自来水厂砂率试验研究及滤池运行管理

中小型矿井及大型矿井回采块段小的煤层。
５ 综合机械化采煤工艺所需的设备
在利用相应的综合机械化采煤工艺时，应利用较 科学的设备仪器，进而不断加强综合机械化采煤工艺 在煤矿企业中的应用，以此提高煤矿开采量。其中， 采煤机是基本的装备设置，其次是工作面输送机装备。 液压支架装备的运用对于固定采煤机及其它设备等都 具有至关重要的作用。此外，还应不断运用转载机、 可伸缩带式输送机等设备，以此来提高煤矿开采率， 从而促进煤矿行业快速稳定发展［３］。
不够时，将会严重影响滤料的含泥量。如果冲洗滤池
效果不理想，泥球就会出现在滤层中，对滤池的正常
过滤产生严重影响。在比较严重的情况下，如果泥没
有被冲洗干净，就会使滤床表面上产生覆盖层，进而
造成滤床的表面产生裂纹、滤床出现下沉现象。
２．１ 实验
在每个滤池１０ ｃｍ～８０ ｃｍ深度每隔１０ ｃｍ各取一个
反冲洗前和反冲洗后的滤料，每个水池共计１６个样品。
滤池深度 mm
10 20 30 40 50 60 70 80
表 １ 滤池含泥量
五厂 反冲洗前 反冲洗后
八厂 反冲洗前 反冲洗后
含泥量
含泥量
含泥量
含泥量
%
%
%
%
0.22
0.38
0.18
0.20
0.22
0.14
0.16
0.16
0.12
0.20
0.14
0.32
0.16
0.04
0.16
0.26
0.08
0.16
２０１７ 年第 ４ 期 （总第 １３９ 期）
２０１７ 年 ４ 月
技术研究
DOI:10.16643/j.cnki.14-1360/td.2017.04.081
自来水厂砂率试验研究及滤池运行管理
岳琳
（长沙水业集团有限公司，湖南 长沙 ４１００００）
摘 要： 重点分析在自来水厂的日常工作中管理砂滤池的措施及经验，以期经过对砂滤池的管理，实现最理想的运行
［1］ 张学社.综合机械化采煤技术分析［J］.科技资讯，2013(31)：80. ［2］ 马立光.浅析综合机械化采煤的影响因素与使用经验［J］.能
源与节能，2015(9)：24-25. ［3］ 陈 淼.综合机械化采煤技术及其发展研究［J］.中国科技纵
横，2015(4)：193. （责任编辑：季 鑫）
效果，以保证出厂水的质量。
关键词： 过滤；管理；滤池
中图分类号： ＴＵ９９１
文献标识码： Ａ
文章编号： ２０９５－ ０８０２－ （２０１７）０４－ ０１６６－ ０２
Research on Sand Ratio Test in Water Works and the Operation Management of Filter Chamber
YUE Lin
(Changsha Water Industry Group Co., Ltd., Changsha 410000, Hunan, China)
Abstract: This paper mainly analyzed measures and experiences of the daily management in sand filter of water works in order to achieve the best operation effect and ensure the quality of the water by the management of the sand filter chamber. Key words: filtering; management; filter chamber
0.12
0.10
0.22
0.18
0.52
0.28
0.16
0.06
0.30
0.22
0.18
0.14
0.30
0.20
３ 滤料级配
在反冲洗滤池过程中，反冲洗水将带走比较细的 滤砂，一旦滤砂出现较大损失，或滤砂出现混层现象， 滤砂的级配将受到均匀性的较大影响，进而对滤后水 的水质产生较大影响。相关滤砂的级配要通过水厂进 行检验，与非均匀滤砂料的滤速相比，均匀滤砂的滤 速明显要高一些，一般会达到１５％或以上，水质与滤速 受到滤料级配的主要影响。水质和滤速受到滤料级配 的较大影响，如果平均粒径和滤床的厚度一致，ｄ１０均 质滤料与滤速成正比，滤料越大则滤速也越高；而ｄ１０ 的均质滤料越小，在滤速相同的情况下，水质情况就 越好。中国通常滤池单层中石英砂的有效粒径达到０．５ ｍｍ～１．２ ｍｍ，不均匀系数Ｋ８０则小于２．０，与中国相比， 美国石英砂滤料有效粒径及不均匀系数都比较低，通 常１．４～１．６５为其滤料的不均匀系数。而提升滤后水的水 质需要有效降低粒径与不均匀系数。经过反冲洗操作， 滤池的滤砂混层比较严重，导致上层砂细而下层砂粗 的现象。自上而下的整个滤层中，滤料粒径不断增加。 在降流势过滤过程中，截泥现象容易出现在表层砂中， 其中滤层的孔隙率将持续缩小，滤层阻力持续加大， 最终增加到极限，再进行反冲洗操作。深层滤层在这 时具有较少的截泥量，也具有较小的阻力，其应具备 的截污能力并未得到有效发挥，造成滤池反冲周期不 长，限制能力下降［２］。 ３．１ 操作
在对煤矿开采时，不仅可以运用长臂采煤机，还 能运用短臂的采煤机。短臂综合机械化开采与长臂综 合机械化开采在巷道布置、顶板支护及通风和运输方 式方面都相同。但是，短臂的综合机械化采煤工艺的 应用主要基于两个条件：ａ） 煤矿回采巷道实现机械化 快速掘进；ｂ） 实现综采工作面上、下端头快速作业。 因此，短臂综合机械化开采方式主要应用于厚煤层的
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
（上接 １６７ 页）
ａ） 控制初滤水浊度。尽管对初滤水浊度进行控制 的方法很多，如对冲洗结束后，降低排放水的浊度、 使滤池翻板、加注混凝剂、利用反冲洗水等。完成冲 洗之后，再停止一个阶段，不过从绝大多数的供水厂 角度判断，应该将两部分工作作为重点：（ａ）冲洗结束之 后，对排放水的浊度进行控制，要求低于１０ ＮＴＵ；（ｂ） 完成滤池的冲洗工作后，要求有充足的停役时间，维 持在１０ ｍｉｎ以上；
６ 结语
随着经济快速发展，人们对煤炭的需求量也日益 增高。因此，应研究和创新新型的采煤工艺，将综合 机械化的采煤工艺运用在煤矿开采中，以此提高煤矿 开采量。因此，应首先认识与了解综合机械化采煤工 艺的应用优势和所需的设备，推进煤矿采煤过程中使 用综合机械化的采煤工艺等的应用，以此促进综合机 械化采煤工艺在煤矿开采中的应用，不断提高煤炭开 采量，从而促进煤矿行业快速稳定发展。 参考文献：
（下转 １６９ 页）
·１６７·
２０１７ 年第 ４ 期
刘志宏：浅谈煤矿综合机械化采煤工艺
２０１７ 年 ４ 月
提高煤矿采煤效率。此外，随着煤矿行业快速发展， 现在采煤工艺应用综合机械化生产时使用的主要是一 种可弯曲的刮板输送机。通过运用此种设备，可提高 对煤炭的输送量。但是，由于此种设备具有较强的结 构性能，因此，在使用此种设备时，应有较大的工作 面长度来保证此种设备运行。
a) 五厂筛分曲线
过筛砂/%
过筛砂/%
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
1.2
筛孔径（砂粒径）/mm
b) 八厂筛分曲线
图 １ 筛分曲线
４ 管理滤池运行状态
作为生产管理人员，在巡视过程中，应当对滤池 运行的状况进行重点观察，如滤池内藻类生长状况、 滤池运行状态、滤料表层的板结状态，应当对滤池的 反冲洗过程经常进行观察，判断滤池是否均匀性出水、 死水区是否存在、有没有出现跑砂和漏砂的问题、是 否具备气洗时的水花等。必须强化针对滤池的日常管 理，出现问题要迅速给予解决。全面管理和监督滤池 的运行状况的措施：
１ 滤速
通常检测滤速需要一个季度进行一次，应当在现 场进行检测，在检测滤速过程中，最好不要应用滤池 液位计读数进行，主要是为了避免测量数据受到仪器 误差的影响。在检测过程中，应当确保池内水位始终 在正常位置的上方，随后将水阀门关闭，等到水位达 到一定的稳定性之后，可以将清水阀门打开，一直将 阀门开至最大，与此同时，将秒表按下，滤池水位下 降 到 某 段 距 离 时 进 行 测 定 ， 应 当 反 复 进 行 ２ 次 ～３ 次 ， 计算平均值。其公式为：滤速＝池内水位下降距离／ 测定所需时间。重点对反冲洗前与后的滤速进行测量。 通常反冲洗之前需要调整滤池运行周期，而净水过程 中，调度生产的判断根据就是反冲洗后的滤速操作［１］。
０ 引言
水厂工艺的关键工序就是过滤工艺，水厂运行和 管理的水平与水厂制水的质量、所完成的水量指标密 切相关。利用滤料层清除掉水中的某些病原微生物、 细菌、胶体杂质及某些悬浮物等是滤池的主要作用， 滤池经过一个阶段的工作以后，如果滤后的水质或滤 层水头的损失达到标准值，要马上停止过滤工作，再 反冲洗操作。如今，中国绝大多数水厂的滤池都使用 石英砂滤料，通过多年滤料运行后，滤水质量越来越 差。一些水厂为提升水的品质，采取增加滤料和更换 滤砂等方式，不过这些办法需要投入的经费都比较高。 针对砂滤池运行的基本情况，在分析判断时，可以应 用含泥率、滤料级配及测定滤速等方法。
将１００ ｇ称好的干燥滤料样品放到一组试验筛中， 这些试验筛按照自大到小的顺序、自上至下套接，在 最下方放置底盘，随后把顶盖盖好。需要在振荡机上 进行２０ ｍｉｎ振荡，振荡机的行程为１４０ ｍｍ，频率为１５０
次／ｍｉｎ，筛分终点主要指每分钟内通过筛的样品质量比 ０．１％样品总质量小。随后，对每一只筛上截留的滤料质 量进行称量，筛的横坐标为其孔径，对筛分曲线进行绘 制时，纵坐标选择通过此筛孔样品的百分数值。针对不 同和筛分曲线来确定滤料样品的不均匀系数（Ｋ８０）。 ３．２ 试验结果
４ 综合机械化采煤工艺
通过对综合机械化采煤工艺的认识和了解，可更 高效地在煤矿开采过程中运用综合机械化的采煤工艺， 进而提高煤矿开采量，以此促进煤矿企业快速发展。 下面，针对综合机械化采煤工艺展开具体分析与讨论。 ４．１ 长臂综合机械化开采
在运用综合机械化采煤工艺时，加大综采工作面 长度及采煤机割一刀的煤量，对于减少采煤工作时间 及提高煤矿开采率都具有至关重要的作用。因此，应 增加采煤机截深，提高每刀的工作生产产量，减少端 头作业等辅助工序的影响，进而节省采煤的工作时间， 从而提高煤矿开采率［２］。 ４．２ 短臂综合机械化开采
C＝ G-G１ ×１００％，
（１）
G
式（１）中，C为含泥量，％；G为淘洗前样品的质量，ｇ；
G１为淘洗后样品的质量，ｇ。
２０１７ 年第 ４ 期
岳 琳：自来水厂砂率试验研究及滤池运行管理
２０１７ 年 ４ 月
２．３ 试验结果 为更好地控制好含泥率指标及滤池，可以采取气
水反冲洗工艺等方式，通常的含泥率值低于１％。试验 以长沙供水有限公司下属五厂、八厂的其中一个滤池 为研究对象进行含泥量的检测。滤池反冲洗前、后１０ ｃｍ～８０ ｃｍ深每隔１０ ｃｍ处取一个样测定含泥量。实验 结果如表１所示，含泥量均＜１％，符合国家标准。
将上述五厂、八厂滤池中的滤砂进行筛分实验， 筛分曲线如图１所示。根据筛分曲线可确定五厂滤池滤 砂的不均匀系数（Ｋ８０）＝１．５３，八厂滤池滤砂的不均匀系 数（Ｋ８０）＝１．３２，可考虑暂不需要更换滤料。
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 筛孔径（砂粒径）/mm
进行，一直到筒中的水更加清澈。对留在筛上的颗粒
用 水 进 行 冲 洗 操 作 ， 并 且 反 复 进 行 摇 动 ， 将 小 于 ０．０８
ｍｍ的颗粒充分清除掉。随后，在恒量的搪瓷盘中倒入
筛上残留的颗粒与筒中已经洗干净的样品，随后放入
１０５ ℃～１１０ ℃的干燥箱中干燥到恒量状态。
２．２ 计算含泥量
计算含泥量的公式如下：
将５００ ｇ干燥的滤料样品放置在１ ０００ ｍＬ的洗砂筒里，
再把水加入进去，进行５ ｍｉｎ的充分搅拌，再浸泡２ ｈ，
随后在水中对样品进行淘洗和搅拌，大概１ ｍｉｎ后，向
孔径０．０８ ｍｍ筛中缓慢倒入浑水。经过测定之前，可以
先用水将筛的两面进行湿润处理。操作时，尽量减少
砂粒出现损失。随后把水注入筒中，对上述操作反复
收稿日期：2016-11-22 作者简介：岳 琳，1983年生，女，湖南长沙人，2005年毕业于湖 南大学环境科学与工程专业，硕士，工程师。
·１６６·
２ 含泥量
滤料出现积泥的主要原因：每一次进行过滤时，
与滤池反冲洗时的剥离力相比，部分悬浮固体附着在
源自文库
滤料表面上的力量更大一些，导致此类悬浮固体长时
间保留。在冲洗时，如果滤池整体面积的冲洗均匀性