优化滤池运行参数的几点做法(精)

优化滤池运行参数的几点做法

上海南汇自来水有限公司李梅，顾春平

摘要青草沙原水切换后，对水厂的生产和水质管理要求更高，通过发挥在线水质仪表的作用，加强过程监控，及时发现和解决航头水厂一期滤池运行中出现的问题，确保出厂水质安全、稳定。

关键词：在线水质仪表监测气水反冲洗均质滤料滤池反冲洗程序过滤周期1引言

随着青草沙原水的切换，原水水质的改

善，对制水生产的管理和水质控制指标的要求

有了进一步的提高，近期通过发挥在线水质仪

表的监测作用，加强水质指标数据的分析，发

现航头水厂一期滤池在反冲洗过程中存在滤后

水浊度突变的现象，对此，通过原因排查分

析，进行滤池清水阀门维修，科学调控反冲洗

程序，优化调整过滤周期，有效解决了滤后水

浊度突变问题，确保了出厂水质安全、稳定。

2航头水厂一期滤池基本情况及出现的问题

航头水厂一期滤池原设计为普通快滤池，

处理规模12万吨/天，共有10个滤格，成双

行排列，每行5格，中间是管廊，单格滤池

面积83.64m2（滤砂面积71.40m2）。2001

年改造成气水反冲均质滤料滤池。设计滤速

7.84 m/h，石英滤砂粒径0.8～1.0mm，滤料

厚度1.20m，支撑层滤砂粒径2.0mm，厚度

0.05m；滤池反冲洗采用气、水反冲加表扫方

式；池体结构由于条件限制未作大的改动。

自2012年12月初开始，在线滤后及出厂

浊度仪读数显示，航头水厂一期滤池反冲洗

过程中存在滤后水浊度明显升高的现象，有

6～7个滤格反冲时，滤后水浊度由冲洗前的

0.15NTU左右，一路飙升至2NTU以上，从

而对出厂水造成一定的水质波动，见图1。

3原因查找分析

针对以上问题，通过逐一分析排查，找出

问题症结所在。

3.1清水阀门渗漏

在排除在线浊度监测仪表问题的情况下，图1异常情况下航头出厂水浊度曲线首先考虑为清水阀门渗漏致使部分冲洗高浊度水流入清水总渠引起滤后水浊度升高，对此，通过手动控制滤格运行状态，关闭进水阀和清水阀，测试3分钟内滤格液位变化值，液位均有不同程度下降，严重者3分钟液位下降10cm以上，证明清水阀门的确存在渗漏，于是对阀门进行调节和维修，基本解决了清水阀渗漏问题。但滤格反冲洗过程引发滤后水浊度波动的现象仍然存在，可见，清水阀门渗漏并非根本原因所在。3.2池体改造不彻底，反冲洗程序设置存在不适应一期滤池改造时由于条件限制，只是将配水系统由大阻力配水改为小阻力配水，将滤料改为石英砂均质滤料，单一水反冲洗改为气水反冲洗，而池体结构基本未作改动；反冲洗控制程序上采用与二期V型滤池相同的设置，即：启动程序—关闭进水阀—清水阀开度调至100%，降低滤池水位至目标值—气冲3分钟—气水混冲5分钟—水冲6分钟。考虑到二期V型滤池反冲洗时并未发现滤后浊度猛增的情况，那么很可能是滤池结构上改造不彻底，是遗留问题引起的。为了进一步查找问题原因，寻求解决措施，直接对滤后

管路开孔取样，检测反冲洗全过程滤后管路内

的水的浊度，取样位置见图2。

采用抽样的方法对运行48小时左右的

6#、

10#滤格进行了取样分析，开始自动冲洗

程序后每一分钟取样一次。结果见图3。

可以看出，滤后水浊度突变主要集中在

启动反冲洗程序清水阀全开降水位及整个气

冲阶段。而在气冲阶段，清水阀已关闭，根图2一期滤池滤后管路示意图

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

图3一期滤池6#、10#滤格反冲洗过程滤后浊度变化情况

据工艺管路特点，清水阀之前的一段弯管内可

能会留存有高浊度水，但量很小，约0.3m3，

这部分水在冲洗结束清水阀开后会进入集水

渠（1.4×1.2×45 m3），容积75.6m3，因水

量比例悬殊，对出厂水浊度影响微乎其微。相

反，在反冲程序启动初清水阀全开阶段，将有

40m3左右的高浊度水进入集水渠，势必造成

较大的水质波动。可见，问题主要产生在启动

反冲程序初始清水阀全开阶段。

为证实这一结论，在6#、10#滤格均运

行44小时后，再次对这两个滤格进行取样分

析，得出了相同的结论，见表1。表16#、10#滤格反冲洗初期滤后浊度变化情况滤格

编号

6#

10#正常运行滤后水浊度（NTU）0.200.25启动反冲程序初，清水阀全开浊度（NTU）13.45.2降低水位时，滤池滤速瞬间急剧升高，使得附着在滤层滤砂表面的固体杂质脱落穿透，进入滤后水所致。而考虑到配水系统、滤砂、反冲洗自控

程序都相同的二期V型滤池并未出现此种情况，所以，究其根本原因，还是在于一期滤池在改造时由于条件限制结构上改造不彻底，采用V

型滤池反冲洗控制程序存在一定的不适应，滤后出水管直接进入中央管渠，中间未设置出水堰（二期滤池设有出水堰），见图4，这在反冲洗初始清水阀全开时，会造成滤后出水极不稳定，水头损失迅速降低，滤速猛然增高。

于是，对启动反冲程序初始清水阀全开降

低水位阶段滤池滤速进行测算，平均滤速在

35～50m/h左右，最开始时滤速还要高。数

据分析表明，一期滤池反冲洗引发滤后浊度升

高的直观原因为反冲洗初始阶段清水阀门全开图4二期滤池滤后管路示意图

4解决措施

针对以上存在的问题，在不具备对一期滤池结构进行改造的条件下，考虑通过调整反冲洗程序，减小反冲洗初始清水阀门开启度来降低滤池滤速。通过反复尝试，最终将滤池反冲洗降低水位时清水阀门的开启度由原来的100%降至25%，此时平均滤速降至

8.5～10m/h左右，通过对反冲洗程序进行科学调控，一期滤池反冲洗引发滤后乃至出厂浊度波动的问题得到了根本解决，见图5。5优化调整过滤周期，提高过滤效能

从上述问题的研究过程中发现，在滤池运行至一个过滤周期（48h）时，滤层截污能力变弱，滤后浊度明显升高，有必要进一步优化调整滤池过滤周期，提高过滤效能。为此，采用抽样检测的方法，在滤池进水水量、浊度稳定的情况下，对航头厂一期滤池4#、10#滤格，二期滤池不同滤格在不同运行时间时的滤后浊度进行了取样分析比较，结果见图6。图5正常情况下航头出厂水浊度曲线

图6一期滤池4#、10#滤格不同运行时间的滤后水浊度

由图6可以看出，一期滤池4#和10#滤格在一个过滤周期初始阶段滤后浊度相对稍高，都在0.15NTU以上，随着运行时间的增加，滤层含泥量上升，空隙率降低，截污能力增强，滤后水浊度降低并趋于稳定。在运行43小时之后，因滤层含泥量过高，截污能力减弱，滤后水浊度明显升高，需要进行滤池反冲洗。可见，一期滤池的合理过滤周期应为43小时左右。同样分析确定，二期滤池的合理过滤周期亦为43小时左右。

通过取样分析，将滤池的过滤周期控制值由原来的48小时调整至43小时，有效地控制了滤后水浊度，使得滤池运行更趋合理高效。6结语

青草沙原水切换后，对生产管理和水质管理要求更进一步提高，通过发挥在线水质仪表的作用，加强过程监控，及时发现航头水厂一期滤池反冲洗过程中存在的滤后水浊度突变的问题，并通过逐一排查，确定了问题产生的根本原因在于普通快滤池改造时结构改造不彻底，直接采用V型滤池反冲洗控制程序存在一定的不