污水處理廠翻板濾池改造工程實(shí)例

楊紅國 徐偉江

（光大水務(wù)（江陰）有限公司 江蘇江陰 214400）

江陰市濱江污水處理廠位于工業(yè)園區(qū)，來水以紡織印染、電子線路板等工業(yè)廢水為主，出水執(zhí)行《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》（DB32/1072-2007）規(guī)定的Ⅱ類排放標(biāo)準(zhǔn)。該廠深度處理單元選用翻板濾池，翻板濾池是瑞士蘇爾壽公司下屬的技術(shù)工程部的研究成果[1]，所謂“翻板”是因?yàn)樵撔蜑V池的反沖洗排水舌閥（板）工作過程中是從0°～90°范圍內(nèi)來回翻轉(zhuǎn)而得名。

近年來翻板濾池大量地應(yīng)用到國內(nèi)地表水處理廠，用于污水深度處理工程極少。深圳市大工業(yè)區(qū)水廠翻板濾池在運(yùn)行中遇到技術(shù)難題，進(jìn)行了翻板濾池反沖洗程序及反沖洗周期的改進(jìn)試驗(yàn)，取得成功[2]。濱江污水處理廠翻板濾池自設(shè)計(jì)投運(yùn)以來存在濾料流失嚴(yán)重、濾料截污能力低等問題，多次改進(jìn)后仍未能解決。從實(shí)際運(yùn)行效果看翻板濾池并不適用于該廠水質(zhì)處理要求，因此對翻板濾池進(jìn)行改造顯得尤為迫切。

1 進(jìn)水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)

該廠總處理污水規(guī)模為10×104t/d，基本處理工藝為水解+A/O(A2/O)工藝，為提高出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，在原有處理工藝基礎(chǔ)上增加了深度處理工程，提標(biāo)前后進(jìn)水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 提標(biāo)前后進(jìn)水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)

2 改造方案確定

該污水廠翻板濾池采用的濾料為無煙煤+石英砂雙層濾料，無煙煤粒徑1.6 mm~2.5mm，厚度800mm；石英砂粒徑0.7 mm~1.2mm，厚度700mm；底部卵石承托層厚度450mm。在該廠實(shí)際應(yīng)用表明，翻板濾池由于其閉閥沖洗，單側(cè)排水的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，造成濾池沖洗廢水不能及時排放，出現(xiàn)二次沉降，影響濾池過濾性能，不適合在污水處理廠深度處理工藝中使用。

濾池采用氣水反沖洗工藝，配水配氣系統(tǒng)能夠正常使用。改造需要解決的問題是使濾池內(nèi)沖洗廢水及時排放，保證每次沖洗后濾料能恢復(fù)到良好的過濾性能。本工程改造不能停產(chǎn)，只能逐格濾池進(jìn)行改造，并且工期盡可能縮短。因此選擇改造方案時，采用了改造工期較短、改造工作量少、能實(shí)際解決問題的方案，即將濾池改為連續(xù)排水的普通快濾池形式。

當(dāng)時濾池濾料嚴(yán)重混層，已經(jīng)起不到雙層濾料的作用，需要更換。改造后在調(diào)試過程中反復(fù)調(diào)整，以改寫濾池運(yùn)行程序的方式使濾池獲得良好的沖洗效果。

3 改造方案說明

經(jīng)過綜合考慮，決定采用池上增加排水槽、改為連續(xù)沖洗排水的濾池改造方案。改造后濾池與快濾池相同，實(shí)現(xiàn)濾池邊沖洗邊排水，徹底解決濾池沖洗不干凈問題。改造實(shí)施內(nèi)容如下：

3.1 更換原池濾料

氣水反沖洗普通快濾池采用石英砂、無煙煤雙層濾料時，由于無煙煤濾料比重較輕，沖洗時濾料流失情況也普遍存在。為避免改造后濾池沖洗排水過程中濾料流失，改造后濾料更換為單層石英砂濾料。更換單層石英砂濾料粒徑為1.2 mm~1.6mm，不均勻系數(shù)K80≤1.35。濾料厚度與原來雙層濾料相同，仍為1.5m。濾料下部設(shè)卵石承托層0.45m，濾池反沖洗配水配氣系統(tǒng)仍采用濾池原有的PE 橫管、立管配水系統(tǒng)。

3.2 濾池中增加排水槽

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，快濾池排水槽一般要求長度不超過6m，排水槽中心間距1.5 m~2.1m。本工程濾池平面尺寸為10m×6.8 m，排水槽長度達(dá)到10m，超出了快濾池設(shè)計(jì)的一般規(guī)定。由于改造工程受現(xiàn)有條件限制，無法完全滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。10m 長度排水槽在工程中同樣可以使用，但帶來的負(fù)面影響是排水槽斷面面積較大，另需要解決好排水槽的剛度問題。

濾池寬度為6.8m，濾池中需設(shè)置3 條排水槽，槽中心間距為2.26m，一般設(shè)計(jì)要求為1.5 m~2.1m 范圍內(nèi)，受改造條件所限，稍微有所超出。濾池洗砂排水槽斷面形式上部為矩形，槽下部為三角形，底部夾角為90°。根據(jù)以上條件及濾池沖洗最大排水量計(jì)算，槽內(nèi)末端流速取0.6m/s，濾池排水槽斷面540 mm×675mm。

濾料上部增加的3 條縱向鋼制洗砂排水槽用以收集濾池排水時的反沖洗水，濾池反沖結(jié)束恢復(fù)過濾進(jìn)水初期起到布水槽作用，向?yàn)V池內(nèi)均勻布水。除設(shè)置3 條縱向排水槽外，在濾池進(jìn)水端，設(shè)置一條與縱向排水槽垂直的橫向進(jìn)水分配槽，槽寬度300mm，濾池沖洗結(jié)束恢復(fù)過濾時，濾池溢流堰進(jìn)水后首先進(jìn)入橫向進(jìn)水分配槽，然后由兩條縱向排水槽向?yàn)V池內(nèi)配水，解決濾池進(jìn)水側(cè)進(jìn)水直接經(jīng)溢流堰后跌入濾池沖擊濾料導(dǎo)致的過濾初期濾床穿透問題。在3 條縱向排水槽末端，原濾池翻板安裝位置設(shè)置一條橫向排水槽。槽寬為300mm，槽底部固定位置低于翻板100mm，槽底部傾斜角度45°。改造后濾池原有翻板無需拆除，翻板位于濾池排水端橫向排水槽內(nèi)。排水端橫向排水槽收集由3 條縱向排水槽匯集的反沖洗水，然后經(jīng)由反沖洗時始終開啟的翻板處排出池外。

為避免濾池沖洗時濾料流失，結(jié)合濾池新增排水槽高度，改造后新增濾池排水槽標(biāo)高比濾池濾料面標(biāo)高高出1.2m。

濾池反沖洗排水仍利用原有的翻板，在沖洗過程中，濾池翻板始終保持45°開啟狀況，一直排水。由于翻板在排水槽中，不會造成濾料的流失。當(dāng)濾池過濾時，翻板關(guān)閉，保證濾池的正常過濾。

改造后翻板的閥板工作狀況需做修改，調(diào)整為兩種工況，一種為過濾時的全閉狀態(tài)，另一種工況為反沖洗排水時閥板開啟45°。經(jīng)過核算閥板孔排水過流面積可以滿足改造為快濾池后的最大排水量要求，按最大沖洗水量計(jì)算時排水過孔流速為0.8m/s。

3.3 修改沖洗程序

改造后濾池反沖洗為邊沖洗邊排水形式，濾池反沖洗參數(shù)及沖洗時間設(shè)計(jì)值如下：空氣沖洗，沖洗強(qiáng)度15~17L/m2·s 沖洗歷時2 min~3min；空氣、水同時沖洗，空氣沖洗強(qiáng)度15L/m2·s，水沖洗強(qiáng)度3.5L/m2·s，沖洗歷時4min；水沖洗，沖洗強(qiáng)度8.5L/m2·s，沖洗歷時5min。實(shí)際取值調(diào)試時在設(shè)計(jì)值范圍左右調(diào)整。

3.4 沖洗設(shè)備的調(diào)整或更換

濾池改造后，氣水反沖洗強(qiáng)度發(fā)生變化，氣水沖洗強(qiáng)度都有所降低，需對反沖洗風(fēng)機(jī)及水泵系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整或更換。

該污水廠目前現(xiàn)有沖洗設(shè)備配置見表2。

表2 濾池沖洗設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)

由于改造后濾池沖洗方式不同，沖洗強(qiáng)度存在差異。對于連續(xù)沖洗排水的濾池而言，一般要求氣、水聯(lián)合沖洗時，氣、水沖洗強(qiáng)度總和應(yīng)小于20L/m2·s，否則會跑砂。因此改造為連續(xù)排水的普通快濾池后原來的反沖洗風(fēng)機(jī)及水泵沖洗強(qiáng)度都偏大，需要調(diào)整。

容積式羅茨風(fēng)機(jī)無法通過出口升壓控制風(fēng)機(jī)風(fēng)量，如果增加變頻裝置，成本較高。為確保濾池改造后的可靠運(yùn)行，在濾池反沖洗風(fēng)機(jī)總管上增加一條DN150 放氣泄流管，管上安裝手動閘閥和電動蝶閥各一臺，根據(jù)濾池調(diào)試沖洗情況，手動閘閥調(diào)到合適的泄流開啟位置。在濾池單獨(dú)氣沖時，泄流管上電動蝶閥關(guān)閉，當(dāng)氣水聯(lián)合沖洗時，蝶閥打開，泄流一部分氣量，獲得合適的沖洗強(qiáng)度，避免出現(xiàn)聯(lián)合沖洗時濾料流失問題。為減少排氣噪聲，在泄流管上安裝消聲器。

原濾池反沖洗水泵配置為2 臺小泵和3 臺大泵。改造前濾池氣水聯(lián)合沖洗時，一臺小泵運(yùn)行，對應(yīng)的沖洗強(qiáng)度為5.6 L/m2·s。改造后氣水聯(lián)合沖洗開一臺小泵的水沖洗強(qiáng)度仍然很大，會造成濾料流失。為滿足改造后的工藝要求，本工程決定更換兩臺小泵，每臺泵流量為860 m3/h，仍為一用一備運(yùn)行。為不影響濾池的正常運(yùn)行，反沖洗水泵先更換一臺，待全部濾池改造完畢后再更換另外一臺水泵。

濾池改造后，沒有了高速水沖洗階段，單水沖洗強(qiáng)度可取8L/m2·s 左右。濾池原有的三臺大反沖洗泵，如果單臺運(yùn)行，對應(yīng)的沖洗強(qiáng)度為8.5L/m2·s。改造后使用單臺大泵為單水沖洗泵，沖洗強(qiáng)度基本滿足要求。為盡可能利用原有設(shè)備，原有的三臺反沖洗泵可仍然使用，但是沖洗時僅需一臺泵運(yùn)行。改造后濾池面積不變，濾速與原濾池相同。

4 工程經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及實(shí)施運(yùn)行效果

工程總投資136 萬元，其中濾料采購費(fèi)用54.5 萬元，翻板濾池改造費(fèi)用81.5 萬元。本次改造工程采取邊運(yùn)行、邊改造、邊調(diào)試的方式，在確保正常運(yùn)行的同時，有效實(shí)施改造工程，實(shí)際施工時間為三個月。改造工程調(diào)試完成后，運(yùn)行狀況始終良好，出水水質(zhì)穩(wěn)定良好，八格濾池出水均能穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)SS≤4mg/l，總出水SS、COD、TP 指標(biāo)良好、連續(xù)穩(wěn)定，過水能力系數(shù)由改造前的不到1.0升高至1.38。運(yùn)行后達(dá)到了設(shè)計(jì)效果，保證了深度處理單元的穩(wěn)定運(yùn)行，為出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放提供了良好保障。同時對改善當(dāng)?shù)厮h(huán)境起到了更好的促進(jìn)作用。

5 結(jié)語

5.1 改造期間因不能停產(chǎn)，改造方案采用了工期較短、工作量少、能實(shí)際解決問題的方案，即將濾池改為連續(xù)排水的普通快濾池形式。

5.2 改造使得出水指標(biāo)明顯改善，提高了該污水廠抗進(jìn)水水質(zhì)負(fù)荷沖擊的能力。

5.3 實(shí)現(xiàn)了大水量運(yùn)行的可行性，處理能力的提升明顯提高企業(yè)的盈利能力。

[1]張偉，陳海松.翻板濾池的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)探討［J］.中國給水排水，2005，21（4）：68－71.

[2]繆朝暉，古凌艷.翻板濾池的應(yīng)用及反沖洗效果研究［J］.工業(yè)用水與廢水，2010，41（5）：62.