对水厂标准设计滤池配水系统的改进
1 传统滤池存在的缺陷
虹吸滤池具有基建投资少、出水水质稳定、可实现水力全自动运行、维修管理方便等优点,在20世纪80年代中后期建成的中、小型水厂中得到大量应用。进入90年代,广东乡镇经济迅速发展,大多数农村水厂都采用虹吸滤池或无阀滤池来解决水处理问题。其中有的水厂还在原国标图号的基础上进行了一些改进,如虹吸滤池将排水虹吸管从池中间改在池体的两侧,降低了结构的复杂性,而且使排水更加畅通,容易观察和操作管理。虹吸滤池原设计采用孔板(或陶瓷滤砖)配水,孔板上铺设砾石层,然后再铺设石英砂滤料。经过多年运行,这种滤池也暴露出一些弱点,如滤层在反冲洗水强度的均衡分配方面较差,经过多层级配承托层后滤池各部分冲洗强度不一致,局部反冲强度过大,出现跑砂、漏砂现象,一旦滤网穿孔,滤砂便不断流失。
漏砂还会导致滤池的浊度去除率降低,配水空间的进、出水渠道被滤料堵塞,反冲洗强度减弱,滤料冲洗不干净,因而可能出现滤料表层板结、冲不动的现象,进而使产水量降低,反冲洗周期缩短,滤后水带矾花,严重影响出水水质。有的滤池进、出水虹吸管也存在一定问题。新的《生活饮用水卫生标准》(GB5749--2006)颁布后,各水司都试图通过对现有供水工艺的技术改造而改善水质,保持甚至提高产水量。无论是旧池改造还是建造新池,虹吸滤池的水处理效果要达到浊度<1NTU,都必须改变原来的滤料和配水系统。根据经济条件和水质情况,虹吸滤池的改造一般可以采用以下三种办法:
第一,采用气水反冲洗技术改变滤池的反冲洗方式,该方法投资较高,很多水厂业主恐怕难以接受。
第二,采用自动控制技术,强化滤池的进、出水和反冲洗的定量和均衡控制,以提高运行效果。
第三,翻新滤料和承托层,革新滤板,采用短柄滤头和钢筋混凝土滤板代替原来的滤板或滤砖。这种方法投资少,运行的前两年效果会令人满意,但维修的频次仍然较高。水处理构筑物流程利用水力自动控制应是水处理的理想境界。有的水厂就在水库边、半山腰,根本不需要动力就可使原水流经滤池而到达水塔和用户,一个完全靠重力流的制水供水工程再去加一套动力反冲洗,其必要性需慎重考虑。其实,虹吸滤池一般单池面积不大,砂层也仅有700~800mln厚,承托层厚为300mm左右,若配水系统运行良好,滤砂完全可以被冲洗干净。水处理的效果不好、反冲洗周期缩短的主要问题在于配水系统,即滤板及其承托方法。
基于《水处理用双层陶瓷滤砖》中的定型产品陶瓷滤砖在广东地区基本被淘汰,采用国标图制作的豆石滤板也有诸多缺点,如:①孔眼过大,尼龙网易老化穿孔,只要有一处穿孔,滤砂便会开始流失;②过滤孔眼上大下小,反冲洗配水不均匀;③过滤孔眼容易被堵塞。因此,需对滤板加以改进。2改进型滤板的提出及应用总结以往的经验教训,笔者在最近两个水厂的虹吸滤池改造中采用了改进型的钢筋混凝土多孔滤板,取得了满意的效果,出水浊度<1NTU,产水量均有不同程度的提高。
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