試論水處理工藝中翻板濾池的應(yīng)用

李白彬

（榆林高新區(qū)供排水公司陜西榆林719000）

試論水處理工藝中翻板濾池的應(yīng)用

李白彬

（榆林高新區(qū)供排水公司陜西榆林719000）

翻板濾池自20世紀(jì)90年代被發(fā)明后，在國內(nèi)外水處理工藝中得到了廣泛地應(yīng)用。本文主要介紹了翻板濾池的工作原理及特點(diǎn)，并闡述了翻板濾池在傳統(tǒng)虹吸濾池改造中的應(yīng)用。

水處理工藝；翻板濾池；應(yīng)用

1 引言

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對水處理工藝中的出水水質(zhì)要求也逐漸提高，早期較為傳統(tǒng)的水處理工藝，由于各種缺陷導(dǎo)致出水水質(zhì)不能滿足新的標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，很多部門都加深了對水處理工藝的研究，主要是是要加深了對水處理工藝核心構(gòu)筑物濾池的研究，針對不同的環(huán)境條件，選擇合適的濾池技術(shù)，以確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，保證城市供水的安全[1]。

2 翻板濾池的概述和工作原理

翻板濾池也稱為蘇爾壽濾池，由瑞士的蘇爾壽（Sulzer）公司下屬的部門研究應(yīng)用，其中“翻板”二字來源于該類型水處理濾池的反沖洗階段的排水舌閥（板）在工作中需在0～90°范圍內(nèi)重復(fù)翻轉(zhuǎn)。因?yàn)闉V池過濾時(shí)的進(jìn)水方向有所不同，又分為上向流和下向流翻板濾池，工作原理和其它類型的氣水反沖型濾池相似。

下向流的翻板濾池又稱為CET型翻板濾池，它的進(jìn)水方向?yàn)橄孪蛄?，沉淀池里的水?jīng)過進(jìn)水渠的溢流堰后，均勻地進(jìn)入濾池，然后從上往下穿過過濾層，過濾后的恒水頭匯集到一起，最終流入下一個(gè)水處理裝置。其主要特點(diǎn)是翻板濾池進(jìn)水時(shí)的過濾方向是從上往下，相反于反沖洗進(jìn)水方向。

上向流的翻板濾池又稱為反向?yàn)V池，它來源于粒度的過濾理論，綜合了CET型翻板濾池和V型濾池的工藝的優(yōu)點(diǎn)，融合了氣水沖洗方式和反向過濾工藝機(jī)理，并進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新得到的一種新型過濾工藝，上向流的翻板濾池與下向流的翻板濾池最根本的區(qū)別就是進(jìn)水過濾方向由下向上，一致于反沖洗進(jìn)水方向。

3 翻板濾池的主要特點(diǎn)

3.1 翻板濾池施工容易

翻板濾池結(jié)構(gòu)簡單，池型主要是長方體狀，沒有V型濾池復(fù)雜的進(jìn)水V型槽和反沖洗排水槽，且濾池底部不需要集水區(qū)域，僅需設(shè)集水管廊；V型濾池底板水平誤差施工要求為≤2mm，而翻板濾池濾池要求為≤10mm；翻板濾池的過濾面積具有很高的利用率，可以大量節(jié)省施工、土建所需費(fèi)用。

3.2 具有多樣化的濾料、濾層

翻板濾池的濾料可分為單層均質(zhì)濾料、雙層濾料和多層濾料。單層均質(zhì)濾料通常由陶粒或石英砂構(gòu)成，雙層濾料和多層濾料多由陶粒與石英砂或無煙煤與石英砂構(gòu)成。當(dāng)原污水中含有有機(jī)污染物時(shí)，可將無煙煤濾料替換為顆粒活性炭物質(zhì)。

3.3 具有較高的濾料反沖洗潔凈度

翻板濾池的反沖洗過程分為氣沖、氣水混沖、水沖三個(gè)階段，所以濾料反沖洗時(shí)具有較高的潔凈度，并且可以減小過濾時(shí)濾層的水頭損失。通常情況下，厚1.5m，濾速為9m/h的濾層，水頭損失約濾池容量為0.35～0.40m。

3.4 具有保證配氣、配水均勻的雙層氣墊層

由于翻板濾池具有集水管廊，因此在反氣沖時(shí)，可在其頂板和異型橫管內(nèi)同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)均勻的氣墊層，既可以使布?xì)?、布水的均勻性得到保證，又可以避免氣、水分配不均時(shí)的脈沖現(xiàn)象，使反沖效果最優(yōu)化。

3.5 具有較低的濾料流失率

翻板濾池底部具有礫石承托層，能夠很好地截留濾料，避免其從底部流失。當(dāng)沖洗過程結(jié)束后，濾料沉降時(shí)間超過20s后排水舌閥才會(huì)開啟，反沖洗廢水逐漸流出，減少了排污時(shí)上層輕質(zhì)濾料的流失。

3.6 具有顯著的節(jié)能效果

翻板濾池池型構(gòu)造簡單，有效過濾容積較大；應(yīng)用較為先進(jìn)的反沖洗工藝和翻板閥，采用閉池沖洗措施，使得反沖強(qiáng)度得到提高，加大濾料之間的碰撞，提高反沖水重復(fù)利用率，最終提高了反沖洗效率同時(shí)又避免了濾料流失，實(shí)現(xiàn)了資源的節(jié)約利用[2]。

3.7 濾池過濾周期長、容污能力強(qiáng)

一般情況下，翻板濾池的過濾周期為40～70h（濾前水濁度按5NTU計(jì)），標(biāo)準(zhǔn)為濾后水濁度小于0.2NTU達(dá)95%，小于0.5NTU為100%，過濾之后出水水質(zhì)較好。

3.8 運(yùn)行自動(dòng)化程度高，便于管理

與水處理工藝中應(yīng)用的其他類型過濾裝置相比較，翻板濾池采用了更為先進(jìn)、更為合理的技術(shù)工藝。在水處理的整個(gè)過程中，增強(qiáng)了濾池整體運(yùn)行的自動(dòng)化程度，同時(shí)也減少勞動(dòng)力的使用，更加便于人性化的管理。

4 翻板濾池在水處理工藝中的應(yīng)用

4.1 傳統(tǒng)虹吸濾池的構(gòu)造及存在問題

虹吸濾池是傳統(tǒng)的水處理工藝中的過濾方式，但其在工作過程中，存在很多問題，如：過濾周期短、濾料容易板結(jié)、反沖洗不徹底、過濾效果差等。但隨著供水水質(zhì)要求逐漸嚴(yán)格，虹吸濾池已經(jīng)不能滿足企業(yè)的需求，因此很多供水企業(yè)棄用了已有的虹吸濾池，改用其他的過濾工藝，造成了一定的浪費(fèi)。最近研究發(fā)現(xiàn)，由于虹吸濾池的特殊構(gòu)造，可對其直接進(jìn)行技改，增加池深，擴(kuò)大過濾面積，最終改造成翻板濾池。傳統(tǒng)虹吸濾池的構(gòu)造可參見圖1。

圖1 傳統(tǒng)虹吸濾池構(gòu)造圖

4.2 翻板濾池在虹吸濾池改造中的應(yīng)用

針對上述存在的問題，考慮翻板濾池的構(gòu)造和類型，主要從四個(gè)角度對虹吸濾池實(shí)施技改：

（1）將虹吸濾池的進(jìn)水渠和出水渠等設(shè)計(jì)為翻板濾池中的管廊。

（2）采用更為安全的閘板和自動(dòng)閥門替代虹吸濾池的進(jìn)水和排水通道。

（3）再次設(shè)計(jì)反沖洗水洗、氣洗體系，以保證濾池徹底清洗。

（4）采用翻板濾池中獨(dú)特的布水布?xì)庀到y(tǒng)、翻板式排水結(jié)構(gòu)等工藝結(jié)構(gòu)，滿足出水水質(zhì)要求、降低反沖水用量，達(dá)到初濾水排放的目的。

改造后的翻板濾池構(gòu)造如圖2。

圖2 虹吸濾池改造成翻板濾池后的構(gòu)造圖

如果要將虹吸濾池改造成CET翻板濾池，只需將圖兩部分位置調(diào)整即可：

（1）圖中排水槽應(yīng)改為上、下兩部分，上部作為出水槽，下部作為排水槽，并調(diào)整進(jìn)水管接口位置；

（2）將出水槽改為相應(yīng)的進(jìn)水渠，出水翻板閥改為相應(yīng)的進(jìn)水翻板閥。

改造后的翻板濾池性能將得到很大提高，如：濾速得到提高、沖洗周期增長、反沖洗耗水量減少，且可以實(shí)現(xiàn)濾池初濾水的自動(dòng)排放[3]。

4.3 改造后的翻板濾池運(yùn)行參數(shù)

虹吸濾池被改造為翻板濾池以后，其設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)如下：

（1）改造后濾池的出水濁度：當(dāng)濾池的進(jìn)水濁度為10NTU以內(nèi)時(shí)，出水的濁度應(yīng)該小于1.0NTU，并且濾池的初濾水可以自動(dòng)排放。

（2）改造后濾池流速由8m/h增加到10m/h。

（3）改造后反沖洗的周期應(yīng)大于36h。

（4）改造后反沖洗的耗水量應(yīng)小于產(chǎn)水量2.0%。

（5）改造后的自動(dòng)化程度：改造后的濾池應(yīng)包括由PLC主站、PLC就地站和上位機(jī)組成的控制系統(tǒng)，可以無人值守、并定時(shí)巡查。

4.4 翻板濾池應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)和可能出現(xiàn)問題

4.4.1 翻板濾池應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)

翻板濾池使用過程中的重要步驟是反沖洗過程，因?yàn)榉鍨V池在反沖洗過程整體完成后才能進(jìn)行排污，而排水舌閥的開啟和關(guān)閉時(shí)間是反沖洗效果好壞的關(guān)鍵。排污過早，會(huì)導(dǎo)致上層懸浮濾料的流失；排污過晚，會(huì)導(dǎo)致廢水中的懸浮污物又附著到濾料表面，使沖洗效果大打折扣。通常情況下，逐步開啟排水舌閥的時(shí)間為沖洗完成后的20～30s，廢水的排放時(shí)間應(yīng)規(guī)定在60～80s，保證排放污水時(shí)反沖洗水中細(xì)小污泥顆粒呈懸浮狀態(tài)。

4.4.2 翻板濾池應(yīng)用時(shí)可能出現(xiàn)的問題及解決辦法

（1）當(dāng)水溢流堰應(yīng)位于翻板濾池濾的排水舌閥上方位置，且距濾料層較遠(yuǎn)時(shí)，會(huì)造成沖洗完成時(shí)產(chǎn)生較大的進(jìn)水落差，排污水閥的下方濾料會(huì)受到跌水的沖擊，容易造成損壞。相應(yīng)的解決方法是：當(dāng)反沖洗結(jié)束后，借助水泵將濾池水位進(jìn)行提升，為了減小進(jìn)水流量對濾料的沖擊力度，應(yīng)先打開進(jìn)水閥，再開出水閥。

（2）翻板濾池總是在反沖洗整體過程完成后才能進(jìn)行排污，且排水舌閥位于濾池的一端，導(dǎo)致漂浮于水面的泡狀污物不能在液面處于排廢水狀態(tài)時(shí)短時(shí)間、速度快地流出。相應(yīng)的解決方法是：在翻板濾池的排水舌閥對面的濾池壁上安裝一橫排噴水裝置，當(dāng)廢水液面距離排水舌閥非常近時(shí)，使廢水液面的污染物沖向排水舌閥，以此來推動(dòng)表層污染物的排除。也可以當(dāng)翻板濾池的反沖洗過程進(jìn)行二次排水后，設(shè)置一個(gè)具有較低強(qiáng)度地沖洗過程，在沖洗的同時(shí)進(jìn)行排污，使污物更容易被沖走，但濾料不被流失，這樣的排污裝置會(huì)得到更徹底的排污效果，使濾料的潔凈度也變得更高。

5 結(jié)束語

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平也逐漸提高，對水質(zhì)的要求也逐步提升，因此相關(guān)部門對供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)做出了新的要求，對水處理工藝和污水深度處理也提出了更高的要求。翻板濾池應(yīng)運(yùn)而生，成為了目前國內(nèi)外常規(guī)水處理工藝中比較先進(jìn)的過濾工藝，并且在濾料選擇、反沖洗和排水系統(tǒng)等方面表現(xiàn)出獨(dú)特性的靈活性，是今后水處理工藝中濾池新的發(fā)展方向。翻板濾池與先前大面積應(yīng)用的其他類型濾池進(jìn)行比較，具有構(gòu)造簡單、布置緊湊和施工方便的特點(diǎn)，并且在反沖洗的過程中不流失濾料、處理效果相當(dāng)穩(wěn)定，可以廣泛推廣應(yīng)用到不同規(guī)模的新建和整改擴(kuò)建凈水處理工程項(xiàng)目中，優(yōu)化水處理工藝流程，達(dá)到效益的最大化。

[1]黃正策，楊自雄，楊潔，熊尚雷.翻板濾池的特點(diǎn)及運(yùn)用[J].廣西城鎮(zhèn)建設(shè)，2014，05：76～78.

[2]周俊杰，江慶立，楊春堯，高云霞，朱熔鋼，楊燕萍，李軼昆.翻板濾池在昆明給水處理中的應(yīng)用[J].給水排水，2016，03：37～40..

[3]楊永志，趙小明，張德躍.翻板濾池在虹吸濾池改造中的應(yīng)用[J].中國給水排水，2015，08：77～80.

TQ085+.4

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1004-7344（2016）28-0151-02

2016-9-8

李白彬（1983-），男，助理工程師，本科，主要從事自來水公司管理工作。