超負(fù)荷運(yùn)行普通快濾池的升級(jí)改造實(shí)踐

魏 琪，劉保超

(連云港市自來(lái)水有限責(zé)任公司，江蘇連云港 222200)

目前，國(guó)內(nèi)約90%的大中型水廠選用氣水反沖洗濾池。為節(jié)約用水、降低能耗、提高沖洗效果和出水水質(zhì)，老水廠普通快濾池的改造方式一般是將單水沖系統(tǒng)改為氣水反沖洗系統(tǒng)，將濾料更換為均質(zhì)石英砂濾料[1]。本項(xiàng)目擬采取將原有中阻力配水濾磚配水系統(tǒng)改造為小阻力濾頭濾板配水配氣系統(tǒng)的改造方式，采用“先氣沖洗，再水沖洗”的氣水聯(lián)合反沖洗，并使用煤砂雙層濾料。普通快濾池改造的成功案例較多，如上海市自來(lái)水奉賢有限公司第三水廠將一期普通快濾池改造為V型濾池[2]，選用均質(zhì)濾料和氣水聯(lián)合反沖洗方式；西南某市水廠將原0.9 m單層級(jí)配濾料改造為1.0 m雙層濾料[3]，原有的中阻力二次配水濾磚配水系統(tǒng)改造為小阻力開(kāi)孔管配水配氣系統(tǒng)，采用“先氣沖洗，再氣水同時(shí)沖洗，后水沖洗”的氣水聯(lián)合反沖洗方式；永安市北區(qū)水廠對(duì)普通快濾池進(jìn)行改造時(shí)，也采用了相同的沖洗方式，將大阻力管式配水系統(tǒng)改造為U型管配水配氣系統(tǒng)，采用350 mm無(wú)煙煤+400 mm石英砂雙層濾料，改造后運(yùn)行周期達(dá)48 h，濾后水渾濁度<0.5 NTU[4]。每座水廠的工藝運(yùn)行條件均不相同。本項(xiàng)目改造的主要背景是超負(fù)荷運(yùn)行，有其自身特點(diǎn)，所開(kāi)展的改造實(shí)踐研究具有一定參考價(jià)值。

1 改造背景

蘇北某水廠設(shè)計(jì)規(guī)模為20.00萬(wàn)m3/d，是該市區(qū)的主力供水廠，一期工程于1995年底投產(chǎn)，規(guī)模為10.00萬(wàn)m3/d，采用格柵反應(yīng)池+平流沉淀池+普通快濾池常規(guī)處理工藝；二期工程于2013年投產(chǎn)，規(guī)模為10.00萬(wàn)m3/d，采用中置式高密度沉淀池+V型濾池常規(guī)處理工藝；一期和二期的接續(xù)工藝是規(guī)模為20.00萬(wàn)m3/d的臭氧-生物活性炭深度處理工藝。

由于城市發(fā)展和附近區(qū)域供水的接入，水廠的供水量逐年增加，出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行情況，2020年一期生產(chǎn)線平均處理水量達(dá)12.10萬(wàn)m3/d，最高處理水量達(dá)15.58萬(wàn)m3/d。一期普通快濾池采用中阻力陶瓷濾磚配水，無(wú)煙煤和石英砂雙層濾料，單水沖洗，沖洗效果差，出水渾濁度高，濾磚經(jīng)常被損壞，已影響正常生產(chǎn)。

2 工藝流程和進(jìn)水水質(zhì)

2.1 工藝流程

該水廠分期建設(shè)，一期普通快濾池投產(chǎn)時(shí)為常規(guī)處理工藝，2011年深度處理改造后，濾池出水進(jìn)入深度處理工藝，全廠的工藝流程如圖1所示。由圖1可知，一期濾池的進(jìn)水為平流沉淀池沉后水，出水經(jīng)提升后進(jìn)入臭氧接觸池，然后進(jìn)入活性炭濾池，濾池的出水水質(zhì)將影響接續(xù)工藝的運(yùn)行。

圖1 第三水廠工藝流程Fig.1 Process Flow of the Third WTP

2.2 進(jìn)水水質(zhì)

一期濾池的進(jìn)水為平流沉淀池出水，該廠水源常年符合Ⅲ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，夏季行洪時(shí)有季節(jié)性污染，濾池進(jìn)水水質(zhì)如表1所示。

表1 原水和平流沉淀池出水水質(zhì)Tab.1 Quality of Raw Water and Treated Water from the Horizontal Sedimentation Tank

3 存在問(wèn)題

3.1 濾磚易損壞

濾磚容易被沖洗損壞，未改造時(shí)，每年都有濾池的濾磚被損毀，損毀后不僅影響正常生產(chǎn)、污染水質(zhì)，還有大量濾料漏入下游工藝，產(chǎn)生不良影響。修復(fù)時(shí)必須將該濾池全部清理干凈，單池維修周期長(zhǎng)達(dá)20 d，費(fèi)用較高，需要對(duì)其進(jìn)行改造。

3.2 沖洗效果差，出水渾濁度高

單水沖洗效果較差，濾層不易沖洗干凈，沖洗水耗、電耗高。且濾池已運(yùn)行20多年，產(chǎn)生不均勻沉降現(xiàn)象，現(xiàn)狀洗砂排水槽標(biāo)高相差較大，排水不均勻，導(dǎo)致濾料流失和部分濾料常年沖洗不干凈。長(zhǎng)期跟蹤顯示，普通快濾池出水渾濁度較高(0.70～0.90 NTU)。

注：標(biāo)高單位為m圖2 濾池高程布置圖Fig.2 Elevation Layout of Filter

3.3 電氣設(shè)備老化，自動(dòng)化程度低

現(xiàn)狀控制柜和配電柜為1994年安裝的多米諾抽屜柜，抽屜滑軌變形嚴(yán)重，閥門(mén)信號(hào)易丟失，嚴(yán)重影響自動(dòng)運(yùn)行，沖洗操作均為現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)方式。自動(dòng)化系統(tǒng)為2000年左右的硬件，雖然后期進(jìn)行過(guò)升級(jí)，但很難與現(xiàn)有生產(chǎn)工藝的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)融合，不能在綜合生產(chǎn)管理平臺(tái)上有效管控。電動(dòng)閥門(mén)為建設(shè)時(shí)安裝的設(shè)備，老化嚴(yán)重，存在漏水、執(zhí)行器頻繁故障等問(wèn)題。

4 方案設(shè)計(jì)

方案設(shè)計(jì)時(shí)，采用濾板濾頭配水配氣系統(tǒng)、更換排水槽和增加鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)等為常規(guī)方案。但在濾層選擇上，設(shè)計(jì)部門(mén)推薦目前應(yīng)用比較普遍的單層均質(zhì)濾料，認(rèn)為工藝成熟，成功案例較多，而水廠運(yùn)行管理人員根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，建議采用無(wú)煙煤-石英砂雙層濾料，主要原因有以下幾種。①該生產(chǎn)線必須承擔(dān)較高負(fù)荷，如采用常規(guī)均質(zhì)濾料，相較無(wú)煙煤濾料粒徑較小，相較雙層濾料的石英砂濾料濾層較厚，設(shè)計(jì)濾速低，生產(chǎn)能力不夠。②該廠水質(zhì)條件下，已有均質(zhì)濾料濾池需在過(guò)濾前投加助濾劑(聚合氯化鋁)，實(shí)際投加量為2 mg/L，方能達(dá)到理想的渾濁度去除效果，對(duì)濾池運(yùn)行周期基本無(wú)影響[5]，處理效率不如雙層濾料。③實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，現(xiàn)狀未改造的濾池已經(jīng)處于此負(fù)荷下運(yùn)行，但出水渾濁度在0.70～0.90 NTU。并且發(fā)現(xiàn)如果某一濾池?fù)p壞，經(jīng)過(guò)濾磚需全部拆除、重新安裝，鋪設(shè)新的無(wú)煙煤和石英砂濾料后，出水渾濁度會(huì)在一段時(shí)間持續(xù)較低，分析認(rèn)為此現(xiàn)象和濾料清潔度有關(guān)，因此，建議采用雙層濾料+氣水反沖洗解決超負(fù)荷問(wèn)題。④普通快濾池的接續(xù)工藝為臭氧-生物活性炭濾池，其中活性炭濾池的下層鋪設(shè)500 mm的石英砂(d10=0.60 mm，不均勻系數(shù)k80=1.30)。自2011年深度處理工程投產(chǎn)至一期濾池改造前，炭池進(jìn)水渾濁度接近1.00 NTU，實(shí)際出水渾濁度<0.20 NTU，炭濾池有一定的保安過(guò)濾作用。經(jīng)協(xié)商，最后達(dá)成先期設(shè)計(jì)成雙層濾料濾池(無(wú)煙煤+石英砂)，預(yù)留均質(zhì)濾料安裝空間的方案，最終濾池高程布置如圖2所示。

4.1 設(shè)計(jì)規(guī)模

原設(shè)計(jì)規(guī)模為10.00萬(wàn)m3/d，濾池分為8格，單格面積為55 m2，設(shè)計(jì)濾速為9.43 m/h。受到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件制約，且參考已有快濾池運(yùn)行情況以及室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制濾速限值[6]，設(shè)計(jì)濾速取11.00～15.00 m/h，可以達(dá)到12.00萬(wàn)～16.00萬(wàn)m3/d的處理規(guī)模。其中，設(shè)計(jì)濾速已超出室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的推薦值(8.00～12.00 m/h)，存在一定風(fēng)險(xiǎn)，可達(dá)到強(qiáng)制濾速(12.00～16.00 m/h)。實(shí)際運(yùn)行中擬通過(guò)及時(shí)反沖洗方式縮短反沖洗等待時(shí)間，減少濾池更高負(fù)荷下的運(yùn)行時(shí)間，盡可能讓濾池運(yùn)行在技術(shù)規(guī)程要求的強(qiáng)制濾速范圍，降低水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)。

4.2 反沖洗

濾池總深度接近4.4 m，滿(mǎn)足濾板濾頭安裝高度。采用濾板濾頭配水配氣系統(tǒng)，增加氣沖洗，先氣沖后水沖，沖洗強(qiáng)度分別為55 m3/(m2·h)和36 m3/(m2·h)。氣源由新建鼓風(fēng)機(jī)房提供，采用變頻控制，可根據(jù)情況調(diào)整風(fēng)量；沖洗水源由現(xiàn)狀提升泵和水塔提供，沖洗強(qiáng)度通過(guò)反沖洗閥門(mén)開(kāi)度控制。更換洗砂排水槽為不銹鋼排水槽，槽頂標(biāo)高不變。

4.3 濾層

采用無(wú)煙煤和石英砂雙層濾料，無(wú)煙煤粒徑為0.80～1.80 mm，k80≤2.00，厚度為400 mm；石英砂粒徑為0.50～1.20 mm，k80≤1.70，厚度為400 mm；承托層粒徑為1.20～16.00 mm，4層，厚度共計(jì)330 mm。以后生產(chǎn)允許時(shí)，可更換均質(zhì)濾料。實(shí)際采用濾料：無(wú)煙煤，d10=0.87 mm，k80=1.60；石英砂，d10=0.61 mm，k80=1.58。

4.4 鼓風(fēng)機(jī)房

鼓風(fēng)機(jī)房共2臺(tái)，1用1備。單臺(tái)流量為3 200 m3/h，揚(yáng)程為5 m，功率為76 kW，均為變頻，含流量、壓力儀表。

4.5 電氣設(shè)備和自控系統(tǒng)

更換配電柜和閥門(mén)，更新PLC控制柜和自控系統(tǒng)，梳理氣水反沖洗控制流程，重新編寫(xiě)程序，實(shí)現(xiàn)濾池生產(chǎn)自動(dòng)運(yùn)行，并納入現(xiàn)狀水廠SCADA系統(tǒng)平臺(tái)。

5 改造實(shí)施過(guò)程

項(xiàng)目于2019年4月開(kāi)工，采取施工總承包方式，土建改造、設(shè)備采購(gòu)安裝和自動(dòng)化優(yōu)化設(shè)計(jì)改造全部由總承包集成。關(guān)鍵設(shè)備如配水配氣系統(tǒng)、閥門(mén)及執(zhí)行器、鼓風(fēng)機(jī)和儀表等，通過(guò)指定品牌短名單控制采購(gòu)質(zhì)量。由于工程為邊生產(chǎn)邊改造，項(xiàng)目有諸多問(wèn)題和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，現(xiàn)進(jìn)行總結(jié)。

5.1 平面布置和管線綜合

現(xiàn)狀影響項(xiàng)目改造的地下設(shè)施主要有高壓電纜走廊、自用水管線和排水管線等，平面布置如圖3所示。清理出各管線并經(jīng)討論、對(duì)比后，采取現(xiàn)狀管線不動(dòng)、新建動(dòng)力和信號(hào)電纜穿保護(hù)套管后沿氣管敷設(shè)、氣管在其他管線上方跨越的方案，如圖4所示。過(guò)路部分采取保留道路基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)層，鋪設(shè)10 cm砂墊層，放置管道，混凝土整體包封。跨越部分采取以下方式：①設(shè)置混凝土支墩，防止氣管沉降壓迫其他管線；②在管線垂直空間內(nèi)填充砂墊層，預(yù)留緩沖空間。氣管完成鋪設(shè)運(yùn)行2年多，運(yùn)行正常。

圖3 管線綜合平面布置Fig.3 Comprehensive Layout Plan of Pipelines

5.2 工藝協(xié)調(diào)

邊生產(chǎn)邊改造項(xiàng)目需要綜合實(shí)時(shí)生產(chǎn)情況，確保不影響現(xiàn)有生產(chǎn)能力，保證供水安全，具體措施如下。

圖4 管線綜合剖面布置Fig.4 Comprehensive Section Layout of Pipelines

5.2.1 控制同時(shí)改造的濾池?cái)?shù)

為保證高峰供水期間14.00萬(wàn)m3/d以上的處理能力，夏季和冬季只改造1組濾池，春季和秋季同時(shí)施工2組。改造完成、運(yùn)行正常后，方可開(kāi)始下一組改造，因此，項(xiàng)目工期持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)26個(gè)月。運(yùn)行濾池的反沖洗和檢修工作全部放在夜間或低谷時(shí)進(jìn)行。另外，為保證新舊濾池能同時(shí)運(yùn)行，在原有配電柜和多米諾控制柜旁，新增配電柜和PLC總站各1套，臨時(shí)放置，待所有濾池改造完畢后，將原有柜體拆除，新增的2柜移至正式永久位置。

5.2.2 停產(chǎn)改造時(shí)的應(yīng)對(duì)措施

更換濾池進(jìn)水閥門(mén)時(shí)，因8組濾池共用進(jìn)水渠道，需全部停產(chǎn)，對(duì)生產(chǎn)影響較大，需提前調(diào)度水廠生產(chǎn)負(fù)荷，保證清水池在滿(mǎn)水位條件下，停運(yùn)此生產(chǎn)線2 h左右進(jìn)行更換閥門(mén)。更換作業(yè)的閥門(mén)、配件和器具必須檢查完備后，方可停水操作，并盡量縮短停水時(shí)間。

另外，在更換反沖洗閥門(mén)時(shí)，需要對(duì)鋼管進(jìn)行重新切割、焊接，耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，也需將施工工序合理安排，以免影響夜間的沖洗操作。

5.3 關(guān)鍵施工工序控制

濾板濾頭的配水配氣孔標(biāo)高的誤差，將直接影響沖洗均勻程度，由于舊濾池的不均勻沉降和混凝土澆筑問(wèn)題，底板標(biāo)高偏差大，不易控制。氣孔制作時(shí)，需將原濾磚位置鑿空，預(yù)埋不銹鋼管，進(jìn)行重新澆筑。在改造第1組濾池時(shí)，該位置的模板和鋼筋制作浪費(fèi)了近2周時(shí)間，方將氣孔完全按要求固定完畢。在后續(xù)濾池改造時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)濾池的長(zhǎng)度和氣孔間隔定制了支架，在氣孔固定時(shí)，直接將不銹鋼管固定到支架上，混凝土澆筑時(shí)，將支架和氣管一起澆筑，提高了施工速度和質(zhì)量。水孔則在底板上部10 cm左右進(jìn)行水鉆成孔，在開(kāi)孔前經(jīng)過(guò)多次激光水平儀和水準(zhǔn)儀聯(lián)合校準(zhǔn)，確保1次開(kāi)孔成功。最終8組濾池改造氣孔和水孔標(biāo)高控制全部符合質(zhì)控要求(±2 mm)[5]，沖洗效果良好。

5.4 沖洗控制邏輯制定

普通快濾池氣水聯(lián)合沖洗自動(dòng)控制程序由水廠根據(jù)已有運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)與自控單位深度對(duì)接，反復(fù)調(diào)試，最終確定沖洗方式，并可通過(guò)勾選或更改數(shù)值的方式調(diào)整步驟。沖洗主要分為沖洗準(zhǔn)備、氣沖洗、水沖洗和恢復(fù)過(guò)濾4個(gè)階段，每一階段條件全部滿(mǎn)足后，方進(jìn)入下一階段。另外，因閥門(mén)、設(shè)備狀態(tài)和故障報(bào)警等為固化邏輯，為使界面簡(jiǎn)潔，不在人機(jī)界面顯示，只在沖洗流程故障報(bào)警時(shí)，彈出相應(yīng)提示畫(huà)面。

沖洗準(zhǔn)備階段主要控制濾層上水位、水塔水位和出水閥開(kāi)度3個(gè)參數(shù)，一般濾層上水深取0.20 m，實(shí)際設(shè)定為0.30 m，預(yù)留出水閥關(guān)閉時(shí)間，否則待水位達(dá)到0.20 m后再關(guān)閉出水閥，易導(dǎo)致濾層上水位只有0.10 m或者濾料露出。因此，根據(jù)不同閥門(mén)的開(kāi)關(guān)速度設(shè)定水位高度，保證出水閥關(guān)到位時(shí)，實(shí)際水深為0.20 m左右。水塔水位高度設(shè)定值主要考慮檢測(cè)水泵是否開(kāi)啟、氣沖洗和其他步驟的等待時(shí)間，保證在水泵正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，減少氣沖后等待水洗的時(shí)間，提高沖洗效果，并通過(guò)設(shè)置停泵機(jī)制，減少水泵運(yùn)行時(shí)間，節(jié)約電耗。水塔水位、沖洗流程和水泵運(yùn)行的理想狀態(tài)為：沖洗開(kāi)始時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)水泵上水，開(kāi)始水沖時(shí)，水塔水位高度恰好滿(mǎn)足沖洗水量要求，水泵停止運(yùn)行。出水閥開(kāi)度設(shè)定，在過(guò)濾周期末期，濾層堵塞，濾速較慢，一般開(kāi)啟至100%，如全開(kāi)后，濾速過(guò)快，濾后水渾濁度升高，可適當(dāng)減小開(kāi)度。

氣沖洗階段，待沖洗準(zhǔn)備條件全部滿(mǎn)足后，啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行氣沖，根據(jù)氣體流量計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)氣沖情況，綜合確定鼓風(fēng)機(jī)頻率，氣沖洗時(shí)間則根據(jù)濾料潔凈度、出水水質(zhì)和運(yùn)行周期等進(jìn)行設(shè)定。

水沖洗階段，因?yàn)闊o(wú)煙煤濾料密度小，氣沖后濾層內(nèi)夾雜氣泡，為防止濾料流失，將水沖分為小水沖和大水沖兩個(gè)階段。這樣既可保證氣沖完成后雜質(zhì)未沉淀時(shí)即開(kāi)始水沖，又可防止沖洗液位上升過(guò)快，無(wú)煙煤濾料被水流帶走流失。經(jīng)調(diào)試和驗(yàn)證，此沖洗條件下，無(wú)煙煤濾料流失量少于5 cm/a。

靜置階段，通過(guò)適當(dāng)?shù)撵o置時(shí)間，使濾層逐漸穩(wěn)定，再恢復(fù)過(guò)濾，使初濾水渾濁度穩(wěn)定，滿(mǎn)足后續(xù)深度處理進(jìn)水水質(zhì)要求。

實(shí)踐證明，該控制邏輯方便實(shí)用，通過(guò)控制水塔水位來(lái)節(jié)省電耗。另外，工藝技術(shù)管理人員定期對(duì)沖洗強(qiáng)度和沖洗時(shí)間復(fù)核，濾池自動(dòng)運(yùn)行工況良好，濾池運(yùn)行穩(wěn)定，濾層干凈，出水水質(zhì)優(yōu)良。

5.5 施工對(duì)生產(chǎn)安全的影響

本改造項(xiàng)目持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、作業(yè)面小、施工和管理人員流動(dòng)性大，經(jīng)常是完成一組更換一波人，造成極大的安全隱患，需要水廠方時(shí)刻關(guān)注改造濾池的工序進(jìn)度。新的施工人員對(duì)各閥門(mén)的作用并不了解，會(huì)隨意開(kāi)啟或忘記關(guān)閉閥門(mén)，導(dǎo)致生產(chǎn)事故。如某池反沖洗閥門(mén)更換完畢后，未及時(shí)關(guān)閉，導(dǎo)致夜間沖洗時(shí)，沖洗水漫進(jìn)施工的濾池，將濾池內(nèi)作業(yè)的焊機(jī)等設(shè)備和工具損毀；又如某池改造時(shí)，放空閥開(kāi)啟排水后未關(guān)閉，導(dǎo)致還未更換的清水閥漏水，倒灌進(jìn)管廊間，運(yùn)行人員巡視時(shí)才發(fā)現(xiàn)，但漏水已經(jīng)將安裝位置較低的閥門(mén)執(zhí)行器淹沒(méi)，造成了一定損失，也影響了濾池的自動(dòng)運(yùn)行。經(jīng)過(guò)上述事故后，水廠將施工人員安全培訓(xùn)和交底作為進(jìn)場(chǎng)必要前置條件，制作閥門(mén)動(dòng)作審批單，在管廊安裝液位報(bào)警器，通過(guò)一系列措施，后續(xù)施工基本未再發(fā)生類(lèi)似安全事故。

6 超負(fù)荷運(yùn)行效果

6.1 處理水量和反沖洗情況

超負(fù)荷運(yùn)行現(xiàn)狀是基于該市水廠建設(shè)滯后，為保證城市供水需求，不得不采取的挖潛措施，近3年該濾池處理水量如圖5所示。由圖5可知，2021年1月處理水量達(dá)到最高值，為497.00萬(wàn)m3，當(dāng)月平均處理量為16.03萬(wàn)m3/d，超負(fù)荷率為60.30%；2021年前11月平均處理水量為407.00萬(wàn)m3，平均處理量為13.40萬(wàn)m3/d，平均超負(fù)荷率為34.00%。

圖5 近3年濾池處理水量Fig.5 Treatment Capacity Volume of Filter in Recent Three Years

根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，改造前，濾池運(yùn)行周期一般在24 h左右，但在冬季低溫和原水污染時(shí)，只能通過(guò)提高反沖洗頻率和延長(zhǎng)水沖時(shí)間來(lái)保證處理效果，改善作用不明顯。改造后，濾池在正常水質(zhì)條件下，運(yùn)行周期可延長(zhǎng)至36 h左右，但為保證出水渾濁度，仍設(shè)定為24 h，遇到冬季低溫、超負(fù)荷和原水污染疊加的極端情況下，如2021年1月初，改造后的濾池沖洗效果明顯優(yōu)于未改造時(shí)，運(yùn)行周期(12 h)也比未改造時(shí)(8 h)延長(zhǎng)了50%。

6.2 對(duì)渾濁度的去除效果

圖6 改造后濾池出水渾濁度Fig.6 Turbidity of Filter Outflow after Reconstruction

2021年7月，8組濾池全部改造完成，當(dāng)月處理水量為407.84萬(wàn)m3，超負(fù)荷率為31.56%。之后持續(xù)跟蹤檢測(cè)了8組濾池的出水渾濁度(2021年7月—2021年11月)，如圖6所示。由圖6可知，2021年8組濾池出水渾濁度在0.22～0.37 NTU，平均渾濁度為0.28 NTU，渾濁度去除率在69.62%～82.11%，平均去除率為77.24%。2018年同期，8組濾池出水渾濁度在0.72～0.96 NTU，平均渾濁度為0.80 NTU；渾濁度去除率在27.27%～45.45%，平均去除率為39.11%。普通快濾池建設(shè)時(shí)普遍未考慮氣沖洗，隨著運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)，濾料出現(xiàn)堵塞、水頭損失陡增等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)在濾料層產(chǎn)生泥球，導(dǎo)致出水水質(zhì)下降[1]，這主要是配水不均勻和沒(méi)有進(jìn)行氣沖洗，濾料不能有效沖洗所致。本文中濾池由于常年超負(fù)荷運(yùn)行，加速了濾池惡化。改造前，該水廠工藝管理人員按《城鎮(zhèn)供水廠運(yùn)行、維護(hù)及安全技術(shù)規(guī)程》[7]要求，定期對(duì)濾料含泥率進(jìn)行檢測(cè)，均符合標(biāo)準(zhǔn)，但處理效果仍較差，出水渾濁度高。改造后，氣水反沖洗通過(guò)強(qiáng)力摩擦作用，更徹底地將濾料吸附的污染物去除，進(jìn)一步提高濾料潔凈度，使濾料能更好地吸附微粒物質(zhì)，降低渾濁度，且能吸附部分致色度物質(zhì)[8]，改善出水水質(zhì)。

6.3 對(duì)接續(xù)工藝的影響

濾池出水渾濁度下降，提高了渾濁度去除率，降低了接續(xù)工藝的處理負(fù)荷。在改造前，接續(xù)的臭氧-生物活性炭工藝進(jìn)水渾濁度接近1.00 NTU，活性炭濾池水頭損失增長(zhǎng)較快，運(yùn)行周期最多為72 h。一期濾池改造完成后，臭氧-生物活性炭進(jìn)水平均渾濁度為0.30 NTU左右，炭池運(yùn)行周期明顯延長(zhǎng)，經(jīng)逐步調(diào)整，目前已達(dá)到96 h，處理效果良好，出廠水渾濁度控制在0.15 NTU以下。

7 經(jīng)驗(yàn)和結(jié)論

(1)水廠老舊工藝改造開(kāi)始前，生產(chǎn)運(yùn)行單位會(huì)同專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)院深入討論，根據(jù)原水特征和工藝適用性，共同制定針對(duì)性改造方案，可保證改造效果。

(2)本項(xiàng)目的主要特點(diǎn)為持續(xù)的超負(fù)荷運(yùn)行工況和超長(zhǎng)的改造周期，因此，在改造過(guò)程中，水廠要深度參與，合理調(diào)配各生產(chǎn)線負(fù)荷，選擇合適時(shí)機(jī)進(jìn)行關(guān)鍵作業(yè)。同時(shí)，還做好現(xiàn)場(chǎng)安全管控工作，防止邊生產(chǎn)邊改造過(guò)程中發(fā)生生產(chǎn)事故。

(3)改造后濾池的運(yùn)行情況表明，選擇合適的濾層結(jié)構(gòu)和沖洗控制方式，老舊快濾池仍可以達(dá)到良好處理效果，超設(shè)計(jì)負(fù)荷30%以上時(shí)，出水渾濁度仍能達(dá)到0.30 NTU左右。

(4)通過(guò)軟硬件設(shè)備更新，實(shí)現(xiàn)濾池完全自動(dòng)運(yùn)行，為水廠的少人或無(wú)人化值守提供了基礎(chǔ)條件，改造完成穩(wěn)定運(yùn)行3個(gè)月后，該水廠一期濾池崗位取消。

(5)針對(duì)長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行的特殊情況，將持續(xù)跟蹤濾池運(yùn)行處理效果，保證出水水質(zhì)。