纤维束状滤料在虹吸滤池改造中的应用

王世宗
(中国石化武汉石油化工厂 供水车间，湖北 武汉 430082)

　　摘要：过滤面积为4.5m× 4.5m的虹吸滤池，原设计处理水量为200t/h。采用纤维束状滤料代替单层石英砂滤料进行改造，并增加多孔板配水系统和空气反冲洗，使得单间滤池的处理水量达到400t/h，反洗水量由138.2t降为87.5t，反洗时间由11min降为7min。
　　关键词：纤维束状滤料；虹吸滤池；改造；效果
　　中图分类号：TU991.24　　　 文献标识码：B　　 　 文章编号：1009-2455(2004)03-0076-02

　　武汉石化供水车间原有一座设计处理量为2000t／h的虹吸滤池，滤料为石英砂，配水系统采用陶瓷滤砖，共10间，每间处理量为200t／h，单间过滤面积为4.5 m× 4.5 m，运行中存在反冲洗水头小、冲洗不彻底、滤料易板结、滤孔易被石英砂堵塞等问题。
　　2003年4月，车间对其中的1#虹吸滤池进行了改造，采用聚丙烯纤维束状滤料代替石英砂滤料，并对配水系统和反冲洗系统进行了相应的改造，增加了空气反冲助洗，经过几个月的使用，效果显著。

1 纤维束状滤料的性能

　　由于该虹吸滤池的滤后水一部分用于生活水，因此，聚丙烯纤维束状滤料(PP滤元)必须满足《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全评价标准》(GB／T 17219-1998)，经中国预防医学科学院的检测，本工程采用的聚丙烯纤维束状滤料完全符合上述标准。

2 改造的工艺技术要求

　　①单间滤池的过滤水量，由原设计的200t／h增加到400t／h。
　　②在现有滤前浊度为3～5 NTU的情况下，出水浊度≤1 NTU。
　　③过滤周期不小于24h。

3 改造的主要内容

　　此次改造包含以下几方面的内容，改造结构示意见图1。

　　①采用PP纤维束状滤料，代替石英砂滤料，每束纤维滤料的长度为1.5m。
　　②底层增加不锈钢固定多孔板，用于固定纤维束状滤料的下端，也用于配水，使进水更加均匀分布于整个滤池。同时，对原堵塞的陶瓷砖进行清理。
　　③固定多孔板之下设DN 300mm的布气干管和DN80mm的穿孔支管，用于气水冲洗时的布气。
　　④纤维束状滤料之上安装活动多孔板，其上安装吊环用于悬挂滤料。
　　⑤拆除原池内钢筋混凝土集水槽，重新制作二条钢集水槽，适当调整安装高度，增加反冲洗水头，并使出水均匀。
　　⑥增加一条与原来相同规格的进水虹吸管，断面尺寸为400mm × 300mm，以满足进水量的要求。
　　⑦由于增加空气反冲洗且耗风量较大，因此增加1台罗茨风机，型号为L 73 WD，配套功率为90kW，保证反冲洗时的用风要求。

4 工作原理

　　过滤时，沉淀池出水由进水虹吸管流入滤池，由于活动多孔板的自重和孔板上层水的重力作用，使活动多孔板下移至一定区域，纤维束状滤料得以压实，由于纤维束状滤料有很高的比表面积和表面自由能，因而大大增加了滤料与水中杂质颗粒的接触机会及其吸附能力。在此情况下，水质得以净化，滤后水经固定多孔板流入出水区，再由出水管流出。
　　反冲洗时，反冲洗水由反冲洗进水管，经陶瓷滤砖、固定多孔板进入滤池，同时，压缩空气经进气管、布气支管进入滤池，在进水的推力和压缩空气的共同作用下，活动多孔板上移，直至将纤维束状滤料拉直，在气水的作用下；滤料被冲洗干净。

5 使用效果

5.1 去浊
　　原1#虹吸滤池的设计过滤水量为200t／h，此次按过滤水量400t／h进行改造，实际运行中当过滤水量Q=400t/h时，在过滤周期内，出水浊度随时间的变化关系见图2。

　　由此可以看出：①纤维束状滤料具有很高的过滤效率，滤速达到20m/h。②在Q=400t／h，运行周期t≤24h时，滤池出水浊度<1 NTU，达到了改造工艺技术要求。
5.2 反冲洗耗时
　　 改造前后反冲洗出水浊度(NTU)随时间(min)的变化关系见表1。

表1 反冲洗出水浊度随时间的变化

反洗历时/min

浊度/NTU 改造前 改造后 1 236.1 389.6 2 98 105 3 40.9 29 4 10 9.2 5 9.4 7.1 6 8.5 5.6 7 7.8 3.7 8 7.1 3.2 9 6.2 　 10 5.0 　 11 3.9 　

　　从表1中可以看出，改造前仅用水反冲洗时，耗时约为11 min，改造后气水同时反冲洗时耗时仅用7 min，其中风助洗时间约为3 min，耗时为原来的64％。
5.3 制水率
　　通过对流入调节池反冲洗水量的计算，改造前用水量为138.2t，改造后，反冲洗用水量为87.5t，节约用水36.7％。制水率对照情况见表2。

表2 改造前后制水率对照

滤池 周期制水量/t 反洗水量/t 制水率% 原石英砂滤池 4800 138.2 97.2 纤维束状滤池 9600 87.5 99.1

6 结论

　　①以束状纤维为滤料的虹吸滤池具有过滤效率高、滤速快、截污量大、制水率高的特点。
　　②在虹吸滤池的改造中采用纤维束状滤料代替石英砂滤料，不仅可以提高过滤水量、保证出水水质，而且，可以节约反冲洗用水。

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作者简介：王世宗(1969-)，男，湖北广水人，工程师，学士，1992年毕业于江苏工业学院化工机械系，电话(027)86515662- 65501，[email protected]。