變孔隙濾池-焦點(diǎn)水網(wǎng)

1、變孔隙濾池在火電廠中水回用中的應(yīng)用李海文1 ，丁紹峰2（1.國(guó)電河南電力有限公司，鄭州市，450003；2.北京國(guó)電富通科技發(fā)展有限責(zé)任公司，北京市，100070）摘 要 變孔隙濾池具有阻力損失小、濾速較高、納污容量高、抗沖擊能力強(qiáng)、反洗周期長(zhǎng)的特點(diǎn)，在電廠中水回用中被廣泛應(yīng)用。文中對(duì)變孔隙濾池的原理、結(jié)構(gòu)、安裝、運(yùn)行和使用情況進(jìn)行了介紹。關(guān)鍵詞 變孔隙濾池；中水；濾料Application of variable void deep filtering in municipal wastewater reuse in power plantsLI Hai-wen1, DING Shao-fe

2、ng2(1. Guodian Henan Power Co.,Ltd.,Zhengzhou, 450003, China; 2.Beijing Guodian Futong Science And Technology Development Co.,Ltd., Beijing, 100070, China)Abstract The variable void deep filtering has the advantages of low resistance loss, large effluent water flow, high dirt holding capacity, stron

3、g shock resistance and long backwash cycle. It was widely used in municipal wastewater reuse in power plants accordingly. In this paper, principles, structures, installation, operation and usages of the variable void deep filtering are introduced.朗讀顯示對(duì)應(yīng)的拉丁字符的拼音 字典Keywords variable void deep fil

4、tering; recycled municipal wastewater; filtration medium0 引言目前，城市中水廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電廠的循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水。由于城市污水處理廠的二級(jí)處理僅僅是生化處理，主要是去除污水的有機(jī)物、氨氮和懸浮物，為進(jìn)一步去除污水中的堿度、硬度、重金屬等對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行不利的成分，石灰澄清過(guò)濾處理工藝被廣泛應(yīng)用于中水深度處理1-6。變孔隙濾池則是該工藝中非常重要的工藝單元，本文就變孔隙濾池的原理、結(jié)構(gòu)、安裝運(yùn)行和使用情況加以論述。1 變孔隙濾池的原理變孔隙濾池是一種以“同向凝聚”理論設(shè)計(jì)的正流深床濾池，它采用一種比通常使用的濾料粒徑更大的濾料和另一種細(xì)

5、粒濾料按一定比例混合而成濾床，變孔隙濾池采用的濾料粒徑及所占的比例相差較大。變孔隙濾池主要使用的是粗濾料，是整體過(guò)濾，所以濾層阻力小，濾速較高，不易堵塞，不會(huì)形成細(xì)濾料過(guò)濾時(shí)表面過(guò)濾的情況，且納污容量高，反洗周期長(zhǎng)，而加入有限量的細(xì)濾料，并均勻分散在整個(gè)濾層中，極大地降低了粗濾料的局部孔隙率，實(shí)現(xiàn)對(duì)水中細(xì)小懸浮顆?！巴蚰邸钡男Ч?，提高了對(duì)細(xì)小懸浮顆粒的去除率7-11。由于細(xì)濾料分布在粗濾料的孔隙中，細(xì)濾料并不增加濾層的高度，而僅減小濾料的孔隙度，提高過(guò)濾效果。變孔隙濾池的水空床流速在18m/h以上，工程實(shí)例中流速達(dá)到21m/h時(shí)，依然有非常好的過(guò)濾效果和較長(zhǎng)的過(guò)濾周期。變孔隙濾池被廣泛應(yīng)用

6、于混凝處理之后的過(guò)濾，充分發(fā)揮其同向凝聚的作用，尤其在國(guó)內(nèi)火力發(fā)電廠，水經(jīng)過(guò)石灰凝聚澄清后，大都采用變孔隙濾池進(jìn)行過(guò)濾，為該濾池積累了較多的設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。2 變孔隙濾池的結(jié)構(gòu)濾池主要由濾料和承托層、進(jìn)氣裝置、配水裝置、進(jìn)出水堰室和閥門等組成。結(jié)構(gòu)圖見圖1。圖1變孔隙濾池結(jié)構(gòu)示意圖2.1 濾料和承托層與普通砂濾池相比，變孔隙濾池對(duì)主濾料（粗濾料）和輔助濾料（細(xì)濾料）的粒徑及裝填比例有著非常嚴(yán)格的要求，若粒徑和比例不合適，就會(huì)影響過(guò)濾效果，或減小過(guò)濾周期。工程中，一般使用粒徑1.22.8mm的天然海砂作為主濾料，使用粒徑0.51.0mm的天然海砂作為輔助濾料，輔助濾料占濾床的比例一般非常小。濾池

7、砂層裝填高度一般不小于1500mm。通過(guò)實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)，變孔隙濾池的濾料孔隙率和比表面積和普通砂濾池接近，其關(guān)鍵在于少量細(xì)濾料的加入，降低了粗濾料的局部孔隙率，強(qiáng)化了同向凝聚效果和對(duì)細(xì)小懸浮顆粒的去除效果。石英砂濾料性質(zhì)參數(shù)見表1。表1石英砂濾料性質(zhì)參數(shù)表項(xiàng)目參數(shù)密度（g/cm3）2.52.7含泥量<1鹽酸可溶率<3.5破碎率與磨損率之和<2含硅物質(zhì)（以SiO2計(jì)）85灼燒減量0.7密度小于2g/cm3的輕物質(zhì)0.2承托層一般自下向上裝填粒徑逐級(jí)變小的卵石，總裝填高度一般不小于400mm，常見的卵石粒徑級(jí)配分布見表2。集水管設(shè)在承托層中，承托層和配水系統(tǒng)的設(shè)置對(duì)配水的均勻性均有較大

8、影響。表2 承托層卵石粒徑級(jí)配分布表序號(hào)卵石粒徑（mm）填裝高度140（±5%）115220（±5%）75314（±5%）7546（±5%）75526752.2 配水系統(tǒng)變孔隙濾池配水系統(tǒng)與普通砂濾池相同，采用支母管形式，支管上開孔，為保證配水的均勻性，支管間距一般150mm，配水孔間距一般100mm，支管布置的數(shù)量及管上的開孔數(shù)量，需進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)核算，根據(jù)設(shè)計(jì)及工程經(jīng)驗(yàn)，一般開孔面積占過(guò)濾面積的0.58%左右。支管的安裝須保證水平，以確保配水的均勻性。2.3 配氣系統(tǒng)布?xì)庋b置包含母管、支管和水帽，為保證配氣的均勻性，支管和水帽的安裝必須保證水平，安裝

9、后在填裝濾料前要進(jìn)行曝氣試驗(yàn)，以確保曝氣的均勻性，同時(shí)為了保證曝氣的均勻性，一般選用小型水帽，水帽的布置數(shù)量約60只/m2，水帽孔隙寬度0.5mm，縫隙面積約100mm2/只，水帽的材質(zhì)多選用ABS，也可選用不銹鋼材質(zhì)。變孔隙濾池反洗時(shí)先經(jīng)過(guò)大流量水沖洗，接著進(jìn)行氣水聯(lián)合洗。大流量沖洗時(shí)，不同級(jí)配的濾料會(huì)被水力部分篩分，所以氣水聯(lián)合洗，既有擦洗濾料以剝落粘附在上面的懸浮物的作用，又有使粗細(xì)濾料重新混合均勻的作用。為避免擾動(dòng)承托層，濾池布?xì)夤懿贾迷诔型袑又稀?.4 進(jìn)出水堰室 每臺(tái)變孔隙濾池的一端設(shè)置有進(jìn)出水堰室，過(guò)濾進(jìn)水與反洗排水均通過(guò)堰室，設(shè)置堰室的目的是均勻分配水量，同時(shí)某濾池反洗時(shí)，進(jìn)

10、水堰室的設(shè)置有效緩沖了運(yùn)行濾池的濾速變化。反洗排水堰室的設(shè)置使反洗水耗低于設(shè)置排水槽的濾池形式。2.5 濾池的閥門 每臺(tái)濾池設(shè)置自動(dòng)閥門5只，分別為進(jìn)水門、反洗排水門、反洗進(jìn)水門、反洗進(jìn)氣門、過(guò)濾出水門。為保障濾池恒壓過(guò)濾，過(guò)濾出水門采用自動(dòng)調(diào)節(jié)閥，隨著過(guò)濾時(shí)間的增長(zhǎng)，濾層阻力變大，該閥門慢慢加大開啟度，保持濾層上的運(yùn)行水位穩(wěn)定。3 濾池的安裝和運(yùn)行3.1 安裝配水、配氣裝置安裝結(jié)束后，裝填承托層。填放卵石時(shí)必須避免卵石和ABS管道直接碰撞，以免把管道砸傷、砸裂，卵石填放的高度不能超過(guò)氣管的高度。承托層裝填完畢，應(yīng)進(jìn)水進(jìn)行布?xì)庠囼?yàn)，以檢驗(yàn)布?xì)饩鶆蛐?。濾料裝填時(shí)，先裝填主濾料，并進(jìn)行充分反沖洗，

11、記錄主濾料濾層高度。然后裝填輔助濾料。通過(guò)氣水聯(lián)合沖洗的方式使兩種濾料混合均勻，停止沖洗后，濾層高度和主濾料高度相同，證明輔助濾料已經(jīng)均勻填入主濾料中。3.2 運(yùn)行變孔隙濾池為恒水位（恒壓）過(guò)濾，濾池出水調(diào)節(jié)閥門與濾池液位進(jìn)行連鎖以保證恒水位。每臺(tái)濾池運(yùn)行至設(shè)定周期或?yàn)V池水位達(dá)到預(yù)先設(shè)定的反洗水位時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行反洗操作，以防止濾池內(nèi)雜質(zhì)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而發(fā)生濾層板結(jié)現(xiàn)象。反洗程序如下：（1）排水：關(guān)閉濾池進(jìn)水門，開濾池出水門，等液位下降到設(shè)定值時(shí)，關(guān)濾池出水門。（2）大流量反洗：?jiǎn)?dòng)反洗水泵，開啟反洗排水門、反洗進(jìn)水門，反洗母管調(diào)節(jié)門到大流量，反洗25分鐘。反洗強(qiáng)度為15.8升/米2秒。（3）氣水合

12、洗：調(diào)節(jié)反洗母管調(diào)節(jié)門到小流量，開反洗進(jìn)氣門，啟動(dòng)反洗風(fēng)機(jī)，反洗約2分鐘。氣水合洗時(shí)空氣反洗強(qiáng)度52.4米3/米2小時(shí)，水反洗強(qiáng)度11.9升/米2秒。（4）小流量反洗：停風(fēng)機(jī)，關(guān)反洗進(jìn)氣門，小流量反洗25分鐘。反洗強(qiáng)度為11.9升/米2秒。（5）停止：關(guān)反洗進(jìn)水門、反洗母管調(diào)節(jié)門，停反洗泵。反洗結(jié)束備用，等下一濾池反沖洗時(shí)啟動(dòng)運(yùn)行。反洗時(shí)各自動(dòng)閥門狀態(tài)見表3。表3 過(guò)濾器反洗自動(dòng)閥門狀態(tài)表步序名稱閥門狀態(tài)進(jìn)水閥出水閥反洗排水閥反洗進(jìn)水閥空氣擦洗閥排水關(guān)開關(guān)關(guān)關(guān)大流量反洗關(guān)關(guān)開開關(guān)氣水合洗關(guān)關(guān)開開開小流量反洗關(guān)關(guān)開開關(guān)停止關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)4 變孔隙濾池的使用情況通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，變孔隙濾池在國(guó)內(nèi)中水回用，

13、尤其是石灰澄清過(guò)濾工藝中應(yīng)用非常廣泛，多于其它過(guò)濾形式，并且運(yùn)行均非常穩(wěn)定，即使進(jìn)水水質(zhì)有所波動(dòng)，出水濁度基本都能保持在2NTU以下12-13，變孔隙濾池在部分火力發(fā)電廠中水處理工程的應(yīng)用實(shí)例見表4。表4 變孔隙濾池應(yīng)用實(shí)例項(xiàng)目名稱采用工藝出力（t/d）河南新鄉(xiāng)2×300MW機(jī)組中水回用工程生物流化床石灰澄清變孔隙濾池-循環(huán)冷卻水67000華電安徽宿州2×600MW機(jī)組中水回用工程石灰澄清變孔隙濾池-循環(huán)冷卻水84000國(guó)電濮陽(yáng)熱電廠2×200MW機(jī)組中水回用工程石灰澄清變孔隙濾池-循環(huán)冷卻水30000國(guó)華內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾電廠2×300MW機(jī)組中水回用工程石

14、灰澄清變孔隙濾池-循環(huán)冷卻水10000山西漳山發(fā)電有限公司2×600MW機(jī)組中水回用工程石灰澄清變孔隙濾池-循環(huán)冷卻水25000華能曲阜電廠2×300MW機(jī)組中水回用工程石灰澄清變孔隙濾池-循環(huán)冷卻水30000華能嘉祥電廠2×300MW機(jī)組中水回用工程石灰澄清變孔隙濾池-部分超濾、反滲透循環(huán)冷卻水30000大唐安陽(yáng)電廠2×300MW機(jī)組中水回用工程生物濾池石灰澄清變孔隙濾池-循環(huán)冷卻水36000國(guó)華三河電廠一期2×300MW機(jī)組中水回用工程石灰澄清變孔隙濾池-循環(huán)冷卻水48000華電滕州新源熱電廠2×300MW機(jī)組中水回用工程石灰澄清

15、變孔隙濾池-循環(huán)冷卻水36000大唐國(guó)際張家口發(fā)電廠8×300MW機(jī)組中水回用工程石灰澄清變孔隙濾池-循環(huán)冷卻水43000華能黃臺(tái)電廠2×350MW機(jī)組中水回用工程石灰澄清變孔隙濾池-循環(huán)冷卻水40000魯能哈密電廠2×300MW機(jī)組中水回用工程生物濾池石灰澄清變孔隙濾池-循環(huán)冷卻水24000在石灰處理工藝中，變孔隙濾池不僅能發(fā)揮濾速高、出水水質(zhì)好的優(yōu)點(diǎn)，而且介質(zhì)抗污染性能好，反洗徹底，且反洗水耗小，濾料不易板結(jié)。與常規(guī)石英砂過(guò)濾器和纖維過(guò)濾器相比，運(yùn)行更為穩(wěn)定，檢修更為方便。5 參考文獻(xiàn)1 張行赫. 石灰深度處理在電廠中水回用中的應(yīng)用J. 中國(guó)電力，2007，4

16、0（2）：4042.2 吳志勇. 用石灰混凝處理法將中水作為電廠循環(huán)水的試驗(yàn)研究J. 電力建設(shè)，2007，28（5）：6568.3 龐從章，龐會(huì)從，聶通林. 中水回用作電廠循環(huán)水補(bǔ)充水的設(shè)計(jì)J. 河北化工，2008，31（5）：2122.4 張英然. 中水的深度處理及其在電廠循環(huán)冷卻水中的應(yīng)用J. 河北電力技術(shù)，2009，28（3）：5254.5 高軒，吳智泉. 中水回用于火電廠循環(huán)冷卻水的現(xiàn)狀和經(jīng)濟(jì)性研究J. 能源技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2010，22（9）：1421.6 趙曉丹. 中水回用于火電廠循環(huán)冷卻水的技術(shù)J. 上海電力學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，26（2）：141144.7 王小青. 變孔隙深層過(guò)濾技術(shù)的應(yīng)用J. 科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2002，12（1）：151152.8 陳士明，謝群. 低濁度廢水的微絮凝變孔隙深層過(guò)濾J. 水處理技術(shù)，2005，31（8）：5658.9 劉劍，畢學(xué)軍. 微絮凝變孔隙