新建V型濾池的短期內(nèi)快速調(diào)試的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)

徐亞

南京水務(wù)集團(tuán)有限公司，中國·江蘇 南京 210000

V 型濾池；過濾；反沖洗；調(diào)試；運(yùn)行管理

1 引言

該水廠始建于1978年，至今已有40年歷史，位于中國江蘇省南京市長江北岸，浦口南部地區(qū)，擔(dān)負(fù)著南京市江北新區(qū)大部分地區(qū)的供水重任。為滿足日益增長的供水需求，同時(shí)進(jìn)一步提高出水水質(zhì)，該廠于2018年10月開始擴(kuò)能提標(biāo)改造，分三階段實(shí)施，預(yù)計(jì)2020年底完成全部改造工作。2019年6月，新25×104m3/d V 型濾池建設(shè)完成并投入使用。新建濾池的調(diào)試及運(yùn)行總伴隨著各種問題及故障，現(xiàn)針對調(diào)試及運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)的問題及處理方法進(jìn)行總結(jié)。

2 濾池主要設(shè)計(jì)參數(shù)

濾池處理規(guī)模：25×104m3/d；

設(shè)計(jì)濾速8.0 m/h，單池過濾面積85.7 m2；

采用氣、水反沖洗加表掃方式：

其中，氣沖強(qiáng)度55 m3/m2/h；

單水洗強(qiáng)度17 m3/m2/h；

氣水洗時(shí)，水洗強(qiáng)度8.0 m3/m2/h；

表面掃洗強(qiáng)度8.0 m3/m2/h；

濾砂：石英砂，d10=0.90mm，K80≤1.40，濾料厚度1.20 m。

圖1 新建V 型濾池剖面圖

3 調(diào)試主要過程

3.1 曝氣試驗(yàn)

在V 型濾池濾板、濾頭及濾帽安裝完成后，濾砂填充前進(jìn)行。通過鼓風(fēng)機(jī)對氣沖系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，主要作用在于檢查配氣均勻性，濾頭濾帽是否完好，配氣槽是否漏氣等問題。在此調(diào)試過程中，還需對H 型排水槽進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)漏氣及時(shí)進(jìn)行檢查及修補(bǔ)，避免后期過濾時(shí)短流的發(fā)生。此外，在曝氣試驗(yàn)是，建議過濾區(qū)的水位高出濾頭5-10cm 為宜，而H 型排水槽則建議水位10-20cm 為宜[1]，主要目的是有利于觀察曝氣的均勻，便于發(fā)現(xiàn)大氣團(tuán)及更換損壞的濾頭濾帽。

3.2 閘板閥密閉性試驗(yàn)

V 型濾池的進(jìn)水及排水閥門通常使用的均是方形閘板閥，由于其構(gòu)造原因，對安裝質(zhì)量要求較高，經(jīng)常會發(fā)生滲漏的情況，尤其是排水閘板閥，其密閉性是否良好直接影響后期的運(yùn)行效果。排水槽閘板閥必須在濾池正常運(yùn)行液位的情況下進(jìn)行密閉性試驗(yàn)，可在濾池滿水試驗(yàn)的同時(shí)進(jìn)行，需多次啟閉仍不滲漏方可結(jié)束。該廠在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，所有16 個(gè)濾池均有不同程度的滲漏，如不及時(shí)修好，后期運(yùn)行將損失大量水量，影響水廠正常運(yùn)行。

3.3 過濾調(diào)試

V 型濾池的運(yùn)行包括過濾階段及反沖洗階段兩個(gè)部分。過濾時(shí)，采用恒水位運(yùn)行的方式，控制濾后水閥門的開度，保證正常過濾和過濾效果。在過濾時(shí)間達(dá)到設(shè)定時(shí)限，或當(dāng)出水管壓力變送器達(dá)到設(shè)定水頭損失時(shí)，濾池將進(jìn)入反沖洗階段。因此，過濾周期及反沖洗時(shí)間的確定是過濾調(diào)試中的重點(diǎn)。此外，初濾水排放時(shí)間的確定也同樣重要，有研究表明，濾池過濾初期，出水濁度通常較高，隨著過濾時(shí)間的增加而逐漸降低，初濾水濁度的降低同時(shí)也意味著水中各種非溶解性物質(zhì)和微生物的有效去除，濁度低至0.15NTU 以下時(shí)，絕大多數(shù)有機(jī)物會被去除。

在過濾調(diào)試前，濾砂需經(jīng)過至少24h 的消毒，之后進(jìn)行清洗，清洗結(jié)束時(shí)排水的濁度檢測平均值均控制在0.5NTU以下，符合《城鎮(zhèn)供水廠運(yùn)行、維護(hù)及安全技術(shù)規(guī)范》（CJJ58-2009）4.8.1 條中規(guī)定“沖洗結(jié)束時(shí)，排水的濁度不宜大于10NTU”。

由于工程總進(jìn)度的要求，新建濾池需盡快投運(yùn)，調(diào)試的時(shí)間很短，因此，該廠采取了以點(diǎn)概面，即通過單格濾格調(diào)試完成后普及其他濾格的方式，實(shí)現(xiàn)了短期內(nèi)快速完成濾池的調(diào)試工作。

選取4#格進(jìn)行調(diào)試。

3.3.1 初濾水排放時(shí)間

在濾格清洗完成后，進(jìn)水開始過濾，由于時(shí)間較緊，無法進(jìn)行低負(fù)荷、中符合、高負(fù)荷的階段性調(diào)試，直接根據(jù)設(shè)計(jì)要求，恒水位1.3m 進(jìn)行過濾調(diào)試，由于沒有安裝單濾格在線濁度儀，出水水質(zhì)采取每1min 人工檢測一次的方式進(jìn)行，多次試驗(yàn)取均值后，結(jié)果見圖2。

圖2 初濾水濁度

由上圖可知，初濾水濁度在初始階段均高于0.2NTU（集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)），而10min 后，濾后水濁度降至0.2NTU 及以下，因此，運(yùn)行前期，暫定初濾水排放時(shí)間為10min。

3.3.2 過濾周期

根據(jù)以往V 型的濾池運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在濾池滿負(fù)荷或輕微超負(fù)荷的狀態(tài)下，48h 的過濾板周期是合適的，而對于目前新濾池25×104m3/d 的規(guī)模來說，15×104m3/d 的沉淀水規(guī)模只能算中等負(fù)荷，即使沉淀池超負(fù)荷，也無法達(dá)到目前新濾池的處理上限，鑒于此，根據(jù)負(fù)荷的占比，新濾池過濾周期暫時(shí)定為72h，后期運(yùn)行中，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，根據(jù)以往運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，濾后水出水閥門最大開度暫定為45%。

在后期的實(shí)際運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)，即使運(yùn)行周期超過72h，濾后水濁度也沒有明顯上升，水頭損失同樣沒有達(dá)到限值，閥門開度最大為38%。因此，過濾周期仍有延長空間。

3.3.3 反沖洗時(shí)間

V 型濾池反沖洗包括氣洗、氣水洗、水洗三個(gè)步驟，每個(gè)步驟均有表面掃洗參與，為快速選取相對合適的反沖洗時(shí)間，三者的時(shí)間配比采用經(jīng)驗(yàn)值法并根據(jù)試驗(yàn)檢測結(jié)果確定。

反沖洗時(shí)間根據(jù)以往運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，暫定為5min 氣洗、6min 氣水洗、5min 水洗。由于氣洗階段進(jìn)水只有表面掃洗，排水量很小，因此氣水洗開始為排水濁度檢測的起始點(diǎn)，每個(gè)1min 檢測一次，直至沖洗結(jié)束，結(jié)果見圖3。

圖3 反沖洗排水濁度

由試驗(yàn)結(jié)果可知，反沖洗排水濁度的峰值出現(xiàn)在氣水洗及水洗的開始階段，隨著時(shí)間的推移下降，而水洗時(shí)的變化幅度最大，隨著水洗鄰近結(jié)束，濁度陡降，且最后排水濁度為0.26NTU，即表明反沖洗時(shí)間相對較長，而過量的反沖洗會破壞濾層的狀態(tài)，延緩濾池的熟化，從而影響初濾水水質(zhì)[2]。因此，暫時(shí)調(diào)整反沖洗周期為4min 氣洗、5min 氣水洗、4min 水洗，其理由為：①該濾池為新濾池，濾砂狀態(tài)良好，濾砂附著度較易清洗，無需長時(shí)間氣洗摩擦濾砂，降低氣洗時(shí)間有利于減少濾砂損耗；②根據(jù)《城鎮(zhèn)供水廠運(yùn)行、維護(hù)及安全技術(shù)規(guī)范》（CJJ58-2009）4.8.1 條中規(guī)定“沖洗結(jié)束時(shí)，排水的濁度不宜大于10NTU”，反沖洗結(jié)束時(shí)，排水濁度較低，為減小水耗，同時(shí)保護(hù)濾層狀態(tài)，加快濾池熟化，降低初濾水濁度，水洗時(shí)間略有降低。

4 調(diào)試運(yùn)行結(jié)果

通過以上調(diào)試，并經(jīng)過數(shù)天運(yùn)行，濾后水出水濁度比較穩(wěn)定，其均值為0.08NTU，反沖洗結(jié)束時(shí)排水濁度在1.5 至2.0NTU 左右，符合正常V 型濾池的運(yùn)行狀態(tài)，且在4#濾格砂層厚度的檢測中發(fā)現(xiàn)，檢測均值為1.12m，距設(shè)計(jì)濾層高度1.2m 的差值為0.08m，在相對合理的損失范圍內(nèi)。至此，新建V 型濾池的快速調(diào)試基本完成，將相關(guān)參數(shù)普及到其他濾格后，理論上V 型濾池基本能夠半自動(dòng)正常運(yùn)行，而實(shí)際結(jié)果同樣也是如此，各濾格基本運(yùn)行狀態(tài)平穩(wěn)，濾池出水總渠濁度為0.08NTU，符合預(yù)期。

5 結(jié)語

此次新建V 型濾池的快速調(diào)試，在過程上仍有不少缺陷，不少濾池運(yùn)行控制參數(shù)并未達(dá)到最優(yōu)化狀態(tài)，例如最優(yōu)反沖洗時(shí)間配比、最大濾池運(yùn)行周期等，同時(shí)更多的濾池工藝參數(shù)并未進(jìn)行測量，例如濾砂含泥量、篩分析等，但在結(jié)果上還是成功的。從目前的總體運(yùn)行情況來看，濾池的整體運(yùn)行上并未出現(xiàn)工藝問題，自控控制方面仍在不斷完善當(dāng)中，因此，目前濾池的運(yùn)行方式為半自動(dòng)運(yùn)行，本次V 型濾池的快速調(diào)試的過程也僅作有相關(guān)需求的同行參考，筆者也將再后期的運(yùn)行過程中不斷優(yōu)化濾池的控制參數(shù)。