双阀滤池改造与应用

科技专论双阀滤池改造与应用

刘文能

厦门市市政工程设计院有限公司 福建厦门 361015

【摘 要】随着水质标准的不断提高和水质要求的不断提高，建于上世纪八九十年代的双阀滤池的生产效果已经与发展趋势背道而驰，而要与形势紧密结合，该滤池只有进行改造或者拆掉重建，鉴于重建的费用高昂，在对滤池进行工艺的综合分析后，提出了改造的方案。

【关键词】双阀滤池；塑料滤砖；PLC自动控制；改造

一、水厂概况

某水厂于上世纪90年代末建成投产，规模5万m3/d，滤池为双阀滤池，分两组，一组2万m3/d，一组3万m3/d。滤池的反冲洗采用单独水冲洗的方式，建有高位水箱一座，有效容积约为223.6m3，一期反冲洗的最高供给水头为9.15m，以平均反冲洗强度16L／s・m2计算，可供冲洗11min左右；二期反冲洗的最高供给水头为9.05m，以平均反冲洗强度16L／s・m2计算，可供冲洗7.34min左右。滤池的进水、排水均采用虹吸管。

二、改造方案的确定

2.1 反冲洗的方式

将原来的单独水冲洗改为气—水混冲。滤池增设鼓风机、气管以及电动阀门。采用气水混合冲洗，通过气冲过程中气流不断的搅动滤层和滤料相互剧烈的碰撞运动，使得粘附在滤料上的污泥剥落，通过气水混冲和单水冲洗将剥落的污泥带出滤池，采用较少的水量，取得更好的反冲洗效果，在一定的程度上节约了反冲洗的水量。

2.2 配水系统

将原有大阻力管式配水系统改为高密度聚乙烯塑料滤砖。

2.3 滤料

滤料由原有的级配石英砂滤料改为均值石英砂滤料。

2.4 清水阀门和反冲洗阀门

在改造后，滤池采用PLC自动控制方式。清水阀门和反冲洗阀门改为电动阀门。在调试的过程中，根据反冲洗时段不同的反冲洗水量，将反冲洗进水阀门调出两个不同的开启度，在气水混冲时，将阀门开启至第一开启度，在单水反冲洗时，将阀门完全开启。清水阀门的开启度，可考虑过滤不同时期的不同开启度，由液位计进行控制。

三、运行情况

通过以上及相关的改造方式后，于2007年底改造完成并投入运行。改造后的滤池，在反冲洗配水方面有了极大的改善，滤料反冲洗效果良好，滤后水达到1NTU以下的合格率为100%。产量也由原来的5万m3/d提升到6万m3/d，最高达到6.6万m3/d以上，出水水质均能够满足1NTU的要求。

但在运行过程中，也暴露出系统在设计和安装过程中的不足和缺陷：

3.1 配水配气系统的均匀性。在整个安装过程及调试过程中，发现塑料滤砖的配水配气均匀性有限，特别是两头闷盖处，气体较大。

解决方式：在安装过程中，注意接缝处的密封；调试过程中，注意控制气量，特别是气水联合反冲时，应严格控制控制气水比。

改造效果：在一系列调整后，问题得到一定程度的解决，但由于闷盖处的密封效果不理想，最后两头还是较大，容易出现跑砂。

3.2 液位计的选择。在改造方案时，考虑采用投入式液位计。在生产运行过程中，投入式液位计的准确性较差，波动过大，特别是安装位置不合适时，经常造成水位过高。

解决方式：经综合分析和考虑，将整批液位计改为超声波液位计，并将安装位置从进水口处移至水位波动较小的位置。

改造效果：运行稳定，能够准确的测量出实际水位并提供正确水位予控制系统。

3.3 反冲洗水带气问题。在改造方案时，由于未考虑改变反冲洗水的提供方式，仍采用高位水箱进行供水。而若反冲洗时，高位水箱的水位过低，水流会将气体卷入水中，造成滤料内积气，影响过滤效果。

解决方式：在反冲洗启动前，确保高位水箱中水位处于高水位。在反冲洗启动后，提升泵进入工作状态，确保水箱中存有一定高度的反冲洗水。

改造效果：在一定程度上缓解了带气的量，但仍有小量气体带入。

四、结论

旧滤池的改造，有利于在充分利用现有资源，以最少的投入取得最理想的效果，确保整个生产质量符合社会的要求。

4.1 有效降低造价，实现投资的最小化。改造在充分利用原有资源的前提下，对相关关键部位进行设备及技术提升，实现最小投入得到最高收益；

4.2 处理效果好。有效的将传统工艺进行优化，并与新技术进行结合，使传统水处理技术的优点得以充分的发挥，并根据传统工艺的不足和缺陷，采用水处理新技术进行代替，使得整体运行效果得以充分的发挥，有效的保证出厂水的水质要求。目前，出水浊度1NTU以下在99％以上。

4.3 经济效益。双阀滤池原采用穿孔管配水系统。根据经验，双阀滤池在实际运行中，反冲洗强度在25L／s・m2时，膨胀率在45％，属于规范要求的滤料膨胀率。反冲洗时间在5－7分钟，过滤周期在20—24小时左右，那么一天就得反冲洗一次，经过计算，那么2万吨／天每组滤池的耗水量为190.44吨／天，3万吨／天每组滤池的耗水量为28

5.66吨／天。

经过改造后，滤池反冲洗采用气水混合冲洗方式，反冲洗方式如下：

1) 气水混合冲洗历时为3分钟，水冲的强度为4—6L／s・m2；

2) 单水冲洗为3分钟，水冲强度为15L／s・m2。

经过改造后，滤池的过滤周期可以延长，滤池的反冲洗周期为40小时，经过计算，2万吨／天每组滤池的耗水量为79.985吨／天；3万吨／天每组滤池的耗水量为119.98吨／天。

对比表格

2万吨／天自耗

水量（吨／年）

3万吨／天自耗

水量（吨／年）

合计

（吨／年）改造前278042.4417063.60695106.00

改造后70066.86105102.48175169.34

差量207975.54311961.12519936.66

那么，少消耗反冲洗水等于提高水厂的成品水水量，降低了水厂的费用，根据水厂经济分析：

1)水厂每年减少反冲洗水量为519936.66吨，多制水519936.66吨，等于每年多送519936.66吨，以每吨水净利润0.3元计算，每年的节约反冲洗水的利润是15.60万元；

2)每年少交排水费15.60万元（以每吨0.3元／吨）；

3)每年节省原水519936.66吨，节省原水费26.00万元（以每吨0.5元／吨）。

通过以上比较计算，改造后的经济效益为57.2万元，总投资额在157.9万元左右，从而可以看出2.76年就可以完全回收投资额。