虹吸濾池改為氣水反沖洗濾池的工程實踐

1、虹吸濾池改為氣水反沖洗濾池的工程實踐1工程概況勝利油田供水公司辛安水廠設計供水能力為15×104m³/d,近幾年實際供水量為7×104m³/d左右。該廠共有3座虹吸濾池,單座濾池設計處理規(guī)模為5×104m³/d,每座濾池分為12格,單格面積為27. 5 m²原設計濾速為7 m/h,反沖洗強度為15 L/(m²s;濾床底部采用小阻力穿孔板加設20目和40目尼龍網(wǎng)各一層,穿孔板上布有10喇叭形小孔,開孔率為1. 28%;承托層厚為250 mm,采用粒徑為216 mm的多層級配礫石;濾料層使用粒徑為0. 81. 2mm

2、的石英砂,厚為700mm。在使用過程中存在反沖洗布水不均、效果差、出水水質(zhì)差等問題,難以適應原水水質(zhì)惡化、供水量變化系數(shù)大、水質(zhì)標準越來越高等狀況。辛安水廠首先對一座虹吸濾池進行了技術改造。改造盡量利用原有主體構筑物,將每2格濾池合并為1格濾池(原12格濾池合并為6格濾池,中間隔墻在上部渾水區(qū)和下部清水區(qū)分別進行開孔連通,隔墻兩旁設置雙層渠道,下層為濾后出水、反沖洗進氣進水總渠,上層為反沖洗排水渠,單池過濾面積為46. 4 m²。對虹吸濾池反沖洗排水堰口矮墻予以加高封閉,使原排水渠上層成為管廊,安放排水管件與控制閥門等,下層排水渠繼續(xù)利用,采用閥門代替原進水和反沖洗排水虹吸控制。重新

3、安裝清水出水和反沖洗配水、配氣等管線及控制閥門。新建反沖洗泵房及風機房一座,安裝反沖洗水泵和鼓風機等設備?？刂崎y門采用氣動閥門,安裝PLC等自控設備,實現(xiàn)全自動監(jiān)測與控制。2技術改造要點改用濾頭、濾板及單層均質(zhì)石英砂濾料層清除原濾料,拆除原排水槽、濾板、濾梁。將原池底加高500 mm,在濾池內(nèi)沿原濾梁方向做5道高1 200 mm、寬120 mm的濾梁(靠池壁的兩道寬60mm,濾梁頂面達到水平,并保證預埋錨固濾板用的不銹鋼件定位準確,濾梁內(nèi)配筋與池底筋接牢,池中間的每條濾梁頂面預留均勻分布的配氣平衡孔(140 mm×5 mm4個,確保反沖洗配氣均勻,濾梁下部開孔(800 mm×

4、;800 mm2個,使配水室貫通,確保反沖洗配水均勻。在每格濾池內(nèi)安裝940 mm×993 mm×100 mm的濾板48塊,找平后用不銹鋼壓板固定,濾板間嵌縫采用防滲專用攪拌水泥砂漿(不用水填實、襯平。每塊濾板上安裝49個濾頭,每格濾池安裝2 352個,單個濾帽縫隙總面積為2. 8cm²,濾板開孔率為1. 46%。其上鋪設粒徑為28mm礫石承托層,厚100 mm。濾料層采用粒徑為0. 851. 10 mm的均質(zhì)石英砂濾料,厚1 200 mm。改變渾水進水方式取消原虹吸濾池的進水虹吸管,改用管道閥門控制進水。在濾池兩側設置兩條進水V型槽,對應V型槽在原有進水廊道及新

5、加高池壁開孔安裝DN250鋼管進水,進水管接入V型槽內(nèi),采用氣動調(diào)節(jié)蝶閥控制進水量和掃洗水量。進水管在進水廊道上的取水管口標高要合適,中心位置偏差不得超過5 mm,以免影響各濾池的進水量平衡。進水V型槽采用不銹鋼制做,與原有池壁成45°角安裝,采用膨脹螺栓固定。V型槽表面掃洗配水孔口標高的確定按濾池氣水沖洗設計規(guī)程(CECS50:1993規(guī)定,低于排水槽頂面的垂直距離一般可為150 mm。不銹鋼V型槽表面掃洗配水開孔采用25、間距116 mm水平布置。但在掃洗時發(fā)現(xiàn)孔口淹沒水深較大且成45°角向下出流,造成橫向掃洗力度不足而使沖洗過程中產(chǎn)生的渾濁液及泡沫粘附在池壁上,反沖洗

6、后初始進水通過孔口將砂面沖出一條溝槽,影響沖洗和過濾效果。為此,將配水孔標高抬高至排水槽頂以上30 mm,并將孔口加水平短管調(diào)整為水平出流,以加強沖洗水的橫向流動,及時排除懸浮固體。改變?yōu)V后出水方式拆除原匯水渠間的隔墻及平板閥,以盲板封堵原濾池出水孔口,將原出水匯水渠改為管廊。在隔墻兩邊新建清水匯水渠(兼作反沖洗配水、配氣總渠,渠頂與濾板標高一致,中間隔墻開設800mm×800 mm孔連通,在渠底部兩邊分別設通向濾池清水區(qū)的匯水支孔(兼作反沖洗配水孔,采用DN100管預埋,每邊均勻分布30個。對應匯水渠底部安裝DN450出水管(反沖洗時兼作配水管,通過閥門調(diào)節(jié)出水量,控制濾池水位和濾

7、速。濾后水通過清水管、清水匯管流入清水池。改變沖洗方式,采用氣水反沖洗在新建反沖洗配水、配氣總渠(即清水匯水渠頂部兩邊分別設通向濾池清水區(qū)的配氣支孔,采用DN25管預埋,每邊均勻分布48個,對應渠頂部安裝DN250配氣管,通過閥門控制進氣。反沖洗過程:首先單獨氣洗,然后氣、水混合沖洗,最后單獨水洗。各反沖洗方式的歷時根據(jù)現(xiàn)場試驗而定,初步設定各為4 min。為了加強沖洗效果,緩沖對其他濾池的負荷變化沖擊,可在整個反沖洗過程中一直維持用部分濾前水進行表面掃洗。各反沖洗方式的強度如下: a.單獨氣洗為15 L/(m²s; b.氣、水混合沖洗時氣為15 L/(m²s,水為46 L

8、/(m²s;c.單獨水洗為68 L/(m²s;d.表面掃洗為12 L/(m²s。濾池反沖洗排水撤除原排水虹吸管,在隔墻兩邊清水匯水渠上面新建反沖洗排水匯水渠,中間隔墻開設800 mm×800 mm孔連通,對應排水匯水渠安裝DN450排水管,接入原排水渠下的排水總渠,用閥門控制排水。排水匯水渠堰頂標高在不影響配水均勻的情況下適當降低,減少濾料層上的水深,可適當縮短漂清時間,減少沖洗水耗。此次改造中排水渠堰頂距離砂面500 mm。新建反沖洗泵房及風機房1座安裝KRTK200-280電潛泵3臺(2用1備,SSR-150型羅茨鼓風機3臺(2用1備,分別給濾池反沖

9、洗提供壓力水和壓縮空氣;安裝JX5FF型空氣壓縮機2臺(1用1備,給氣動閥門提供壓縮空氣。采用工業(yè)控制計算機、PLC、儀表及控制按鈕等組成一套控制系統(tǒng),對濾池進水、水位、過濾運行和氣水反沖洗的全過程進行自動控制進水閥和清水調(diào)節(jié)閥采用氣動調(diào)節(jié)蝶閥,排水閥、氣沖閥和水沖閥采用氣動開關蝶閥,放氣閥采用氣動擠壓蝶閥。電潛泵和鼓風機采用AB軟啟動裝置。水位、水阻采用壓阻式在線檢測?？刂平缑婕败浖褂霉た亟M態(tài)王開發(fā)。濾池反沖洗采用水阻、水位、工作周期三個條件進行判斷,實現(xiàn)了全自動、中控室點動、現(xiàn)場一步化、現(xiàn)場全手動共四級操作。改造后的濾池構造見圖1。3運行情況辛安水廠源水取自黃河最下游,污染較為嚴重。本次改造工程于2002年5月30日投入試運行,改造后與改造前對比表明:改造后的V型濾池達到無人操作,運行穩(wěn)定,工作周期比原虹吸濾池大大延長,濾后水濁度<1 NTU(見圖2,出水水質(zhì)明顯優(yōu)于虹吸濾池。4結語辛安水廠的濾池改造達到了預期的出水水質(zhì)目標,經(jīng)與