谭章荣，赵冀平，陈爱民，王恒
(镇江市自来水公司，江苏镇江212001) 摘 要：介绍了金西水厂二期工程在普通快滤池中加设旋转式表面冲洗设备的安装、调试运行的情况。实践证明，该措施提高了滤池的过滤效率，减少了冲洗次数和冲洗水量，增强了滤池的截污能力，延长了过滤周期。
关键词：普通快滤池；表面冲洗；反冲洗
中图分类号：TU991.24
文献标识码：C
文章编号：1000-4602(2001)04-0053-02 金西水厂一期工程采用普通快滤池，冲洗强度为15 L/(m2·s)，过滤周期为30 h，反冲洗历时6 min，1995年6月投产。运行几年后，发现滤池上层细砂由于截留杂质多而结球，而下层粗砂却相对较干净，没有充分发挥其过滤作用，使得整个滤池的截污能力大大降低。同时，在滤池四角和周边发现大量大泥球，并有少许沉入到滤砂深处，常规水力反冲洗无法将泥球冲散，曾采用增大冲洗强度的方法，但冲洗耗水量大增，而效果并不明显。在这种情况下，镇江市自来水公司经反复、调研之后，决定在水厂二期工程建设中增加表面冲洗设备，以提高冲洗质量、延长过滤周期、节约冲洗用水量。 1 表面冲洗设备的设计安装 水厂二期工程处理水量为15×104m3/d。普通快滤池共设两组、12格，单格有效平面尺寸为10.5m×7.0m，每格滤池设计安装6台旋转式表冲设备(见图1)。 
旋转式表冲设备由布水管、喷嘴和旋转轴承等组成。布水管设于滤池上方，以43.1～49.0kPa的压力水通过喷嘴出流。布水管借助冲射水的反作用力而旋转，喷水强烈冲刷砂层表面，使滤料表面的泥球迅速分裂解体、泥砂分离，从而把砂层冲洗干净。喷嘴和砂层表面夹角为0～25°。旋转轴承内采用低摩阻系数的聚四氟乙烯作轴瓦。表冲设备型号为BM3300，转臂直径为3.3m，转速为4～12r/min，喷嘴直径为5mm，喷嘴间距为170mm，管内压力为0.45～0.50 MPa。与旋转式表冲设备配套的压力水管道和泵布置在滤池管廊内，表冲水取自滤池清水渠。泵设两台，一备一用，型号为IS/CIS200—150—400，流量为240～460m3/h，扬程为441～539kPa，电机功率为90 kW。
安装时先将表冲设备的支架固定在洗砂排水槽的壁板上，调整其水平偏差＜2.5mm后再与固定支架座焊牢。布水管安装后，调整不锈钢索将其调校至水平状，以保证其能水平旋转。整机安装完毕后，检查喷嘴离砂层表面的间距应在15～25mm之间，然后进行空负荷运转，通过调整表冲设备压盖的松紧，使其空负荷转速控制在15～24r/min。 2 表面冲洗设备的调试及运行 金西水厂二期工程滤池的设计反冲洗强度为15 L/(m2·s)，冲洗时间为6 min，过滤周期为24h。由于源水水质较好，根据一期工程滤池的运行经验，实际投产时过滤周期延长至30 h，反冲洗时间设定为5.5min。
2.1 调试方案
根据运行经验和调查研究结果，拟订了表面冲洗同反冲洗协调运行的3种方案(见表1)，每种方案的反冲洗强度均为15L/(m2·s)，表冲强度为0.6 L/(m2·s)，过滤周期为30h。 表1 表面冲洗和反冲洗的协调运行方案| 方案 | 运行过程 | 表冲与反冲时间 | | 一 | 表冲30s后反冲洗开始，表冲反冲同时结束。 | 表冲：6 min
反冲：5.5 min | | 二 | 先表冲：3min，再反冲洗：5.5min。 | 表冲：3 min
反冲：5.5 min | | 三 | 表冲1min后反冲开始，表冲历时3min，反冲历时5.5min。 | 表冲：3 min
反冲：5.5 min | 方案比较：
方案一在运行几个周期后，出水水质良好，浊度为0.3～0.4NTU。但在冲洗过程中，由于表冲的高压水流冲击并搅拌滤砂表面，一方面破坏了泥层，增大了表层滤砂之间的碰撞和摩擦，加速了滤砂与所截留物的剥离，提高了冲洗质量；另一方面又使得处于悬浮状态的滤砂，部分随反冲洗水上升至水面，通过排水槽流失，跑砂较为严重。
方案二在运行中没有出现跑砂现象。但是，由于表冲同反冲单独运行，在进行表冲时，滤砂还没有膨胀，这样一来，就会形成表冲死区(图2阴影部分所示)。
同时，这些区域的反冲水上升流速低，时间久了，在池子四角和周边形成大的泥团，甚至结成泥膜。另外，反冲洗时滤砂膨胀不均匀，运行到一定时候甚至会使滤层表面因受力不均匀而产生裂缝，直接影响出水水质。
方案三在运行中砂的流失量大大减少，且克服了方案二的由于反冲洗不均匀产生的死区现象，故选择方案三作为运行方案。
2.2 运行结果
表面冲洗设备投入使用以后，初始阶段冲洗废水很浑，浊度很高，经1～3min后，浊度迅速下降，逐渐变清，测得冲洗废水浊度为4.0～5.0NTU，滤料的含泥量也大大降低。如保持过滤周期(30h)不变，反冲洗时间改为4.5min，表冲时间(3 min)不变，测得滤后水浊度为0.5～0.6NTU，冲洗废水浊度为10.0NTU左右。运行一段时间后，为节约反冲水量，将过滤周期延长至40h，此时测得滤后水浊度为0.8～1.0NTU，冲洗废水浊度为14.0～16.0NTU。增设表面冲洗设备前后的滤池运行参数比较见表2。 表2 增设表冲设备前后的运行参数比较(单格滤池)| 参数 | 加表冲前 | 加表冲后 | | 冲洗强度［L/(m2·s)］ | 15 | 15 | | 冲洗时间(min) | 5.5 | 4.5 | | 冲洗水量(m3) | 370 | 315 | | 冲洗周期(h) | 30 | 40 | | 滤后水浊度(NTU) | 0.64 | 0.81 | | 冲洗废水浊度(NTU) | 13.59 | 14.70 | 3 结论 表面冲洗设备的应用，虽然增加了设备费用和电耗，但可节约滤池冲洗用水约46×104 m3/a，降低了生产成本。另外，表面冲洗设备还可根据滤池的实际运行情况间歇运转，具有机动灵活性。
辅助冲洗同反冲洗的优化组合强化了冲洗效果，从而提高了过滤效率，延长了过滤周期，减少了冲洗次数和冲洗水量，增强了滤池的截污能力。
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收稿日期：2001-02-12 | 
