摘要:本文簡要介紹的均粒濾料濾池(又稱“V”型濾池),是由法國Degremont公司研究設計出的第五代濾池,屬于重力式快濾池中的一種,于20世紀80年代末引入我國。因其過濾速度高、出水水質好、反沖洗效果好等特點,在引進我國后,被大面積推廣使用。
1、前言
均粒濾料濾池具有恒水位、恒水頭、等流速過濾的特點,在運行中分為過濾和反沖洗兩個運行過程,兩部分相互交替運行,在沖洗單格濾池時通過開閉閥門的方式使其它濾池得以繼續運行。在其反沖洗下,不僅保證了過濾過程中的水處理效果,同時也達到了節能減排效果。
2、反沖洗方式
均粒濾料濾池的反沖洗分為三種方式:
2.1 先單一使用氣體進行反沖洗,而后再用水單獨進行反沖洗;
2.2 先使用氣、水混合的方式進行反沖洗,而后再用水單獨進行反沖洗;
2.3 先單一使用氣體進行反沖洗,而后再用氣、水混合的方式進行反沖洗,與再用水單獨進行反沖洗。
經過國內外水廠長期運行反沖洗效果對比,第三種反沖洗方式沖洗效果較佳。本文后面主要對第三種方式進行探討。
3、反沖洗強度
反沖洗強度與出水濁度、反沖洗方式、沖洗時間、濾層構造等有關。
表1為常用的氣、水反沖洗強度和反沖洗時間。
表1 氣水反沖洗強度和沖洗時間
濾料層結構和水沖洗時濾料層膨脹率 | 先氣沖洗 | 氣水同時沖洗 | 后水沖洗 | ||||
強度 | 沖洗時間 | 氣強度 | 水強度 | 沖洗時間 | 強度 | 沖洗時間 | |
[L/S·m2] | (min) | [L/S·m2] | [L/S·m2] | (min) | [L/S·m2] | (min) | |
雙層濾料膨脹率40% | 15-20 | 3-1 | - | - | - | 6.5-10 | 6-5 |
級配石英砂膨脹率30% | 15-20 | 3-1 | - | - | - | 8-10 | 7-5 |
12-18 | 2-1 | 12-18 | 3-4 | 4-3 | 7-9 | 7-5 | |
均粒石英砂微膨脹 | 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:表中均粒石英砂欄,無括號的數值適用于無表面掃洗水的濾池;括號內的數值適用于有表面掃洗水的濾池,其表面掃洗水強度為1.4-2.3L/S·m2。
4、反沖洗工作原理
單獨使用氣體反沖洗時,由于承托層礫石粒徑較大,氣泡不能移動礫石,從而不發生膨脹。氣體在克服濾料顆粒摩擦阻力上升的同時不斷對顆粒產生剪切力,對顆粒進行擾動。隨著底部氣泡上升,后上升氣泡填補前一氣泡上升之后產生的空缺位置進一步清洗濾料,有的時候幾個氣泡會匯聚在一起形成較大的氣泡,使得對顆粒的擾動更大,從而更有效的將截留在濾料顆粒上的雜質去除。
氣、水聯合反沖洗時,濾層發生微膨脹,濾層內部摩擦阻力變小,更加容易形成較大的氣泡,從而使濾料顆粒相比氣體沖洗更容易移動,并增加了對顆粒的擾動,加快了沖洗速度。氣、水聯合反沖洗加強了對顆粒的剪切力,比氣體沖洗擁有更佳的效果。
水反沖洗階段,不僅可以將濾料顆粒上層的雜質有效的沖洗,更換清水層,還可將前面反沖洗過程中剩余氣體排凈。
5、反沖洗工作過程
濾池反沖洗單格濾池時,關閉該格濾池的進水閥;待濾池內水經排水槽排出一段時間后,關閉排水閥;打開反沖洗排水閥和空氣沖洗閥;啟動鼓風機,待沖洗時間過后打開排氣閥并啟動沖洗水泵;開啟反沖洗進水閥,待沖洗時間過后關閉鼓風機和進氣閥;待水沖洗結束后,關閉沖洗水泵,關閉所有反沖洗閥門。
為了更加有效對整個濾池進行反沖洗,在初次反沖洗時,應在反沖洗周期前提進行反沖洗,從而錯開每格濾池反沖洗間隔時間,使整個濾池的反沖洗更加方便。