虹吸濾池改V型濾池的工程實踐

洪益琴

（浙江聯(lián)池水務(wù)設(shè)備股份有限公司 浙江杭州 311121）

摘要：莒南自來水廠面臨超負(fù)荷運行，水質(zhì)差，原水多藻、錳超標(biāo)現(xiàn)象，通過對水廠的整體分析，將虹吸濾池改造成V型濾池，提高了濾池處理水量，實現(xiàn)濾池自動化運行，并取得了良好的效益。

關(guān)鍵詞：虹吸濾池；V型濾池；氣水反沖洗

1. 前言

山東省莒南自來水廠設(shè)計規(guī)模為5.0×104m？/d，水廠采用常規(guī)處理工藝，即一座折板絮凝池、一座平流沉淀池和濾池（兩座虹吸濾池和兩座鋼制濾池）。兩座鋼制濾池處理規(guī)模為2.0×104m？/d，兩座虹吸濾池處理規(guī)模為1.5×104m？/d四座濾池總的制水能力僅能達(dá)到3.5×104m？/d，不能滿足水廠供水高峰時4.2×104m？/d的供水規(guī)模的要求。

虹吸濾池是一種依靠水力作用自動運行的濾池，隨著新的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的實施，虹吸濾池都面臨著出水水質(zhì)不能達(dá)標(biāo)的難題。另外，虹吸濾池利用自身清水廊道中的濾后水進(jìn)行沖洗，沖洗水頭非常有限，濾池普遍沖洗不干凈，對藻類在濾料面繁衍滋生問題更是無能為力。

莒南自來水廠兩座虹吸濾池為解決沖洗問題于2010年進(jìn)行了氣水反沖洗改造，一定程度上解決了濾池沖洗不徹底問題，滿足了當(dāng)時的要求。但是經(jīng)過幾年運行，濾池跑砂問題突出，濾料流失較多。并且由于長期超負(fù)荷運行，濾池濾速大，過濾周期短，沖洗較頻繁，水量浪費多，出水水質(zhì)不佳。

為滿足供水高峰季節(jié)供水需求，解決虹吸濾池沖洗問題，提高濾池高峰期水處理量，提高出水水質(zhì)，實現(xiàn)濾池氣水反沖洗全自動化運行。水廠決定將現(xiàn)有的虹吸濾池改為先進(jìn)的V型濾池。

2. 改造方案

整個濾池改造分為池體土建結(jié)構(gòu)改造、進(jìn)出水系統(tǒng)改造、沖洗水系統(tǒng)改造、反沖洗進(jìn)氣系統(tǒng)改造和自控系統(tǒng)改造幾方面內(nèi)容。

2.1 池體土建結(jié)構(gòu)改造

莒南水廠虹吸濾池按照標(biāo)準(zhǔn)圖集S773（一）建造，每座池分為6格，單格尺寸僅為3.0m×2.0m，6格濾池分別位于濾池中間廊道的兩側(cè)。由于單格濾池面積僅6m2，改造后又有提升水量的要求，因此擴(kuò)大濾池過濾面積是本次改造重點。為擴(kuò)展濾池有效過濾面積，改造中將位于濾池同側(cè)的3格合并為一格，將原來3格濾池之間的池壁在濾板配水系統(tǒng)至改造后的排水溢流堰區(qū)域打通處理，同時取消位于濾池一側(cè)的大虹吸排水渠，并將此部分面積利用，作為濾池過濾面積。為縮短改造施工工期，濾池配水系統(tǒng)濾板采用了能夠快速安裝、很快投產(chǎn)的專利技術(shù)不銹鋼濾板及改進(jìn)后的長柄濾頭配水配氣系統(tǒng)，采用單層均質(zhì)石英砂濾料過濾。取消了濾池內(nèi)的洗沙排水槽，將原濾池中間清水廊道改造為上下兩層的配氣配水渠和排水渠。在濾池一側(cè)增加了進(jìn)水V型槽，濾池改造后變?yōu)閂型濾池。改造后每座濾池分為2格，單格尺寸為6.5m×3.95m，濾池結(jié)構(gòu)改造前后對比見圖1。

2.2 進(jìn)、出水系統(tǒng)改造

原虹吸濾池進(jìn)水每座濾池由兩根進(jìn)水管分別進(jìn)入兩側(cè)濾池的進(jìn)水渠，然后通過進(jìn)水虹吸管向各格濾池進(jìn)水。改為V型濾池，進(jìn)水方式從濾池靠外側(cè)池壁內(nèi)安裝的不銹鋼V型槽進(jìn)水，分別從原來的DN400進(jìn)水總管上接一條DN300管路穿過濾池池壁后至V型槽進(jìn)口處，每格濾池進(jìn)水管道上設(shè)一套DN300進(jìn)水電動蝶閥。

改造前虹吸濾池出水從位于濾池中間的清水廊道末端溢流堰出水。改造后因濾池沖洗方式改為水泵沖洗，沖洗時濾池底部必須封閉，濾料底部清水不能再進(jìn)入清水池。因此濾池出水需由閥門進(jìn)行控制，當(dāng)濾池沖洗時出水閥關(guān)閉，防止沖洗水短流進(jìn)入清水池。同時，對濾池的清水廊道進(jìn)行封閉，在現(xiàn)有的溢流堰一側(cè)設(shè)置濾后DN300清水管，并安裝出水調(diào)節(jié)閥。根據(jù)濾池的過濾水位調(diào)節(jié)閥門開啟度，保持濾池相對恒定的水位過濾。

2.2 沖洗水系統(tǒng)改造

虹吸濾池原來的沖洗方式是利用濾池中間清水廊道內(nèi)濾后水沖洗，改造后濾池改為水泵沖洗方式，由清水池內(nèi)吸水沖洗。濾池沖洗管從靠沉淀池一側(cè)的濾池池壁進(jìn)入原濾池中間廊道內(nèi)，中間廊道板上層的出水孔均需封閉，并且清水廊道內(nèi)三格濾池之間的隔墻需進(jìn)行部分拆除，使改造后的清水廊道連為一體。清水廊道與靠濾頭濾板側(cè)隔墻底部重新構(gòu)建配水孔，保證反沖洗水均勻分布。

中間廊道上部隔板原出水孔封閉后分為上下兩層，上層作為濾池沖洗排水渠，在原來濾池的反沖洗排水側(cè)設(shè)置排水閘板閥，控制濾池排水，濾池反沖洗經(jīng)閘板閥孔溢流后由原濾池的DN400排水管排出。

為減少設(shè)備投入，新增一臺濾池氣水聯(lián)洗時的沖洗水泵，濾池單水反沖洗水泵利用現(xiàn)有的沖洗水泵，通過沖洗閥門開啟度的調(diào)節(jié)獲得合適的沖洗強度。

2.3 反沖洗進(jìn)氣系統(tǒng)改造

濾池反沖洗空氣管由靠沉淀池側(cè)濾池外池壁進(jìn)入，左右兩格濾池各設(shè)置一根DN200進(jìn)氣管，濾池進(jìn)氣管直接布置在濾池底部配水空間內(nèi)，為保證布?xì)饩鶆驗V池內(nèi)氣沖管上設(shè)DN40布?xì)馊ń拥綖V板底部。每格濾池由反沖洗氣管將空氣引入濾池內(nèi)，由配氣支管向濾板底部布?xì)?，通過閥門控制進(jìn)氣。新增兩套沖洗用的羅茨風(fēng)機，布置在兩座濾池之間現(xiàn)有風(fēng)機的安裝平臺上。改造后的V型濾池通過超聲波液位計提供的液位信號控制清水調(diào)節(jié)閥的開啟度實現(xiàn)恒水位過濾。

2.4 自控系統(tǒng)改造

增加自控系統(tǒng)，實現(xiàn)濾池過濾沖洗的全自動運行，自控系統(tǒng)總控制柜1臺，設(shè)置在兩座濾池之間的設(shè)備平臺上，在每座濾池的頂部再分別設(shè)置1套就地控制柜，便于操作人員觀察濾池沖洗情況。自控系統(tǒng)采用控制計算機、PLC、儀表及控制按鈕等組成，對濾池進(jìn)水、水位、過濾運行和氣水反沖洗的全過程進(jìn)行自動控制。

3. 改造效果及效益

本工程濾池改造為2016年7月改造完成，運行至今半年多以來，濾池運行穩(wěn)定，濾后水質(zhì)明顯優(yōu)于原虹吸濾池。虹吸濾池改造前后參數(shù)對比如表1所示。

由表1可見，濾池改造后在以下幾個方面效果明顯：

3.1 過濾面積增加，水處理量提高

改造前后濾池過濾面積增加了43%，提高了濾池產(chǎn)水量。改造的兩座濾池由原1.5×104m3/d（兩座）規(guī)模可提升至2.15×104m3/d。另外兩座鋼制濾池規(guī)模均為1.0×104m3/d，因此改造后水廠正常生產(chǎn)能力已經(jīng)達(dá)到4.15×104m3/d。在供水高峰時可適當(dāng)提高濾池負(fù)荷，能夠保證4.5×104m3/d的日供水規(guī)模，完全可以應(yīng)對供水高峰時4.2×104m3/d的供水量。

3.2 濾后水質(zhì)改善

改造前濾后水的濁度有時會超過1.0NTU，錳含量也嚴(yán)重超標(biāo)，改造后濾后水濁降到了0.4NTU以下，錳含量在0.06mg/L范圍內(nèi)。

3.3 反沖洗水量降低

濾池的沖洗水量改造前33m3/格，改造后降低為33m3/3格，節(jié)水達(dá)到了近50%，按此改造后水廠兩座濾池每年可再少排水約7.0×104m3濾前水，大幅度降低了水廠自耗水量及廢水排放量。

4. 結(jié)束語

莒南水廠虹吸濾池通過本次改造，出水水質(zhì)和運行穩(wěn)定性均達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，氣水反沖洗V型濾池出水效果良好，運行穩(wěn)定，具有應(yīng)用的實際價值，為虹吸濾池的升級改造提供了新的思路和良好的途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李生偉，曹景芳. 虹吸濾池改造實現(xiàn)氣水混合反洗的方法[J]. 山東電力技術(shù). 2010（04）.

[2] 劉奕強，王伯昉.虹吸雙閥快濾池改造成V型濾池的實踐[J]. 河南化工.2003（08）.