V型濾池新工藝的應(yīng)用
[提 要] 本文介紹了V型濾池工藝特點(diǎn),總結(jié)了V型濾池的工藝設(shè)計(jì)、施工安裝和生產(chǎn)管理工作經(jīng)驗(yàn)。
[關(guān)鍵詞] V型濾池;氣水反沖洗;表面掃洗;工藝設(shè)計(jì);工藝尺寸
1995年福州市自來(lái)水總公司在城門(mén)水廠(10萬(wàn)m3/d)第 一次引進(jìn)法國(guó)得利滿(mǎn)公司V型濾池,并取得成功,之后在西 區(qū)水廠二期(15萬(wàn)m3/d)、三期(15萬(wàn)m3/d)、新東區(qū)水廠(30 萬(wàn)m3/d)都采用法國(guó)得利滿(mǎn)公司V型濾池,現(xiàn)筆者就近幾年 與法國(guó)得利滿(mǎn)公司在V型濾池的聯(lián)絡(luò)設(shè)計(jì)以及現(xiàn)場(chǎng)施工安 裝和生產(chǎn)管理取得了一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)介紹如下,以供參考。
1V型濾池工藝特點(diǎn)
V型濾池是法國(guó)得利滿(mǎn)公司經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期水力模型試驗(yàn)研究 設(shè)計(jì)出來(lái)的第五代濾池,具有先進(jìn)的過(guò)濾工藝和反沖洗技術(shù)。 法國(guó)得利滿(mǎn)公司V型濾池與其它濾池比較具有以下突出的 工藝特點(diǎn):
(1) V型濾池采用恒液位、恒濾速的重力流過(guò)濾方式,濾 料上有足夠的水深(1-1. 2m),以保持有效的過(guò)濾壓力從而 保證過(guò)濾介質(zhì)的各個(gè)深度均不產(chǎn)生負(fù)壓。
(2)濾料采用較大的有效粒徑和較厚的砂濾層,能使污 物更深地滲入過(guò)濾介質(zhì)中從而充分發(fā)揮濾料的截污能力,并 增加過(guò)濾周期。
(3)先進(jìn)的氣水聯(lián)合反沖洗工藝,可防止濾床膨脹,防止 濾砂的損失。單獨(dú)氣沖洗時(shí)壓縮空氣加入增大了濾料表面的 剪力,從而使得通常水沖洗時(shí)不易剝落的污物在氣泡急劇上 升的高剪力下得以剝落。氣水聯(lián)合反沖洗時(shí)氣泡在顆粒濾料 中爆破,使得濾料顆粒間的碰撞磨擦加劇,同時(shí)加入水沖洗 時(shí),對(duì)濾料顆粒表面的剪切作用也得以充分發(fā)揮,加強(qiáng)了水沖 清污的效能。氣泡在濾層中的運(yùn)動(dòng),減少了水沖洗時(shí)濾料顆 粒間的相互接觸的阻力,使水沖強(qiáng)度大大降低,從而節(jié)省沖洗 的能耗和水耗。
(4)均質(zhì)的濾料,加上氣水聯(lián)合反沖洗工藝,能避免濾床 形成水力分級(jí)。氣泡在濾層中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生混合后,可使濾料的 顆粒不斷渦旋擴(kuò)散,促進(jìn)了濾層顆粒循環(huán)混合,由此得到一個(gè) 級(jí)配較均勻的混合濾層,其孔隙率高于級(jí)配濾料的分級(jí)濾層, 改善了過(guò)濾性能,從而提高了濾層的截污能力。
(5)在整個(gè)氣水反沖洗過(guò)程中持續(xù)進(jìn)行表面掃洗,可以 快速地將雜質(zhì)排出,從而減少反沖洗時(shí)間節(jié)省沖洗的能耗。 更重要的是持續(xù)表面掃洗所消耗全部或部分的待濾水,使得 在此期間同一濾池組的其他濾池的流量和流速不會(huì)突然增加 或僅有一點(diǎn)增加,不會(huì)造成沖擊負(fù)荷,濾池出水調(diào)節(jié)閥也不要 頻繁調(diào)節(jié)。
(6)沖洗后濾池的過(guò)濾是通過(guò)緩慢升高水位的方法重新 起動(dòng)的,濾池沖洗后重新起動(dòng)時(shí)間約10-15分鐘,使濾床得 到穩(wěn)定,確保初濾水的水質(zhì)。
2V型濾池工藝設(shè)計(jì)
2. 1設(shè)計(jì)參數(shù)
法國(guó)得利滿(mǎn)公司V型濾池的設(shè)計(jì)參數(shù)都是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期水 力模型試驗(yàn)而得來(lái),因此V型濾池的主要工藝參數(shù)是一種優(yōu) 化組合的設(shè)計(jì)參數(shù),在設(shè)計(jì)中應(yīng)嚴(yán)格參照選用設(shè)計(jì),其主要設(shè) 計(jì)參數(shù)有:
(1) V型濾池池體單室標(biāo)準(zhǔn)工藝尺寸,如表1。表1 V型濾池池體單室標(biāo)準(zhǔn)工藝尺寸
(2)濾速: 7-20m /h,通常采用8m /h。
(3)濾料為均質(zhì)石英砂濾料,有效粒徑d10=為0. 95mm, 極限值為dmin=0. 7mm、dmax=2. 0mm,不均勻系數(shù)K60=1. 3 一1. 6,卵石墊層粒徑d=4-8mm,厚L=5cm。
(4)單獨(dú)氣沖洗強(qiáng)度30m3/m2. h,聯(lián)合反沖洗水強(qiáng)度5 -7m3/m2. h、氣沖強(qiáng)度50-60m3/m 2. h,單獨(dú)水沖洗強(qiáng)度13 -15m3/m2. h,表面水沖洗強(qiáng)度6-8m3/m2. h。
2. 2工藝設(shè)計(jì)
經(jīng)過(guò)幾次與法國(guó)得利滿(mǎn)公司的聯(lián)絡(luò)設(shè)計(jì),并對(duì)照國(guó)內(nèi)的 一些設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的氣水反沖洗濾池,筆者認(rèn)為在V型濾池工 藝設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾個(gè)要點(diǎn):
(1)根據(jù)V型濾池的工藝特點(diǎn),充分發(fā)揮V型濾池的優(yōu) 越性,必須嚴(yán)格采用V型濾池的主要工藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì),同 時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意區(qū)分濾池的工藝尺寸和建筑結(jié)構(gòu)尺寸。
(2)合理設(shè)計(jì)濾池進(jìn)水總渠的流速和過(guò)流面積,確保各 個(gè)濾池配水均勻。
(3)合理設(shè)計(jì)濾池超負(fù)荷水量。V型濾池的最佳運(yùn)行負(fù) 荷為設(shè)計(jì)水量的80% -100%,最大的運(yùn)行負(fù)荷不宜超過(guò)設(shè) 計(jì)水量的110%,因此應(yīng)嚴(yán)格設(shè)計(jì)濾池溢流堰標(biāo)高。
(4)濾池的出水堰不可取消,且每口濾池必須設(shè)一臺(tái)濾 池出水調(diào)節(jié)閥。國(guó)內(nèi)的一些設(shè)計(jì)院認(rèn)為:通過(guò)出水調(diào)節(jié)閥控 制恒液位,出水堰可以取消;或多口濾池共用一臺(tái)濾池出水調(diào) 節(jié)閥,這是不正確。第一,濾池的出水堰是確保濾池恒液位、 恒濾速過(guò)濾;第二,取消出水堰調(diào)節(jié)閥后為自由水頭,調(diào)節(jié)閥 的調(diào)節(jié)精度無(wú)法保證,也就無(wú)法確保濾池恒液位、恒濾速過(guò) 濾。第三,多口濾池共用一臺(tái)濾池出水調(diào)節(jié)閥將無(wú)法精確調(diào) 節(jié)并確保濾池恒水位,調(diào)節(jié)其中一口池時(shí)將會(huì)影響其它濾池 的恒液位。
(5)國(guó)內(nèi)有些設(shè)計(jì)院為了節(jié)省土建造價(jià),取消戓縮小反 沖洗水池,這是不合理。由于V型濾池對(duì)反沖洗強(qiáng)度有精確 的要求,V型濾池設(shè)計(jì)時(shí)要求反沖洗水池的貯水量應(yīng)滿(mǎn)足沖 洗兩口以上濾池的水量,且在反沖洗水池的出水處設(shè)一定標(biāo) 高的出水堰,保證反沖洗水池中的水位恒定,這樣也就保證了 反沖洗強(qiáng)度的恒定。
(6) V型濾池濾料面至排水堰頂?shù)母叨葹閔=0. 50m,V 型槽掃洗孔高度(h1)指設(shè)計(jì)濾料面至V型槽掃洗孔中心的 高度為h1=0. 35m,這樣確保V型槽掃洗孔為淹沒(méi)出流而且 將表面污物推向排水槽。
(7)反沖洗進(jìn)水管入池內(nèi)可適當(dāng)擴(kuò)大有利于配水均勻, 但管內(nèi)底應(yīng)與池底標(biāo)高一致,管頂?shù)陀跉鈮|層。
2. 3設(shè)備和材料的選擇
2. 3. 1閥門(mén)的選型
濾池運(yùn)行都是通過(guò)閥門(mén)來(lái)控制的,因此閥門(mén)的選型至關(guān) 重要,在濾池閥門(mén)的設(shè)計(jì)和選型時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面:
(1)濾池閥門(mén)建議都采用國(guó)際知名品牌的進(jìn)口閥門(mén),但 為了節(jié)省造價(jià),除了濾池出水調(diào)節(jié)閥,其他閥門(mén)可以采用國(guó)內(nèi) 知名品牌閥門(mén)或在國(guó)內(nèi)組裝的進(jìn)口閥門(mén)。
(2)濾池出水調(diào)節(jié)閥建議采用氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥,不宜采用電 動(dòng)閥,因?yàn)殡妱?dòng)閥不宜頻繁動(dòng)作且閥位難以控制。
(3)濾池排水閥建議采用氣動(dòng)蝶閥,不宜采用長(zhǎng)桿閘板 閥。由于長(zhǎng)桿閘板閥不易于安裝,而且隨著時(shí)間的推移土建變形,造成長(zhǎng)桿閘板閥運(yùn)行困難。
(4)閥門(mén)的氣動(dòng)裝置(氣缸)應(yīng)合理配置。
2. 3. 2機(jī)械設(shè)備的配置
濾池主要機(jī)械設(shè)備有:反沖洗水泵、鼓風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī) 等,這些設(shè)備完全可以選用國(guó)產(chǎn)設(shè)備,在定貨時(shí)一定要注明所 定設(shè)備的技術(shù)參數(shù),到貨后再根據(jù)銘牌參數(shù)校核反沖洗強(qiáng)度。
2. 3. 3自動(dòng)控制系統(tǒng)的配置
自動(dòng)控制系統(tǒng)的元器件建議采用進(jìn)口的產(chǎn)品,液位計(jì)和 阻塞計(jì)建議選用差壓式,不宜采用超聲波液位計(jì)。
2. 3. 4濾料的選用
根據(jù)V型濾池的反沖洗技術(shù)的要求,建議濾料采用質(zhì)量 較好的海砂,不宜選用河砂。 3V型濾池施工、安裝、調(diào)試 由于V型濾池對(duì)工藝參數(shù)有嚴(yán)格的要求,因此在V型濾 池土建施工和安裝調(diào)試中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面: 3. 1 V型濾池安裝、調(diào)試步驟和注意事項(xiàng) V型濾池土建施工(包括裝修)基本完工后才能交付設(shè) 備安裝調(diào)試,防止交叉施工損壞設(shè)備,V型濾池安裝、調(diào)試步 驟和注意事項(xiàng)如下:
(1)核對(duì)裝修后濾池各尺寸是否滿(mǎn)足V型濾池工藝尺 寸的要求;
(2)預(yù)制安裝濾梁、濾板;
(3)制作安裝反沖洗管道及閥門(mén)系統(tǒng);
(4)安裝機(jī)械設(shè)備、控制柜、儀器儀表,敷設(shè)各種電纜及 電纜橋架;
(5)設(shè)備單體調(diào)試、測(cè)試、記錄;
(6)徹底清理池體和管道內(nèi)衛(wèi)生,安裝濾頭;
(7)每座濾池進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。第一,先打開(kāi)沖洗水進(jìn) 口閥向?yàn)V池注水,檢查所有濾頭出水是否良好,如在某個(gè)濾頭 處出現(xiàn)強(qiáng)烈泡沫意味著濾頭破損,則更換所有的有缺陷的濾 頭;第二,向?yàn)V池注水,使濾板層上的水深為大約8 cm,開(kāi)啟 鼓風(fēng)機(jī)打開(kāi)進(jìn)氣閥觀察濾池表面的氣體分配是否均勻,同時(shí) 檢查濾板和接頭的緊密性,如在某個(gè)濾頭附近出現(xiàn)強(qiáng)烈泡沫 意味著濾頭破損,則更換所有有缺陷的部件;
(8)安裝濾料。濾料填放之前,確認(rèn)礫石承托層及石英 濾砂是否符合得利滿(mǎn)標(biāo)準(zhǔn),然后將水注入到濾板層之上至少 50 cm,裝填工作必須特別小心,無(wú)論任何裝填方式,都不能損 壞濾頭。一旦濾頭被覆蓋,允許加快裝填,當(dāng)所有濾料裝填到 位,即可平整表面。確定濾料層高度符合圖紙技術(shù)要求,建議 增加5%的濾砂填放量,以彌補(bǔ)在濾池投運(yùn)初期沖洗過(guò)程中 的損耗;
(9)進(jìn)水前檢查調(diào)試。檢查調(diào)節(jié)各池進(jìn)水堰板,確保濾 池配水均勻;調(diào)試儀器、儀表、自控系統(tǒng)和反沖洗系統(tǒng)等;
(10)進(jìn)水過(guò)濾調(diào)試。在初次過(guò)濾調(diào)試期間,經(jīng)充分混合 沉淀的沉淀水進(jìn)入濾池,要投入一定量的氯或添加次氯酸鹽 對(duì)濾池進(jìn)行消毒。首先打開(kāi)濾池放空閥,讓初次過(guò)濾水排放, 直至出水符合標(biāo)準(zhǔn)。然后盡可能投入最大數(shù)量的濾池在最低的濾速下進(jìn)行手動(dòng)運(yùn)行,濾后水調(diào)節(jié)閥一般控制在15%至 25%的開(kāi)度,濾后水僅用于濾池的首次反沖洗,不進(jìn)入清水 池。逐個(gè)沖洗濾池,每池沖洗3-4次后,濾后水滿(mǎn)足出水標(biāo) 準(zhǔn),即可投入試生產(chǎn);最后根據(jù)各池濾料損失情況適當(dāng)補(bǔ)充濾 料;
(11)聯(lián)動(dòng)調(diào)試生產(chǎn)。檢查校核反沖洗強(qiáng)度;檢查測(cè)試儀 器、儀表及自控系統(tǒng)。
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