提高虹吸池過濾效果改造方法的技術實踐

黃釗明

(廣西思其源環(huán)保工程有限公司，廣西 南寧530012)

虹吸濾池適用于中小型給水處理，與普通濾池相比池深較大。原虹吸濾池設計工藝的出水濁度要求為3 NTU 以下，砂濾料濾層厚度為0.7 m，采用小阻力配水系統(tǒng)［1］。《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB 5749—2006)對出廠水濁度要求為1 NTU 以下［2］，采用傳統(tǒng)水處理工藝很難達到該要求。在影響水廠工藝提質增效的多個因素中，過濾工藝最為關鍵［3］。多年來，在廣西多個水廠的改造中，針對虹吸濾池采用不同新的工藝技術方法，取得了較好效果。

濾池由進水、濾料承托層、清水(集水)、沖洗配水、排水等系統(tǒng)組成，其中沖洗配水方式對濾池影響較大。虹吸濾池多采用三角槽孔板式濾板沖洗配水方式［1］，使用幾年后易出現(xiàn)漏砂堵槽的問題，造成反沖配水不均勻。同時，濾池沖洗水頭受池深限制，沖洗水頭不高，缺少富余的水頭調節(jié)，時有沖洗水頭不足的問題，造成膨脹率小，沖洗不凈，濾砂面層易積泥，使濾池過濾效果降低，出水質量不穩(wěn)定，一般正常負荷工作的情況下3 ～4 a 就需更換濾料，出水也很難達到標準要求。針對這些問題，通過長期的實踐探索，應用不同的沖洗配水方式對濾池進行了改造。

1 短柄濾頭濾板沖洗配水方式

1.1 改造方法

采用短柄濾頭、砼濾板相結合的小阻力集、配水系統(tǒng)的水處理工藝技術進行改造，該系統(tǒng)的主要優(yōu)點是基本上取消了礫石級配這環(huán)節(jié)(只保留2 ～4 mm、100 mm 礫石承托層)，布水均勻，反沖洗用水量降低，可消除因承托層帶來的一些不利因素，達到提質增效的目的［4-7］。

1.2 主要構件與配件

構件:砼濾梁、砼濾板、短柄濾頭;配件:不銹鋼錨固螺桿、壓板、L 型邊壓板。

1.3 施工流程

1)清理拆除原濾板濾料，以符合改造要求。

2)進行濾梁、濾板的搗制。

① 濾梁搗制:濾梁和支墩配筋要與濾池配筋連接，梁面找平層，找平后平整度誤差為±2 mm;濾梁底面與濾池底板應預留間距，使配水均勻。

② 濾梁搗制前預埋錨固螺桿在濾板角或濾板邊長1/4 處。

③ 濾板制作:濾板在廠家預制，也可在現(xiàn)場用鋼模預制，保養(yǎng)后安裝。

3)濾板安裝，主要注意事項如下:

① 濾板底與濾池底板間距在450 mm 左右。

② 濾板調平，各濾池濾板平整度安裝誤差為±2 mm。

③ 封堵板間縫隙采用903 密封膠泥、水泥砂漿兩層封固。

④ 安裝短柄濾頭，每格池濾頭高差為±2.5 mm、每排濾頭直線誤差為±4 mm。

4)濾料安裝:在濾板上鋪設厚100 mm、粒徑為2 ～4mm 的礫石，再鋪設厚900 mm、粒徑為0.6 ～1.2 mm的濾砂。

5)濾池消毒驗收:檢查配水分布情況、反沖洗效果，有否漏砂等;濾池放水浸泡消毒。

1.4 改造經驗

1)濾板在現(xiàn)場制作時，要嚴格按技術要求制作，確保質量。

2)錨固壓板壓在濾板邊長1/4 處，不易出現(xiàn)濾板邊角破裂的問題。

3)設計時采取在濾梁架空的方式，使配水更均勻。

4)濾板塊體間縫隙的密封需要使用特殊的膠泥來填充。

5)濾板制作周期長，采用一體式多塊立式的模具單次搗制10 塊左右，在提高制作進度的同時又確保濾板保養(yǎng)時間。

6)改造后配水阻力減少，沖洗強度加大，出現(xiàn)跑砂問題。對沖洗進水口進行縮小改造，沖洗強度正常，沖洗時間縮短，達到提質增效的效果。

1.5 改造效果

南寧某水廠濾池濾料使用3 ～4 a 后表面積泥，濾料含泥量高，出水不達標，只能更換濾料。改造為短柄濾頭濾板沖洗配水方式，改造前后濾池運行參數(shù)對比如表1 所示。

改造后，濾料在使用13 a 后表面沒有積泥，只是面層含泥量偏高，出水水質不穩(wěn)定，只需對面層0.5 m 濾料更換。

表1 短柄濾頭配水方式的運行效果Tab.1 Operation effect of water distribution by short handle filter head

2 長柄濾頭濾板混合氣水沖洗配水方式

2.1 改造方法

采用長柄濾頭、砼濾板相結合的小阻力集、配水系統(tǒng)水處理工藝技術進行改造。該系統(tǒng)的主要優(yōu)點是基本取消了礫石級配這環(huán)節(jié)(只保留粒徑為2 ～4 mm、100 mm 厚的礫石承托層)，布水均勻，氣沖和氣水混合沖洗效果更好，大大降低反沖洗用水量，可消除因承托層存在而帶來的一些不利因素，達到提質增效的目的。

2.2 主要構件設備與配件

構件設備:砼濾梁、砼濾板、長柄濾頭、配氣系統(tǒng)及自控系統(tǒng);配件:不銹鋼錨固螺桿、壓板、L 型邊壓板。

2.3 施工流程

清理、制作安裝濾梁、濾板流程與短柄濾頭相似，但也有不同之處。

2.3.1 濾池清理

拆除原排水槽，提高排水槽標高400 ～500 mm。

2.3.2 濾梁濾板搗制

在濾梁面布置均氣孔，間距250 mm，使布氣均勻。

2.3.3 濾板安裝

濾板底與濾池底板的間距為800 ～900 mm。

2.3.4 配氣系統(tǒng)和自控系統(tǒng)安裝

1)設置機房安裝鼓風機、PLC 柜、自控柜，現(xiàn)場控制箱安裝在池頂走道旁。

2)配氣主管安裝。

3)濾板下配氣根據(jù)池型采用配氣槽或配氣穿孔管方式配氣。

4)大、小虹吸管采用真空泵抽真空，抽排氣都采用電磁閥控制。

2.3.5 濾料安裝

在濾板上鋪設厚100mm 、粒徑為2 ～4 mm 的礫石，再鋪設厚800 mm、粒徑為0.6 ～1.2mm 的濾砂。

2.3.6 濾池消毒驗收

2.4 改造經驗

與短柄濾頭改造施工類似，但是需要注意的是為確保達到全自控并減少反沖時間，濾池大、小虹吸采用真空泵抽吸。

2.5 改造效果

廣西某水廠濾池濾料使用3 ～4 a 后表面積泥，濾料含泥量高，出水不達標，只能更換濾料。采用長柄濾頭濾板混合氣水沖洗配水方式對濾池進行改造，運行效果如表2 所示。

改造完成后，濾料使用10 a 后表面沒有積泥，濾料干凈，含泥量低，只是略有磨損，出水水質穩(wěn)定，無需更換。

表2 長柄濾頭濾板混合氣水沖洗配水方式的運行效果Tab.2 Operation effect of water distribution mode of long-handle filter head filter plate and mixing gas-water backwashing

3 ABS 直濾式濾板沖洗配水方式

3.1 改造方法

采用ABS 直濾式濾板工藝技術進行改造，該小阻力集、配水系統(tǒng)的優(yōu)點在于:①無濾梁，采用不銹鋼支撐立桿和托板緊固的固定方法;②濾板塊之間采用特殊搭接口，無需密封材料接縫處理;③將濾縫直接制作在濾板上，集濾頭濾板于一體;④濾板水平采用螺紋調節(jié)安裝，水平精度提高;⑤濾板重量輕安裝方便。

3.2 主要構件與配件

主要構件:直濾式濾板;配件:不銹鋼支撐立桿、底板、托板、壓板、邊壓板、膨脹螺栓。

3.3 施工流程

3.3.1 濾池清池

清理與改造與短柄濾頭的方法基本相同。

3.3.2 支撐立桿底板定點安裝

1)濾池尺寸測量復核。

2)測定底板安裝尺寸基點，拉出橫縱基準線。

3)將底板與支撐立桿垂直對(焊)接，用膨脹螺栓按濾板安裝尺寸位置固定在池底，用水泥砂漿將底板和螺栓暴露部分澆筑覆蓋。

3.3.3 支撐立桿、托板安裝

將下螺母、托板安裝在立桿上，托板面距濾底高度為350 mm，使托板相互間水平誤差為±2 mm。

3.3.4 濾板安裝

1)按濾池尺寸對縱橫向濾板數(shù)進行排列，余下不滿整塊的，按實際尺寸對濾板進行切割。

2)將濾板安裝在托板上，用壓板和上螺母將濾板固定(見圖1)，整池濾板安裝水平誤差為±2 mm。

圖1 濾板的安裝Fig.1 Installation of filter plate

3.3.5 縫隙密封處理

1)對濾板與池壁接縫處打毛，用PP 泡沫條塞縫墊底，再用水泥沙漿對縫隙灌注壓實處理。也可采取在濾池進水口處池壁采用角鋼作為邊梁，其它三周邊磚砌邊梁，再用水泥沙漿對縫隙灌注壓實處理的辦法。

2)對濾板之間縫隙和立桿處進行防漏處理。

3.3.6 濾料安裝

1)縫隙灌注漿保養(yǎng)后，對濾板面清洗檢查。

2)濾板上鋪設厚100 mm、粒徑為2 ～4 mm 礫石，再鋪設厚900 mm、粒徑為0.6 ～1.2 mm 的濾砂。

3.3.7 濾池消毒驗收

檢查配水分布均勻、反沖洗效果，有否漏砂等;濾池放水浸泡消毒。

3.4 改造經驗

1)濾板與池壁接縫采用塞泡沫條墊底再灌漿壓實處理方法，處理不到位易出現(xiàn)漏砂的問題。采用另一種方法能較好地解決這一問題。

2)濾池改造后沖洗配水阻力減少，沖洗強度加大，易出現(xiàn)跑砂現(xiàn)象。通過對沖洗進水口進行縮小改造，使沖洗強度恢復正常，沖洗時間縮短，達到節(jié)能降耗的效果。

3)將支撐立桿底板固定在池底時，要確保每塊底板有3 根螺栓固定，膨脹螺栓埋深達到要求。

3.5 改造效果

南寧某水廠濾池濾料使用3 ～4 a 后表面積泥，濾料含泥量高，出水不達標。采用ABS 直濾式濾板沖洗配水方式進行改造，效果如表3 所示。濾料使用12 a 后表面沒有積泥，濾料干凈，含泥量低，只是略有磨損，出水水質穩(wěn)定，無需更換。

表3 ABS 直濾式濾板沖洗配水方式的運行效果Tab.3 Operation effect of water distribution of ABS direct filter plate and backwashing

4 結論

① 針對濾池多年的運行情況，分析后采用短柄濾頭濾板、長柄濾頭濾板、直濾式濾板等集、配水方式對濾池進行改造，達到預期效果。改造后，各項運行技術參數(shù)都優(yōu)于改造前，出水穩(wěn)定達到《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB 5749—2006)的要求。

② 改造后，濾池反沖洗周期都有不同程度的延長，主要是因為反沖洗阻力減小，配水均勻性和沖洗強度提高，每次反沖洗都能使濾料最大限度地恢復截污能力。同時，反沖洗時間縮短，反沖洗水量減少25%以上，提質增效效果顯著。

③ 改造后，濾料使用多年后表面沒有積泥，濾料干凈，含泥量低，只是略有磨損，延長了濾料的更換周期。

④ 由于取消了卵石級配層，相應加大了濾料高度和濾速，提升了濾池運行效率，同時提高了濁度去除率。