气_水混合反冲洗技术在虹吸滤池改造中的应用

在正常过滤时 , 水经过滤料层 (砂层 ) 穿过滤帽 进入中心管下行到滤板下的池底汇集到出水区, 在 加气反洗时, 空气沿滤板底迅速扩散并集聚在滤板 底下形成 1 个气垫层。在气垫层形成之际, 空气由 于滤板的阻挡不能上升, 只能压向前后左右和向下 迫使水位下降。若前后左右没有阻挡 , 空气就会向 周围扩张 , 不能形成有效的气垫层 , 这时就需要在滤 板以下由 1 圈侧壁与滤板及水面共同形成 1 个封闭 空间即为气室 , 有了气室才能利用压力气体迫使水 面下降到长柄滤头的长条孔露出水面 , 从而形成气 体反冲洗。 为了形成气 室, 综合考虑滤头长度 ( 130~ 170 mm ) 、 池底出口堰高及进气时滤板底水面起伏变动 范围 , 将滤板承重墙即滤板向上抬高 200~ 250mm, 以便形成气室。只要掌握住适当的进气量 ( 小于 15 2 L / ( s m ) ) 和布置有足够的长柄滤头就不会使空 气窜入其他池子的池底。 滤池改造前、 后情况如图 1 所示。 当 1 格进行加气反洗时 ( 假设中间 1 格 B 进行 反洗 ) , 则会形成图 2 所示的情况, 即 A, C 格在正常 工作 , B 格滤板底下形成 1 个气垫层, 空气大量地通 过众多的长柄滤头进入滤板上面的滤料层进行反冲 洗, 停气以后, 再进行一段单水反冲洗 , 则反洗过程 结束。 4 . 2 滤板的制作 每格滤池尺寸为 4 . 5m 用 16 块 1 080 mm 980 mm 4 . 0m 2 . 5m, 设计采 100 mm 的钢筋 砼滤
图 2 B 格加气反冼
部进入并穿过滤帽进入滤料层。 当空气从池底进入 , 上升到滤板底下, 由于中心 管中部有一个小孔 , 会使部分空气直接进入中心管, 但由于小孔的截面太小 , 不能形成大规模的气洗 , 也 不会影响气垫层的生成, 小孔的主要作用在于气洗 结束时, 气垫层的气体会通过小孔上升到滤料中去, 从而消除了气垫层 , 使滤池能正常工作。 采用长柄滤头代替原尼龙水帽, 此种滤头采用 ABS 材料制造 , 机械强度高 , 坚固耐用 , 滤头带有预 埋件套管 , 套管可直接预埋在滤板内, 便于滤帽的拆 装, 减少检修工作量。 滤头由滤水帽、 进水管、 叠盖螺管等组成, 滤柄 外套预埋于混凝土滤板中, 并带有内螺纹, 滤板厚度 100mm, 其他技术要求 : 主要 材料, ABS; 套 管长度, 100mm; 缝隙条数, 40条 , 且均匀分布; 缝隙长度 , 25 mm; 平均缝隙宽度 , ( 0. 25 积, 2 . 5c m ; 滤帽直径,
在支承梁上 , 螺栓头不突出板面。 ( 7) 滤板安装后先测量其平整度 ( 整池平整度 不超过 2mm ), 再用 PCCM 填料嵌缝。 ( 8) 预埋件 : 滤板中的预埋件应按照设计图纸 中所提供的数量和位置准确地预埋好。 ( 9) 原料、 材料。 1) 水泥标号。采用普通硅酸盐水泥。 2) 碎石。采用粒径为 5~ 25mm, 形状为针、 片 状石 料、 其比 例不 大于 15 % , 泥 量的 比例 不 大于 1 % , 无有害物质 , 颗粒级配符合要求。 3) 砂。采用中细天然砂, 粒径 0 . 5~ 2 . 5mm, 颗粒级配符合要求, 泥量的比例不大于 3 % , 无有害 物质。 4) 用水。采用符合 GB 饮用水标准的地面水 或地下水, 严禁使用海水、 或工业污水。 5) 混凝土级配要求。符合 C25 级配要求。 6) 钢筋。根据 GB 13014 1991 钢筋混凝土 用余热处理钢筋 的要求采用余热处理钢筋。 ( 10) 模具。采用高精度模具, 以确保每板的平 整度要求。采用钢模制作 , 按图纸规格标准, 误差不 大于 1mm。 ( 11) 生产工艺标准。钢筋骨架制作 : 按图纸规 5
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( 12)滤板荷载检验。加压至 25 kN /m , 滤板不 破不垮。 4 . 3 长柄滤头的制作 长柄滤头是实现气 - 水反洗的关键装置。当气 垫层形成后, 会迫使滤板下的水面下降而使长柄滤 头上的长条形进气孔露出水面, 这时, 大量空气进入 中心管继而钻出滤帽进入滤料层进行气洗。停止向 池底送气则气洗结束水洗开始, 反洗水由中心管底
4 改造wenku.baidu.com路
从虹吸滤池的结构看 ( 如图 1 所示 ), 由于虹吸 滤池各格之间底部是连通的 , 为了实现在对某格加 气反洗时不影响相邻各格的正常运行, 通行的做法 是在各格之间加装隔断装置 , 使各格之间既可连通 又可隔断。这样可达到加气反洗之目的, 但增加了 设备和动力 , 同时对滤池 结构改动较大 , 投资相对 较高。 综合各项因素, 决定充分利用现场条件, 结合实 现气 - 水反洗所必需的气室、 滤板、 长柄滤头及配气 系统等设备的技术要求 , 在确保对池体结构改动最
0. 03) mm; 滤帽缝隙面
45 mm; 滤帽形状 , 半球形
( 柱形 ); 橡胶垫圈, 采用材料为丁腈橡胶。 质量检验标准 : 滤头缝隙应无残缺 , 飞边和毛刺 等缺陷 , 滤头表面光滑, 无 明显杂质, 无裂纹 , 无气 泡, 表现色泽一致, 洁面有光泽, 产品无挠曲现象 , 无 收缩现象 , 无不足料现象 , 并符合行业检验标准。 表 1 为长柄滤头与尼龙水帽参数对比。
0 引言
虹吸滤池对于保证污水处理出水水质、 提高污 水处理效果具有重要作用 , 而反洗方式决定了滤池 运行周期的长短和反洗效率的高低。当前 , 国内相 当一部分虹吸滤池限于当时的施工工艺和科学技术 的发展 , 仍以水反洗作为唯一反洗手段, 这大大影响 了虹吸滤池的水处理效率 , 将其改造成以气 - 水混 合反洗为主的反洗方式已成为一种必然。 华电国际邹县发电厂 ( 以下简称邹县电 厂 ) 一 期污水站担负着全厂生活区污水和一期、 二期工业 废水处理, 虹吸滤池作为污水处理的重要组成部分 , 其出水经加氯处理后直接补入一期、 二期循环水系 统 , 出水水质如何直接影响到全厂污水外排情况及 循环水系统的安全运行, 对于树立企业环保形象、 提 高污水回收率、 降低用水成本具有重要作用。经过 近 10年的运行, 一期 污水站虹吸滤 池存在着出力 低 , 反洗效果差, 滤料板结 , 滤板塌陷等问题, 严重影 响了污水、 废水的正常处理。经过科学调研, 邹县电 厂在改造施工中大胆采用新工艺、 新技术 , 实现了滤 池由单一水反洗向气 - 水混合反洗的转变。
为提高虹吸滤池反洗效率的改造方法。该方法对于 减少反洗用水、 缩短反洗时间、 提高出水水质和延长运行周期会起到 重要的作用。 关键词 : 气水混合反冲洗 ; 虹吸滤池 ; 出水水质 ; 改造 方法 中图分类号 : X 703 文献标志码 : B 文章编号 : 1674- 1951( 2010) 11- 0061- 04
第 32 卷 第 11 期 2010年 11月
华电 技 术 H uad ian T echno lo gy
Vo . l 32 No . 11 N ov. 2010
气 - 水混合反冲洗技术在虹吸滤池改造中的应用
李生伟
( 华电国际邹县发电厂 , 山东 邹城 摘 273522)
要 : 介绍了污水站虹吸滤池的设备概况与工作原理 , 分析了虹吸滤池运行中出现的问题。提出了气 - 水混合反洗作
收稿日期 : 2010- 01- 05
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华电 技 术 少的情况下进行改造。 4 . 1 气室的形成
第 32卷
3 工作原理
一个完整的气 - 水混合反冲洗流程可分为气冲 过程、 气 - 水混合反洗过程、 水洗过程 , 伴随着表面漂 洗, 能使滤池滤层内的污物被有效地剥离并伴随冲洗 排出滤池, 从而保证后续的正常过滤周期和效果。它 不但可大大节约冲洗用水, 而且由于气泡的 擦洗 作 用可使滤料洗得更干净, 使滤料的寿命得以延长。 为了实现气 - 水混合反冲洗, 由长柄滤头和滤 板组成 1 套配水配气系统。长柄滤头由上部滤帽和 下部直管组成。每个滤帽上开有多条缝隙 , 缝隙在 0 . 5~ 250 . 0 m 之间, 视滤料粒径决定。直管上部 设有小孔, 下部有一条缝隙。安装前 , 就把套管预先 埋入滤板内。长柄滤头采用 ABS 工程塑料 ( 或不锈 钢 ) 制造。当气 - 水反冲洗时 , 在滤板下面的空间 内 , 上部为气, 形成气垫, 下部为水。气垫厚度大小 与气压有关。气压愈大 , 气垫厚度愈大。气垫中的 空气先由直管上部小孔进入滤头, 气量加大后 , 气垫 厚度相应增大, 部分空气由直管下部的直缝上部进 入滤头 , 此时 , 气垫厚度基本停止增大。反冲水则由 滤柄下端及缝上部进入滤头 , 气和水在滤头内充分 混合后经滤帽缝隙均匀喷出, 使滤层得到均匀反冲。
1 设备概况
一期污水站虹吸滤池为全混凝土方形结构 , 每 个虹吸滤池分为 2 组 , 每组又分为 4 格, 每格几何尺 寸为 4 . 5m 4m 2 . 5m, 每格滤池由 16 块滤板铺 成池底 , 每块滤板上装 60 个尼龙水帽, 它与滤板上 预埋件 16 mm 钢 管采 用 丝牙 联 接, 滤池 共 装设 7 680个尼龙水帽 , 水帽上铺设粒径为 0 . 5~ 1 . 0 mm 的石英砂滤层, 层高为 650~ 700mm, 每个虹吸滤池 均附有 1 组射水器, 以备实现虹吸进水和反洗抽真
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过
( 2) 滤板必须严格加工, 表面应平整误差不超 2 mm。 滤 板 厚 度 必 须 统 一 , 误 差 不 超 过 2mm。 ( 3) 滤头套管预埋时, 必须垂直于滤板, 角度偏 3 , 套 管 顶面 平 滤板 面, 其 标 高误 差 应 不超 2mm。
差 过
( 4) 滤板内钢筋采用上、 下各 1 层 8mm 钢筋 网 , 钢筋交点处全部焊接, 支承梁方向钢筋靠外侧。 ( 5) 滤板上、 下钢筋保护层厚 15mm, 扳倒边可 不设保护厚度。 ( 6) 滤板用 18mm 螺栓 ( 带垫片、 螺母 ) 固定
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。
2 存在的问题
经长时间运行后 , 虹吸滤池运行流速及出力达 不到要求。因反洗强度差, 滤料表面污泥易结块 , 水 头损失大 , 造成滤层破裂, 滤板塌陷 , 过滤时形成偏 流及穿透现象 , 部分水未经虹吸滤池过滤处理直接 进入清水池, 影响清水质量。反冲洗形成偏流, 用水 量大且反洗效果差。预埋在滤板上的钢管丝牙因长 期浸泡在水中腐蚀损坏, 尼龙水帽因局部受力不均 而破损。滤板与滤板间缝隙变大 , 滤料大量损失 , 无 法阻截水中固形物。因滤料损失大, 滤料配比差 , 易 造成煤沙混层、 水帽堵塞等现象, 大大增加了检修工 作量。 通过以上总结可知 , 虹吸滤池的问题主要集中 在反冲洗用水量大、 反冲洗效果不好、 水帽损坏滤料 漏出等方面, 其中又以反洗效果不好为最核心的问 题。如何加大滤池反洗过程中对污物的 擦洗 强 度, 提高滤层中污物的剥离度并在污物到达滤层表 面后提高表面漂洗效果, 成为改变反洗方式时着重 考虑的问题。通过对各种反洗方式的比较, 最终将 气 - 水混合反冲洗作为此次技术改造的实现目标。
空所需。具体参数如 下: 设计 出力, 1 330m /h; 滤 速, 9m / h ; 反冲洗强度, 16 L / ( s m ); 反冲洗水头, 0 . 90~ 1 . 25m; 反冲洗时间 , 5~ 6m in ( 设计值 )。 在过滤过程中, 每格滤池中的水位随着滤料阻 力的增大而升高, 以保持等速过滤。当运行到一定 时间后, 滤池就需要反洗 , 反洗时首先破坏其进水的 虹吸现象 , 使水不再进入该格滤池 , 当水位下降缓慢 时, 用真空系统形成反洗虹吸 , 反洗作业开始。当反 洗排出水较清时, 立即破坏反洗虹吸, 停止反洗, 随 即启动进水虹吸管 , 投入运行
板, 每板滤板上安装 56个滤头 ( 开孔率为 1 . 30 % ), 整滤池分为 16 横 16 纵均匀排列 , 滤板距滤池底部 升高至 600mm ( 原来为 370mm ) 。滤板制作时技术 标准如下 : ( 1)采用长柄滤头。
图 1 滤池改造前 、 后示意图
第 11 期
李生伟: 气 - 水混合反冲洗技术在虹吸滤池改造中的应用 mm, 上下和 4 边保护层标准 ( 20 管预埋准确, 无遗漏、 无倒位差错。