虹吸濾池改為氣水反沖洗濾池的工程實(shí)踐

1、虹吸濾池改為氣水反沖洗濾池的工程實(shí)踐1工程概況勝利油田供水公司辛安水廠設(shè)計(jì)供水能力為15×104m³/d,近幾年實(shí)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)濾速為7 m/h,反沖洗強(qiáng)度為15 L/(m²s;濾床底部采用小阻力穿孔板加設(shè)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(jí)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(yīng)原水水質(zhì)惡化、供水量變化系數(shù)大、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)越來越高等狀況。辛安水廠首先對(duì)一座虹吸濾池進(jìn)行了技術(shù)改造。改造盡量利用原有主體構(gòu)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(jìn)行開孔連通,隔墻兩旁設(shè)置雙層渠道,下層為濾后出水、反沖洗進(jìn)氣進(jìn)水總渠,上層為反沖洗排水渠,單池過濾面積為46. 4 m²。對(duì)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(jìn)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(fēng)機(jī)房一座,安裝反沖洗水泵和鼓風(fēng)機(jī)等設(shè)備。控制閥門采用氣動(dòng)閥門,安裝PLC等自控設(shè)備,實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制。2技術(shù)改造要點(diǎn)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(dá)到水平,并保證預(yù)埋錨固濾板用的不銹鋼件定位準(zhǔn)確,濾梁內(nèi)配筋與池底筋接牢,池中間的每條濾梁頂面預(yù)留均勻分布的配氣平衡孔(140 mm×5 mm4個(gè),確保反沖洗配氣均勻,濾梁下部開孔(800 mm×

4、;800 mm2個(gè),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(shí)、襯平。每塊濾板上安裝49個(gè)濾頭,每格濾池安裝2 352個(gè),單個(gè)濾帽縫隙總面積為2. 8cm²,濾板開孔率為1. 46%。其上鋪設(shè)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(jìn)水方式取消原虹吸濾池的進(jìn)水虹吸管,改用管道閥門控制進(jìn)水。在濾池兩側(cè)設(shè)置兩條進(jìn)水V型槽,對(duì)應(yīng)V型槽在原有進(jìn)水廊道及新

5、加高池壁開孔安裝DN250鋼管進(jìn)水,進(jìn)水管接入V型槽內(nèi),采用氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥控制進(jìn)水量和掃洗水量。進(jìn)水管在進(jìn)水廊道上的取水管口標(biāo)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(jìn)水量平衡。進(jìn)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(biāo)高的確定按濾池氣水沖洗設(shè)計(jì)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(shí)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(jìn)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(biāo)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(qiáng)沖洗水的橫向流動(dòng),及時(shí)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(biāo)高一致,中間隔墻開設(shè)800mm×800 mm孔連通,在渠底部兩邊分別設(shè)通向?yàn)V池清水區(qū)的匯水支孔(兼作反沖洗配水孔,采用DN100管預(yù)埋,每邊均勻分布30個(gè)。對(duì)應(yīng)匯水渠底部安裝DN450出水管(反沖洗時(shí)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(shè)通向?yàn)V池清水區(qū)的配氣支孔,采用DN25管預(yù)埋,每邊均勻分布48個(gè),對(duì)應(yīng)渠頂部安裝DN250配氣管,通過閥門控制進(jìn)氣。反沖洗過程:首先單獨(dú)氣洗,然后氣、水混合沖洗,最后單獨(dú)水洗。各反沖洗方式的歷時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)而定,初步設(shè)定各為4 min。為了加強(qiáng)沖洗效果,緩沖對(duì)其他濾池的負(fù)荷變化沖擊,可在整個(gè)反沖洗過程中一直維持用部分濾前水進(jìn)行表面掃洗。各反沖洗方式的強(qiáng)度如下: a.單獨(dú)氣洗為15 L/(m²s; b.氣、水混合沖洗時(shí)氣為15 L/(m²s,水為46 L

8、/(m²s;c.單獨(dú)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(shè)800 mm×800 mm孔連通,對(duì)應(yīng)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(biāo)高在不影響配水均勻的情況下適當(dāng)降低,減少濾料層上的水深,可適當(dāng)縮短漂清時(shí)間,減少?zèng)_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(fēng)機(jī)房1座安裝KRTK200-280電潛泵3臺(tái)(2用1備,SSR-150型羅茨鼓風(fēng)機(jī)3臺(tái)(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(jī)2臺(tái)(1用1備,給氣動(dòng)閥門提供壓縮空氣。采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、PLC、儀表及控制按鈕等組成一套控制系統(tǒng),對(duì)濾池進(jìn)水、水位、過濾運(yùn)行和氣水反沖洗的全過程進(jìn)行自動(dòng)控制進(jìn)水閥和清水調(diào)節(jié)閥采用氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥,排水閥、氣沖閥和水沖閥采用氣動(dòng)開關(guān)蝶閥,放氣閥采用氣動(dòng)擠壓蝶閥。電潛泵和鼓風(fēng)機(jī)采用AB軟啟動(dòng)裝置。水位、水阻采用壓阻式在線檢測(cè)。控制界面及軟件使用工控組態(tài)王開發(fā)。濾池反沖洗采用水阻、水位、工作周期三個(gè)條件進(jìn)行判斷,實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)、中控室點(diǎn)動(dòng)、現(xiàn)場(chǎng)一步化、現(xiàn)場(chǎng)全手動(dòng)共四級(jí)操作。改造后的濾池構(gòu)造見圖1。3運(yùn)行情況辛安水廠源水取自黃河最下游,污染較為嚴(yán)重。本次改造工程于2002年5月30日投入試運(yùn)行,改造后與改造前對(duì)比表明:改造后的V型濾池達(dá)到無人操作,運(yùn)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(jié)語辛安水廠的濾池改造達(dá)到了預(yù)期的出水水質(zhì)目標(biāo),經(jīng)與