。双层或多层滤料滤池构造与过滤方式与普通单层滤料滤他差别不大,只是滤料的组成发生了改变,因而获得了较普遍的应用。它与普通单层滤料相比,含污能力获得了较大的提高,过滤周期延长,但对每层滤料来讲,仍然是上细下粗,没有改变:直到均质滤料气水反冲洗滤池的出现.才有效地解决了这一下足。


2.均质滤料气水反冲洗技术


气水混合反冲洗技术即在低速水流冲洗之前或同时进行气洗,滤料层不膨胀或微膨胀。冲洗过程中,因为滤料层基本下膨胀,所以滤料颗粒互相接触,在气流扰动下,相互闾强烈摩擦,截留于滤料层中时污物在滤料颗粒碰撞摩擦的作用下,从滤料表面脱落下来,然后被冲洗水流带出滤池<=相比高速水洗.滤料冲洗更干净,同时,大大降低了反冲洗水量。更大的优点是:因为滤料层不膨胀,不会造成水力分级、滤料粒径上小下大的现象,同一水平或垂直断面上的滤料平均粒径是相同的,即所谓的“均质滤料'


气水反冲洗均质滤料技术的出现,使过滤工艺产生了一次飞跃。它大大提高了滤层的含污能力,延长了滤他的工作周期,有效地避免了负水头现象的产生;使滤料冲洗更干净,延长了滤料的使用寿命,减少了水反冲洗强度,节水节电,降低了运行成本。均质滤料气水反冲洗技术的关键在于反冲洗时如何实现反洗水均匀分布,反洗气均匀分布,特别是气水混洗时的均匀混合、均勾分布。目前,其代表技术为Leopold滤砖E水技术及长柄滤头配水技术。

(1)以Leopold摅砖为S水系统的气水反冲洗技术。K水滤砖材质为高密度聚乙烯,呈矩形筒状,每块滤砖尺寸为305mm(宽)x305mm(高)x1050mm(长)。在配水滤砖中,水、气首先进人中间的正三角形区域,通过三角形区域侧面的均布小孔进人两侧的倒三角区域,之后通过滤砖顶部的小孔均匀分布在整个平面上。该配水系统土建施工非常便捷.滤池底部先摊铺水泥砂浆50nun,将滤砖承插连接,铺满池底.用木锤轻击滤砖上表面,使其水平度为±5mm,再用水泥砂浆填充各行滤砖之间的空隙即可。

(2>以长柄滤头为配水系统的气水反冲洗技术。长柄滤头材质通常为ABS,在这种滤池中,长柄滤头拧在混凝土板(滤板)的埋件中,每平方米约为50个滤头,由于长柄滤头滤杆产生的气垫作用,空气可以均匀地分布在滤池的全部表面上,达到均勾布水布气的目的。


该技术施工难度较大,一是精度要求髙,要求单池滤板间平整度为±5mm,各池之间滤板的平整度为±10nim,长柄摅头进口端管口高程差小于±2tnm。若标髙及平整度控制不好,气、水反冲洗的均匀性得不到保证,容易造成砂滤层冲洗不干净,易导致滤层集结泥球,造成迅速堵塞,使水头迅速增长,周期缩短,影响出水水质。二是滤板预制难度大,因长柄滤头要均匀、垂直地固定在滤板上,为此要每隔200min均匀地设置预埋件。要实现上述要求,必须是训练有.素的专业施工队伍,并配置专业的混凝土模具,这使预制难度加大。三是滤板间接缝气密性要求严格,要求采用专用密封胶,以保证气密性。


以上两种过滤技术的过滤效果及反冲洗自耗水量相差不大,但反冲洗均匀程度存在一定差别,Leopold滤砖配水(气)孔隙间距小(50mm),反冲洗时几乎无*■死区'长柄滤头间距大(20〇nim),反冲洗时存在一定的“死区'另外,每个滤池有几千个(通常为2000到5000个)长柄滤头以螈栓型式固定在滤板上,在运行中可靠程度要低于Leopold滤砖。因此,在龙虎泡水源工程中选用了Leopold配水系统及气水反冲洗技术。


3.新型滤池在龙虎泡水厂中的应用


龙虎泡水厂规模mVd,分一、二期建设,每期规模25xltfmVd。过滤间一、二期各1座。每座过滤间内设16组滤他,钢筋混凝土结构。分4排布置,单池尺寸10.465mx12.0m,他深5.2m,管庳深7.23m,采用石英砂均质滤料,恒水头恒滤速过滤,气水反冲洙技术。选用优质天然海砂滤料,滤层厚度lm,有效粒径dltJ=0.98mm,均勻系数A«<1.35,承托层为天然卵石。


主要设计参数:正常滤速7.12m/h,强制滤速7.59m/h,气洗强度55m/li,时间2min;气、水混洗时气洗强度55m/h,水洗强度12m/h,时间3min;水洗强度时间10minD每组滤池底部设有Leopold滤砖配水系统,用于过滤集水和反冲洗均匀®水、K气。设有进水《板.反冲洗排水闸板、出水阀、反冲水闽、反冲气阀、排气阀等。附属部分设有反冲洗水泵房、鼓风机房、反冲洗水池.水质检测间、单元控制室、6/0.4kV低压变配电室等,过滤单元的用电由本单元的低压变K电室供给。为保证出水水质,减轻工人劳动强度,引进了滤砖配水系统、参与控制的阀门和闸板、反冲洗泵、风机、液位检测仪、浊度检测仪、余氣检测仪、现场PLC控制台、单元PLC控制台等,实现了水质自动检测,恒水头恒滤速过滤及自动气水反冲洗。在单元控制室内可对过滤间运行进行手动、半自动、全自动控制,并对过滤间运行状态进行监测,且可将监测信号传至净水厂中心控制室。


经检测,过滤间正常情况出水浊度工作阇期36h,反冲洗水量较常规滤池节水45%,每年可节省反冲洗水276xl04m\可节省回收水耗电量34xl04kW*h,取得了显著的经济效益。


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