滤池滤速大幅降低原因分析及措施

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在翻砂前,我们也对滤池的反冲洗状况进行了 观察,在气冲和混冲时,整个滤池的反冲洗表面基 本均匀一致,没有发现特殊的气泡和水流涌动,但 通过翻砂发现在滤池底部沉积了大量的塑料薄膜、 塑料袋、胶丝绳、编织袋等塑料垃圾,包住了滤头, 见下页图 5。
由于反冲洗时滤砂向上运动主要是有气泡和水 流带动,对于塑料垃圾这种轻盈容易变形的杂物很 难起到带动作用,所以只要有塑料垃圾被卷进滤料 层,就会一直向下移动,直到滤料层底部,并停留 在那里,大量的杂物积聚在滤料底部后,就会使得 滤料底部过滤面积减少,导致滤速降低。
2010 年 (膨胀率 %)
42.31 44.62
0
在给水排水设计手册中,对 V 型滤池气冲和混 冲的膨胀率没有明确的规定,但要求水冲的时候是 微膨胀,但较普通滤池的膨胀率略高,在气冲和混 冲时基本处于全膨胀状态。
2.4 反冲结束时的浊度测定数据见表 4。
表4 7#滤池2009~2010年反冲结束浊度
9.28
8.37
9.56
8.93
9.88
9.35
9.45
4.98
5.50
9.65
9.81
7.48
8.54
9.16
9.75
9.56
10.12
8.45
9.5
9.47
9.74
9.91
10.10
8.70
9.37
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手册》中 8~14(m/h)的规定。除 2# 滤池反冲前滤 速较低只有 5.48m/s,不过经过反冲洗后滤速仍能恢 复。2010 年比 2009 年所有滤池的滤速都有一定程 度的下降,反冲后平均滤速从 11.20 m/s 下降到 9.37 m/s,其中 7# 滤池下降非常明显,反冲后滤速仍只 有 5.50 m/s。这使得我们必须马上对这一现象进行 分析和处理,我们以 7# 滤池为实验对象,对其进行 了其他数据的测试,以分析其滤速偏低的原因。
10.94
9.03
10.29
9.03
11.89
8.33
12.84wenku.baidu.com
9.62
11.15
7.96
10.50
9.94
11.54
9.91
11.27
8.45
10.50
7.41
10.73
7.09
11.32
8.67
11.20
2010 年
反冲前滤速(m/h)
反冲后滤速(m/h)
8.41
10.29
9.43
9.65
8.64
以下表 6、图 2 为 7# 滤池 2010 年 10~11 月份运 行情况 :
表6 7#滤池2010年10~11月份运行情况分析表
时间
过滤水量 清 水 阀 压差 水位 (m3/h) 开度 (MPa) (m)
备注
10 月 26 日 6 :30
570
31.33% 0.97
1.2
1 :30 冲洗后投运, 运行正常
从表 1 各个滤池滤速的测定结果中可以看出, 其他滤池滤速比较平稳,但 7# 滤池滤池下降非常明 显,已经不能达到设计要求,至 2010 年 10 月时所 测的虑速仅为 4.42 m/h。同时过滤周期也大幅度缩减, 2009 年过滤周期为 48h,2010 年上半年缩短为 32 小 时,后又慢慢缩短至 24~16 小时,最后变成当过滤 水量一旦达到 800 m3/h 时,滤池过滤周期只有 2 小时。
2.2 含泥率的测定数据见表 2。
表2 7#滤池2009~2010年的含泥率
滤池 编号
7#
2009 年
2010 年
反冲前含泥率 反冲前含泥率 反冲前含泥率
(%)
(%)
(%)
0.275
0.52
0.502
分析 :2009 年只测了反冲前的含泥率,2010 年 对反冲前后的含泥率都进行了测定,测得的滤池含 泥率均 <3%,符合《城镇供水厂运行、维护及安全 技术规程》中的要求,但从后两年的数据我们也可 以看出反冲后的含泥率要略低于反冲前,也间接的 说明了反冲的效果。
7:30
800
100% 1.88 1.24 7 :10 增加进水量
8:30
850
100% 2.03 1.47 运行时间 7 小时
从下页图 2 中,我们也可以看出不论 7# 滤池是
否是刚进行过反冲洗,只要进水量增大至 800m3/h (还未达到其设计处理水量 1071.43 m3/h),7# 砂滤 池清水阀开度就会处于 100%,时间一长运行水位 也从 1.2m 上升至 1.5m,滤池处于摒死状态,需要 进行反冲洗。
2.3 反冲强度和膨胀率的测定数据见表 3。 因反冲水泵和鼓风机不变,所以每年滤池的 反冲强度和膨胀率基本一致,以 2010 年的数据为 例。
表3 7#滤池的反冲强度和膨胀率
滤池编号
编号 7#
气冲 混冲 水冲
2010 年 (反冲强度
m3/m2.h)
55.03
气 :55.03 水 :9.34
18.68
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图4 浸泡过后砂样对比图(左图为表8的1,2,5;右图为3,4)
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图5 翻砂图片
同时在翻砂的过程中发现沙层底部 10cm 高度的 砂子和滤头表面呈黑色,有粘性,疑是砂滤池和炭 滤池的反冲洗水进行回用后引起的,还有待进一步 研究。
滤池编号 7#
2009 年反冲结束浊度 (NTU)
3.87
2010 年反冲结束浊 度(NTU)
7.4
查阅相关标准,在《城镇供水厂运行、维护及 安全技术规程》中有对普通滤池的反冲结束后出水 浊度 <10NTU 的要求,对 V 型滤池没有提及,但我 们在设定水冲时间时,对水冲结束后的出水浊度参 照普通滤池的要求执行,历年反冲结束后的浊度也 符合要求。
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需进一步关注中。 3.原因分析与采取措施 通过对 7# 滤池所测的滤速、含泥率、反冲强度、
膨胀率、反冲结束浊度、滤料级配等数据进行分析 对照,可以看出含泥率都≤ 3%,变化不大,反冲强度、 膨胀率、反冲结束浊度都在设计范围内,仅滤速较 初投运有所减小,滤料级配较初始运行有所减小。
单独布置加氯管到 7# 砂滤池,加量 4~6ppm,持 续 15 天,滤后余氯检测一直保持在 0.12~0.20 ppm, 没有随着加氯时间的延长而增加,同时在加氯期间 测定滤速为 4.63m/h,滤速并没有提高,过滤周期也 没得到改善。
3.5 通过查阅资料分析,如果有杂物包裹住了滤 头也会降低其过滤效果,所以在 4 月份对其进行翻 砂处理。
3.3 7# 滤池位于滤池进水总渠的最末端,平时过 滤水量要大于其他滤池,对滤池的进水堰板进行测 量时也发现 7# 滤池堰板略低,于是对其进水堰板进 行调整,进水两侧堰板都抬高了 1cm,与其他滤池
齐平,尽量使得同组滤池的处理水量一致。处理后 滤速与过滤周期仍没有提高。
3.4 因净水工艺改变,前加氯变成前加臭氧,导 致砂滤池成为生物滤池,滤砂表面繁殖的微生物导 致过滤水头损失增大。我厂于 2011 年 3 月初对 7# 砂 滤池进行持续性加氯,试图破坏其生物性能。
关键词:南星水厂 滤速 过滤周期
1.概况 南星水厂深度处理改造及扩建工程的常规处理 系统于 2007 年年底投运,深度处理系统于 2009 年 年底全部投入运行。其中 36 万吨 V 型砂滤池,共 14 只,分两排布置。设计滤速 7.82m/h,单池有效过 滤面积 147.2m2,石英砂有效粒径 d10=0.95mm,不均 匀系数 1.4,砂层厚度 1.3m,运行水位 1.2m。 2.滤池运行参数测定 V 型滤池参数测定主要包括滤速、含泥率、反 冲强度、膨胀率的测定,以及各阶段反冲水浊度测定。
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滤池滤速大幅降低原因分析及措施
赵安瑜 俞宏伟
(杭州市水业集团有限公司,浙江杭州 310008)
摘要:以南星水厂36万吨V型滤池7#池为例,对各个工艺参数进行测定,主要有滤速、含泥率、反冲洗 强度、膨胀率、滤料级配等,并针对7#滤池滤速大幅降低的现象,分析原因,采取措施,使其恢复过滤效 果,确保生产正常运行。
根据小试结果,我们认为柠檬酸对于去除滤砂 表面包裹物的效果最明显,于是,我们于 2011 年 2 月 15 日 ~21 日用柠檬酸对 7# 砂滤池进行浸泡,用量 3 袋,每袋 25 公斤,浸泡水位控制在 0.3m,浸泡 6 天后,于 21 日对 7# 滤池反复冲洗后,冲洗水 pH 值 达到 7 左右,反冲洗结束时的浊度为 4~5NTU。但经 过浸泡后测得的滤速仍为 4.51 m/h 左右,过滤周期 均也没有明显提高,分析一是浸泡浓度可能没有达 到小试的要求,二是浸泡深度可能只达到表层 50cm 处,对底层的滤砂没有效果。
8 城镇供水 NO.3 2013
图3 用不同酸碱溶液浸泡后对比图
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图2 7#砂滤池水位、压差、清水阀开度及过水流量对应图
城镇供水 NO.3 2013 9
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表8 不同酸碱溶液浸泡结果表
序号
1
浸泡溶液 自来水
2
3
4
5
浓氯水
10% 盐酸
10% 柠 酸

10% 氢 化钠

含泥率 ——
—— 0.70%
——
——
结论 :浸泡 24 小时后洗净烘干。从视觉上看盐 酸和柠檬酸的效果最好,氢氧化钠次之,再浓氯水, 最后自来水。其中用盐酸浸泡后的含泥率为 0.7%(其 他几组当时没有测含泥率),符合含泥率 <3% 的要求, 但盐酸洗后滤砂发白,而柠檬酸洗后的砂子颜色较 正常。见图 4 :
针对上述情况我们分析了几种可能原因,并采 取相应措施,使其恢复过滤效果,延长过滤周期。
3.1 分析反冲时砂层是否冲洗干净,导致过滤效 果差。对此我们进行修改反冲洗参数见表 7:
表7 7#砂滤池反冲参数修改前后对比表
参数
气冲
混冲
水冲
备注
原先
180s
300s
240s
反冲结束浊度在 10NTU 之内
修改后 240s
滤池编号
1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 9# 10# 11# 12# 13# 14# 平均
6 城镇供水 NO.3 2013
表1 36万吨V型滤池2009~2010年的滤速
2009 年
反冲前滤速(m/h)
反冲后滤速(m/h)
9.35
11.51
5.48
10.64
10.59
11.67
9.18
分析 :经过 1 年的运行,滤料有效粒径和不均 匀系数均变小,说明滤料在反冲洗过程中有磨损趋 势,与前面所提到的所有滤池滤速都有一定程度的 下降相对应,滤速下降可能一部分原因是由于滤料 有效粒径变小,过滤水头损失增大造成,此现象还
城镇供水 NO.3 2013 7
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56.2
0.9~1.0
3.95
5.7
7.2
13.6
0.8~0.9
1.05
1.75
3.2
6.4
0.7~0.8
0.55
0.7
2.5
3.2
<0.7
0.15
0.15
0.7
0.7
图1 2009年与2010年滤料级配对比图
计 算 d10,K80:2009 年 d10= 0.65,K80= 1.481 ;2010 年 d10=0.63,K80=1.462
2.5 滤料级配的测定数据见表 5,图 1。
表5 7#滤池2009~2010年滤料级配测定表
筛孔孔径 mm
>1.6
2009 年级配
2010 年级配
砂重(g)
通过筛孔砂 量(%)
砂重(g)
通过筛孔砂 量(%)
9.1
100
3
100
1.25~1.6
49
90.9
40.8
97
1.0~1.25
36.2
41.9
42.6
480s
360s
反冲结束浊度在 10NTU 之内
结论 :运行一个月后,测滤速没有提高,过滤 周期没有延长,效果不明显。
3.2 分析砂层转变为生物滤池后,是否因滤料外 层包裹杂质,在冲洗时不能充分剥落,导致砂层孔 隙减小,降低其过滤效果。
取 7# 滤池砂样,烘干,称取 5 份 200g 的滤砂分 别放于 250mL 的烧杯中,用不同的酸碱溶液进行浸 泡小试,结果见表 8、图 3
V 型滤池自投运后整体运行比较稳定,但有个别滤 池出现过滤周期大幅度缩减,无法满足设计水量要 求,且反冲水量大幅上升,特别是 7# 滤池,针对此 现象,我们通过滤池各类参数测定,分析可能的原因, 逐一排查,终于得到初步解决。以下测定方法和数 据大多数以 7# 滤池为例。
2.1 滤速测得数据见表 1。 分析 :从表 1 中数据可以看出,随着滤池运行 年限的增加,滤速逐渐降低。2009 年的数据显示各 个滤池反冲前后阶段的滤速都能符合《给排水设计
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