氣浮雙重過(guò)濾工藝與混凝沉淀工藝在黃河下游處理平原水庫(kù)水中的應(yīng)用

摘 要：混凝沉淀是傳統(tǒng)的常規(guī)水處理工藝，氣浮是近二十年出現(xiàn)的新的水處理工藝，文章就這兩種水處理工藝的工作原理、設(shè)計(jì)參數(shù)、運(yùn)行成本、自控系統(tǒng)、運(yùn)行中存在的問(wèn)題，強(qiáng)化措施的使用效果進(jìn)行了分析，采用對(duì)比方式的分析了兩種水處理工藝的優(yōu)劣，對(duì)處理平原水庫(kù)水提供參考。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)化混凝；溶氣氣浮；V型濾池；翻板濾池

1 概述

勝利石油管理局供水公司是黃河下游一家二級(jí)水司，黃河水經(jīng)過(guò)沉砂、中型水庫(kù)存儲(chǔ)后輸往水廠，原水濁度較低，但是夏季、秋季水庫(kù)藻類大量繁殖，原水藻類高達(dá)數(shù)百萬(wàn)至數(shù)千萬(wàn)個(gè)/L，大部分水庫(kù)原水總氮指標(biāo)超過(guò)1.0mg/L。河口水廠擁有兩套水處理工藝，每套設(shè)計(jì)出水能力5萬(wàn)m3/d，水處理工藝是在完全相同的脈沖澄清池、虹吸濾池的基礎(chǔ)上改建而成的。西工藝采用混凝+氣浮移動(dòng)罩濾池過(guò)濾+翻板濾池過(guò)濾的工藝，東工藝采用傳統(tǒng)的混凝+斜管沉淀+V型濾池過(guò)濾的水處理工藝，東工藝投產(chǎn)時(shí)間2003年，西工藝投產(chǎn)時(shí)間2006年，結(jié)合兩套工藝的工作原理不同，生產(chǎn)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題淺談一下兩種水處理工藝的優(yōu)劣，對(duì)處理平原水庫(kù)水提供參考。

2 東西兩套水處理工藝的設(shè)計(jì)參數(shù)和工作原理

2.1 東西工藝的混凝設(shè)計(jì)參數(shù)

東工藝反應(yīng)池采用翻騰式網(wǎng)格反應(yīng)池，分為兩池，單池平面尺寸為10.9m×5.2m，H=5.4m，平均有效水深4.9m。反應(yīng)池有效體積226.55m3；反應(yīng)時(shí)間12min。西工藝反應(yīng)池采用多通道折板反應(yīng)池，單組折板反應(yīng)池平面尺寸11.31×8.88m，每組反應(yīng)池分為28個(gè)格，每格安裝一個(gè)多通道折板反應(yīng)器；各格之間孔口連通。水流在各格中逐級(jí)串聯(lián)，每格進(jìn)水孔與出水孔上、下錯(cuò)開布置，有效水深3.5m，折板反應(yīng)池總水頭損失約0.26m。

2.2 強(qiáng)化絮凝的技術(shù)措施

河口水廠采用液體聚合氯化鋁作為絮凝劑（PAC），聚合氯化鋁具有良好高效的混凝除濁特性，較廣泛的PH適用范圍，而且液體絮凝劑可以通過(guò)電磁計(jì)量泵準(zhǔn)確投加，省去溶解過(guò)程，使用方便。預(yù)氯化是一種較為傳統(tǒng)的氧化方式，對(duì)于有機(jī)物污染比較嚴(yán)重、膠體顆粒難以脫穩(wěn)或者藻類含量較高而難以處理的原水，處理效果比較好，當(dāng)水中氨氮濃度或者藻類含量較高時(shí)，需氯量明顯提高。高錳酸鉀復(fù)合藥劑（PPC）對(duì)地表水有顯著的氧化助凝、除藻、去除嗅味和微量有機(jī)污染物的效能，高錳酸鉀復(fù)合藥劑對(duì)濾池的過(guò)濾具有強(qiáng)化作用，可以有效降低濾池的出水濁度。

3 氣浮移動(dòng)罩濾池施工、生產(chǎn)中常見的問(wèn)題

3.1 行車的定位、移動(dòng)、反沖移動(dòng)罩的密封是移動(dòng)罩濾池正常運(yùn)行的關(guān)鍵

河口水廠氣浮移動(dòng)罩濾池是氣浮與濾池相結(jié)合的氣浮池，在脈沖澄清池的基礎(chǔ)上改造而成，原有構(gòu)筑物的尺寸不能改變，2條路軌的間距為10600mm，是國(guó)內(nèi)路軌跨度最大的移動(dòng)罩濾池。采用行程開關(guān)、光電開關(guān)控制反沖移動(dòng)罩的移動(dòng)和停止。兩路軌的水平間距誤差設(shè)計(jì)要求小于8mm，高程誤差小于5mm，否則可能會(huì)導(dǎo)致某個(gè)行程開關(guān)沒(méi)有觸發(fā)導(dǎo)致某格濾池漏反。氣浮移動(dòng)罩濾池池頂高程誤差的控制是保證反沖洗罩的密封效果的重要因素之一。

3.2 氣浮移動(dòng)罩濾池的恒水運(yùn)行是保障排渣的重要技術(shù)措施

氣浮移動(dòng)罩濾池水位液面的調(diào)整是通過(guò)設(shè)在出水管上的水位控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。水拉控制器主要由就地電控箱、氣動(dòng)翻板閥、浮球液位開關(guān)、氣缸、杠桿機(jī)構(gòu)、閥件組成。水位液面的調(diào)整設(shè)有手動(dòng)、自動(dòng)、時(shí)間控制三種方式?？刂茪飧∫苿?dòng)罩濾池水位液面的目的主要是為了保證排渣。自動(dòng)運(yùn)行方式下，濾池水位較低時(shí)，浮球液位開關(guān)斷開，氣動(dòng)翻板閥失電關(guān)閉，濾池水位緩慢上升至排渣堰板溢流，進(jìn)行排渣，由于濾池水位上升，浮球液位開關(guān)閉合，氣動(dòng)翻板閥得電打開，濾池水位緩慢下降。

4 西工藝翻板濾池和東工藝V型濾池的對(duì)比

4.1 設(shè)計(jì)參數(shù)的對(duì)比

河口水廠西工藝翻板濾池采用雙層濾料，上層為陶粒粒徑為1.6-2.5mm，厚度0.7m，下層為石英砂濾料，粒徑為0.9-1.35mm，厚度0.8m。設(shè)計(jì)上采用陶粒濾料的目的是讓陶粒的表面形成一層生物膜，通過(guò)生物技術(shù)處理水中的有機(jī)物降低濾池出水的高錳酸鹽指數(shù)，而在實(shí)際的運(yùn)行中發(fā)生兩種濾料嚴(yán)重混層的現(xiàn)象，設(shè)計(jì)目的沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。翻板濾池單格濾池的過(guò)濾面積55.1m2，濾速7m/h，水沖洗強(qiáng)度13-15L/s·m2，水沖洗強(qiáng)度15L/s·m2。東工藝的V型濾池采用單層石英砂濾料濾，濾料層厚度為1.2m，濾料有效粒徑為1.0-1.35mm，由于V型濾池中間有排水槽，單格濾池的過(guò)濾面積略小，只有46.4m2，正常濾速8m/h，水沖洗強(qiáng)度6-8L/m2·s，氣洗強(qiáng)度15L/m2·s，表洗強(qiáng)度2L/m2·s。V型濾池平面尺寸的長(zhǎng)寬比稍大一些為好，一般為：長(zhǎng)：寬=4：1～3.5：1（寬度不包括中央氣水分配槽，中央氣水分配槽寬度一般為0.7～0.9米），由于東工藝的V型濾池是由虹吸濾池改建而來(lái)的，長(zhǎng)寬比只有1.3：1，表洗效果較差。

4.2 自控系統(tǒng)的對(duì)比

東工藝V型濾池翻板濾池最大的特點(diǎn)是在反沖過(guò)程中反沖水不外排，避免了反沖跑砂，反沖水泵停止10秒后，排水翻板閥打開，為了保證濾料的洗凈度，氣洗、聯(lián)洗、水洗完畢后，再重復(fù)一遍，因此翻板濾池反沖水量比V型濾池少30%。東工藝V型濾池反沖控制在設(shè)計(jì)上采用多環(huán)路閉合控制，設(shè)定的濾池工作周期、壓頭損失、強(qiáng)制沖洗三個(gè)參數(shù)可同時(shí)工作。西工藝翻板濾池上位機(jī)的反沖控制上設(shè)有工作周期、壓頭損失、強(qiáng)制沖洗、出水閥位、順次沖洗五個(gè)參數(shù)，但是每次只能單選一個(gè)參數(shù)，濾池的反沖實(shí)際上是單環(huán)路閉環(huán)控制。東工藝V型濾池PLC模塊數(shù)字輸出端口采用的220V AC電壓，因此氣動(dòng)蝶閥的二位五通電磁閥電壓采用220V AC，電磁線圈的使用壽命較短，西工藝濾池PLC模塊數(shù)字輸出端口采用的電壓為24V DC，使用壽命較長(zhǎng)。

5 兩套水處理工藝使用效果的比較

西工藝由于采用氣浮工藝的處理工藝，適宜于低濁、水中懸浮雜質(zhì)較輕的原水處理，同時(shí)采用原水混凝后進(jìn)入濾池過(guò)濾的微絮凝過(guò)濾工藝，低溫低濁水的處理效果較好。東工藝反應(yīng)加沉淀的常規(guī)處理工藝處理對(duì)于低溫低濁水的處理效果很差，特別是當(dāng)原水的濁度低于2NTU，水溫低于2℃，斜管沉淀池對(duì)于濁度、高錳酸鹽指數(shù)的去除幾乎無(wú)效?？傮w上西工藝冬季出廠水濁度要比東工藝低0.1NTU。當(dāng)原水的水溫高于5℃時(shí)，東工藝處理效果的優(yōu)勢(shì)明顯顯示出來(lái)，無(wú)論是有機(jī)物、藻類的去除率、還是濁度的去除率東工藝都不次于西工藝，出廠水的濁度還略低于東工藝。由于氣浮移動(dòng)罩濾池的出水通?？刂圃?.0NT以下，符合臭氧活性炭濾池進(jìn)水濁度的要求，如果把采用雙層濾料的翻板濾池改為臭氧活性炭生物濾池，可以有效減少出廠水有機(jī)物、消毒副產(chǎn)物的含量，而且投資費(fèi)用相對(duì)較小。

6 結(jié)束語(yǔ)

氣浮+雙重過(guò)濾工藝具有良好的除藻、處理低溫低濁水處理效果，氣浮系統(tǒng)動(dòng)力費(fèi)用較高，需要定期維修，移動(dòng)罩濾池對(duì)于土建和設(shè)備安裝的要求非常嚴(yán)格。反應(yīng)沉淀+過(guò)濾的常規(guī)處理工藝在采用助凝助濾的條件下具有良好的處理效果，維修的工作量較低。自控設(shè)備的選項(xiàng)、軟件程序編寫是否完善對(duì)于工藝能否高效可靠運(yùn)行具有重要的影響。

作者簡(jiǎn)介：王建華（1972，9-），男，籍貫：山東省煙臺(tái)市萊陽(yáng)市，大專，助理工程師，勝利石油管理局供水公司濱海分公司生產(chǎn)辦主任，研究方向：水利技術(shù)。