摘要:本文简要介绍的均粒滤料滤池(又称“V”型滤池),是由法国Degremont公司研究设计出的第五代滤池,属于重力式快滤池中的一种,于20世纪80年代末引入我国。因其过滤速度高、出水水质好、反冲洗效果好等特点,在引进我国后,被大面积推广使用。
1、前言
均粒滤料滤池具有恒水位、恒水头、等流速过滤的特点,在运行中分为过滤和反冲洗两个运行过程,两部分相互交替运行,在冲洗单格滤池时通过开闭阀门的方式使其它滤池得以继续运行。在其反冲洗下,不仅保证了过滤过程中的水处理效果,同时也达到了节能减排效果。
2、反冲洗方式
均粒滤料滤池的反冲洗分为三种方式:
2.1 先单一使用气体进行反冲洗,而后再用水单独进行反冲洗;
2.2 先使用气、水混合的方式进行反冲洗,而后再用水单独进行反冲洗;
2.3 先单一使用气体进行反冲洗,而后再用气、水混合的方式进行反冲洗,与再用水单独进行反冲洗。
经过国内外水厂长期运行反冲洗效果对比,第三种反冲洗方式冲洗效果较佳。本文后面主要对第三种方式进行探讨。
3、反冲洗强度
反冲洗强度与出水浊度、反冲洗方式、冲洗时间、滤层构造等有关。
表1为常用的气、水反冲洗强度和反冲洗时间。
表1 气水反冲洗强度和冲洗时间
滤料层结构和水冲洗时滤料层膨胀率 | 先气冲洗 | 气水同时冲洗 | 后水冲洗 | ||||
强度 | 冲洗时间 | 气强度 | 水强度 | 冲洗时间 | 强度 | 冲洗时间 | |
[L/S·m2] | (min) | [L/S·m2] | [L/S·m2] | (min) | [L/S·m2] | (min) | |
双层滤料膨胀率40% | 15-20 | 3-1 | - | - | - | 6.5-10 | 6-5 |
级配石英砂膨胀率30% | 15-20 | 3-1 | - | - | - | 8-10 | 7-5 |
12-18 | 2-1 | 12-18 | 3-4 | 4-3 | 7-9 | 7-5 | |
均粒石英砂微膨胀 | 13-17 | 2-1 | 13-17 | 3-4 | 4-3 | 4-8 | 8-5 |
(13-17) | (2-1) | (13-17) | 3-4.5 | (4-3) | (4-6) | (8-5) |
注:表中均粒石英砂栏,无括号的数值适用于无表面扫洗水的滤池;括号内的数值适用于有表面扫洗水的滤池,其表面扫洗水强度为1.4-2.3L/S·m2。
4、反冲洗工作原理
单独使用气体反冲洗时,由于承托层砾石粒径较大,气泡不能移动砾石,从而不发生膨胀。气体在克服滤料颗粒摩擦阻力上升的同时不断对颗粒产生剪切力,对颗粒进行扰动。随着底部气泡上升,后上升气泡填补前一气泡上升之后产生的空缺位置进一步清洗滤料,有的时候几个气泡会汇聚在一起形成较大的气泡,使得对颗粒的扰动更大,从而更有效的将截留在滤料颗粒上的杂质去除。
气、水联合反冲洗时,滤层发生微膨胀,滤层内部摩擦阻力变小,更加容易形成较大的气泡,从而使滤料颗粒相比气体冲洗更容易移动,并增加了对颗粒的扰动,加快了冲洗速度。气、水联合反冲洗加强了对颗粒的剪切力,比气体冲洗拥有更佳的效果。
水反冲洗阶段,不仅可以将滤料颗粒上层的杂质有效的冲洗,更换清水层,还可将前面反冲洗过程中剩余气体排净。
5、反冲洗工作过程
滤池反冲洗单格滤池时,关闭该格滤池的进水阀;待滤池内水经排水槽排出一段时间后,关闭排水阀;打开反冲洗排水阀和空气冲洗阀;启动鼓风机,待冲洗时间过后打开排气阀并启动冲洗水泵;开启反冲洗进水阀,待冲洗时间过后关闭鼓风机和进气阀;待水冲洗结束后,关闭冲洗水泵,关闭所有反冲洗阀门。
为了更加有效对整个滤池进行反冲洗,在初次反冲洗时,应在反冲洗周期前提进行反冲洗,从而错开每格滤池反冲洗间隔时间,使整个滤池的反冲洗更加方便。