氣水反沖洗濾池研究

更新時間：2009-07-01 17:15 來源：作者: 閱讀：1401

摘要：過濾系統(tǒng)作為污水處理廠、凈水處理廠整個工藝過程的關鍵工序，對整個系統(tǒng)處理效果起最終的把關保安作用，其運行工況直接影響水廠產(chǎn)品水的質(zhì)量。為提高濾池濾層截污能力的恢復效果，水廠的濾池反洗近年多采用氣水聯(lián)合反沖洗的方式，分為氣沖過程、氣水同時反洗過程、水洗過程（或省略氣水同時反洗過程），同時一般伴隨著表面漂洗過程，使濾池濾層內(nèi)的污物能有效的被剝離和沖洗排出濾池，從而保證后續(xù)的正常過濾周期和效果。

關鍵字：氣水反沖洗濾池
一、概述

過濾系統(tǒng)作為污水處理廠、凈水處理廠整個工藝過程的關鍵工序，對整個系統(tǒng)處理效果起最終的把關保安作用，其運行工況直接影響水廠產(chǎn)品水的質(zhì)量。為提高濾池濾層截污能力的恢復效果，水廠的濾池反洗近年多采用氣水聯(lián)合反沖洗的方式，分為氣沖過程、氣水同時反洗過程、水洗過程（或省略氣水同時反洗過程），同時一般伴隨著表面漂洗過程，使濾池濾層內(nèi)的污物能有效的被剝離和沖洗排出濾池，從而保證后續(xù)的正常過濾周期和效果。由于這種高效的再生濾層過濾能力的作用，氣水反洗濾池被日益廣泛地應用到了水廠改造及需要深度處理的凈水和污水處理廠。由于其布水布氣結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)復雜，依靠傳統(tǒng)的操作人員憑經(jīng)驗手動或半自動控制其實際效果很差，很難達到設計要求。我公司自主開發(fā)的水資源遠程集中在線監(jiān)控管理系統(tǒng)（濾池分版），能針對氣水反洗濾池的工藝特點，實現(xiàn)智能控制，系統(tǒng)簡單易用,達到無人化管理。

二、應用

廣泛應用于各行業(yè)給水、污水回用等較大水量的深度固液分離過程和市政給水廠的凈化以及舊水廠的改造。

三、氣水反沖洗濾池工藝簡介

1 過濾機理

氣水反沖洗濾池正常工作時，通常采用等速過濾方式，即恒定水位（水壓）過濾。濾層可采用單層均質(zhì)濾料，也可采用多層濾料（常采用陶粒、石英砂、沸石等）。采用盡量均勻的布水方式將待處理水布到濾層表面，在恒定水位的作用下，過濾水通過濾層進入下部集水區(qū)。過濾作用主要基于以下幾點：

機械截留作用：將水中較大顆粒的懸浮狀顆粒截留在濾層的顆粒空隙之間；

吸附架橋作用：顆粒濾料吸附有機物和微生物，起到吸附架橋作用，懸浮顆粒及膠體粒子粘結(jié)在一起，形成細小絮體，通過接觸絮凝作用而被去除。

2 工藝過程

以V型濾池為例，將氣水反洗濾池的工作過程介紹如下：

過濾過程：待過濾水由進水總渠經(jīng)進水閥和兩個過水窗（主要用于表面漂洗）后，溢過堰口再經(jīng)側(cè)孔進入V型槽，分別經(jīng)槽底均布配水孔和V型槽堰頂進入濾池。被濾層過濾后的潔凈水經(jīng)濾頭流入濾池底部，由配水窗匯入氣水分配管渠，再經(jīng)管廊中的水封井、出水堰、清水渠流入清水池。濾速可達7-20m/h，一般為12.5-15m/h。

反沖洗過程：關閉進水閥，進水閥兩側(cè)的兩個過水窗依然處于常開狀態(tài)，通過V型槽底部的配水孔，形成表面漂洗。然后開啟排水閥將池面水從排水槽中排出直至濾池水面與V型槽頂相平。開始進行反洗操作：

氣沖：打開進氣閥，開啟供氣設備，空氣經(jīng)氣水分配總渠的上部小孔均勻進入濾池濾板底部，由長柄濾頭噴入濾層，將濾料表面雜質(zhì)擦洗下來并懸浮于水中，再由表面漂洗水沖入排水槽。

氣水同時反沖洗：在氣沖的同時啟動沖洗水泵，打開沖洗水閥門，反沖洗水也進入氣水主分配渠，經(jīng)下部配水窗流入濾池底部配水區(qū)，同反洗空氣同時經(jīng)長柄濾頭均勻進入濾池，濾料得到進一步?jīng)_洗，表面漂洗依然繼續(xù)進行。

水沖：停止氣沖，單獨水沖，表面漂洗依然進行，最后水中、濾層中的雜質(zhì)徹底被沖入排水槽，待濾料下沉后打開排水閥將上部反洗水排走。

四、控制系統(tǒng)

1 氣水反沖洗濾池的控制原理

多格濾池同時控制其各自的正常過濾、氣洗、氣水同時反洗、水洗各工況。而反洗只能對單格濾池進行，依靠傳統(tǒng)的控制方式很難達到控制要求。恒水位控制任務、反洗工況具備條件判斷、反洗依次操作進行，整個過程中的進水閥、排水閥、進氣閥、反洗進水閥、排氣放空閥及反洗泵和供氣設備必須進行整體自動協(xié)調(diào)控制。

2 濾池控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：

"分散控制、集中管理"的方式，即每格濾池設就地控制系統(tǒng)一套，自動監(jiān)控所在濾池的操作狀態(tài)和上傳反洗工況信號，系統(tǒng)設有集中管理控制系統(tǒng)，對就地單個濾池控制系統(tǒng)的反洗工況進行排序協(xié)調(diào)；一般組成為：就地分控柜、總控柜、上位監(jiān)控顯示系統(tǒng)（也可取消總控柜由上位監(jiān)控系統(tǒng)兼顧）；

"集中控制管理"的方式，采用一套智能化管理系統(tǒng)對所有濾池的工況統(tǒng)一監(jiān)控并同時進行排序協(xié)調(diào)。

3 控制系統(tǒng)功能

對單格濾池進行恒水位控制，采用超聲波液位傳感器作為監(jiān)測參數(shù)，誤差1.5%；

對單格濾池進行氣水反沖洗過程控制，采用超聲波液位傳感器、濁度在線監(jiān)測儀、水頭損失儀、時間控制器進行聯(lián)合判斷濾池的反洗工況條件，并通過程序智能判斷反洗工況的進行，從而既保證反洗工況的進行和效率、節(jié)約產(chǎn)品水、保證出水水質(zhì)，同時又盡量避開用水高峰期保證產(chǎn)品水量。

協(xié)調(diào)各濾池進行反洗操作的順序和內(nèi)部外部網(wǎng)絡的通訊；

動態(tài)顯示水位、水頭損失、出水濁度、調(diào)節(jié)閥門的開啟度及相關設備的工作狀態(tài)；

對每臺閥門、電動氣動執(zhí)行器和機電設備進行在線監(jiān)測，故障報警。

對控制程序的基礎參數(shù)進行設置和調(diào)整，并具有多重保護措施防止誤操作；

顯示編輯實時數(shù)據(jù)曲線并自動生成文件，支持打印拷貝報表。

4 配套儀表

超聲波液位傳感器

壓力傳感器

水頭損失儀

在線濁度監(jiān)測儀

在線余氯、總氯、二氧化氯監(jiān)測儀

設備狀態(tài)在線監(jiān)測儀

五、布水布氣系統(tǒng)

為適應氣水反沖洗技術的發(fā)展，我公司經(jīng)過多年的研究開發(fā)，成功研制出FO-QS型氣水反沖洗濾頭，經(jīng)力學特性測定，該濾頭結(jié)構(gòu)合理，無死角，不脫帽，水力損失小，可廣泛用于新建水廠濾池和老水廠濾池改造工程。

1 工作原理

長柄濾頭和濾板組成一套配水配氣系統(tǒng)，屬于小阻力配水系統(tǒng)。長柄濾頭由上部濾帽和下部直管組成。每只濾帽上開有多條縫隙，縫隙在0.5μm～0.25mm之間，視濾料粒徑?jīng)Q定。直管上部設有小孔，下部有一條縫隙。安裝前，就把套管預先埋入濾板內(nèi)。長柄濾頭采用ABS工程塑料（或不銹鋼）制造。當氣-水反沖洗時，在濾板下面的空間內(nèi)，上部為氣，形成氣墊，下部為水。氣墊厚度大小與氣壓有關。氣壓愈大，氣墊厚度愈大。氣墊中的空氣先由直管上部小孔進入濾頭，氣量加大后，氣墊厚度相應增大，部分空氣由直管下部的直縫上部進入濾頭，此時氣墊厚度基本停止增大。反沖水則由濾柄下端及縫上部進入濾頭，氣和水在濾頭內(nèi)充分混合后，經(jīng)濾帽縫隙均勻噴出，使濾層得到均勻反沖。濾頭布置數(shù)一般為48～60個/m2.開孔比約1.5%左右。