譚章榮，趙冀平，陳愛民，王恒
(鎮江市自來水公司，江蘇鎮江212001) 摘 要：介紹了金西水廠二期工程在普通快濾池中加設旋轉式表面沖洗設備的安裝、調試運行的情況。實踐證明，該措施提高了濾池的過濾效率，減少了沖洗次數和沖洗水量，增強了濾池的截污能力，延長了過濾周期。
關鍵詞：普通快濾池；表面沖洗；反沖洗
中圖分類號：TU991.24
文獻標識碼：C
文章編號：1000-4602(2001)04-0053-02 金西水廠一期工程采用普通快濾池，沖洗強度為15 L/(m2·s)，過濾周期為30 h，反沖洗歷時6 min，1995年6月投產。運行幾年后，發現濾池上層細砂由于截留雜質多而結球，而下層粗砂卻相對較干凈，沒有充分發揮其過濾作用，使得整個濾池的截污能力大大降低。同時，在濾池四角和周邊發現大量大泥球，并有少許沉入到濾砂深處，常規水力反沖洗無法將泥球沖散，曾采用增大沖洗強度的方法，但沖洗耗水量大增，而效果并不明顯。在這種情況下，鎮江市自來水公司經反復、調研之后，決定在水廠二期工程建設中增加表面沖洗設備，以提高沖洗質量、延長過濾周期、節約沖洗用水量。 1 表面沖洗設備的設計安裝 水廠二期工程處理水量為15×104m3/d。普通快濾池共設兩組、12格，單格有效平面尺寸為10.5m×7.0m，每格濾池設計安裝6臺旋轉式表沖設備(見圖1)。 
旋轉式表沖設備由布水管、噴嘴和旋轉軸承等組成。布水管設于濾池上方，以43.1～49.0kPa的壓力水通過噴嘴出流。布水管借助沖射水的反作用力而旋轉，噴水強烈沖刷砂層表面，使濾料表面的泥球迅速分裂解體、泥砂分離，從而把砂層沖洗干凈。噴嘴和砂層表面夾角為0～25°。旋轉軸承內采用低摩阻系數的聚四氟乙烯作軸瓦。表沖設備型號為BM3300，轉臂直徑為3.3m，轉速為4～12r/min，噴嘴直徑為5mm，噴嘴間距為170mm，管內壓力為0.45～0.50 MPa。與旋轉式表沖設備配套的壓力水管道和泵布置在濾池管廊內，表沖水取自濾池清水渠。泵設兩臺，一備一用，型號為IS/CIS200—150—400，流量為240～460m3/h，揚程為441～539kPa，電機功率為90 kW。
安裝時先將表沖設備的支架固定在洗砂排水槽的壁板上，調整其水平偏差＜2.5mm后再與固定支架座焊牢。布水管安裝后，調整不銹鋼索將其調校至水平狀，以保證其能水平旋轉。整機安裝完畢后，檢查噴嘴離砂層表面的間距應在15～25mm之間，然后進行空負荷運轉，通過調整表沖設備壓蓋的松緊，使其空負荷轉速控制在15～24r/min。 2 表面沖洗設備的調試及運行 金西水廠二期工程濾池的設計反沖洗強度為15 L/(m2·s)，沖洗時間為6 min，過濾周期為24h。由于源水水質較好，根據一期工程濾池的運行經驗，實際投產時過濾周期延長至30 h，反沖洗時間設定為5.5min。
2.1 調試方案
根據運行經驗和調查研究結果，擬訂了表面沖洗同反沖洗協調運行的3種方案(見表1)，每種方案的反沖洗強度均為15L/(m2·s)，表沖強度為0.6 L/(m2·s)，過濾周期為30h。 表1 表面沖洗和反沖洗的協調運行方案| 方案 | 運行過程 | 表沖與反沖時間 | | 一 | 表沖30s后反沖洗開始，表沖反沖同時結束。 | 表沖：6 min
反沖：5.5 min | | 二 | 先表沖：3min，再反沖洗：5.5min。 | 表沖：3 min
反沖：5.5 min | | 三 | 表沖1min后反沖開始，表沖歷時3min，反沖歷時5.5min。 | 表沖：3 min
反沖：5.5 min | 方案比較：
方案一在運行幾個周期后，出水水質良好，濁度為0.3～0.4NTU。但在沖洗過程中，由于表沖的高壓水流沖擊并攪拌濾砂表面，一方面破壞了泥層，增大了表層濾砂之間的碰撞和摩擦，加速了濾砂與所截留物的剝離，提高了沖洗質量；另一方面又使得處于懸浮狀態的濾砂，部分隨反沖洗水上升至水面，通過排水槽流失，跑砂較為嚴重。
方案二在運行中沒有出現跑砂現象。但是，由于表沖同反沖單獨運行，在進行表沖時，濾砂還沒有膨脹，這樣一來，就會形成表沖死區(圖2陰影部分所示)。
同時，這些區域的反沖水上升流速低，時間久了，在池子四角和周邊形成大的泥團，甚至結成泥膜。另外，反沖洗時濾砂膨脹不均勻，運行到一定時候甚至會使濾層表面因受力不均勻而產生裂縫，直接影響出水水質。
方案三在運行中砂的流失量大大減少，且克服了方案二的由于反沖洗不均勻產生的死區現象，故選擇方案三作為運行方案。
2.2 運行結果
表面沖洗設備投入使用以后，初始階段沖洗廢水很渾，濁度很高，經1～3min后，濁度迅速下降，逐漸變清，測得沖洗廢水濁度為4.0～5.0NTU，濾料的含泥量也大大降低。如保持過濾周期(30h)不變，反沖洗時間改為4.5min，表沖時間(3 min)不變，測得濾后水濁度為0.5～0.6NTU，沖洗廢水濁度為10.0NTU左右。運行一段時間后，為節約反沖水量，將過濾周期延長至40h，此時測得濾后水濁度為0.8～1.0NTU，沖洗廢水濁度為14.0～16.0NTU。增設表面沖洗設備前后的濾池運行參數比較見表2。 表2 增設表沖設備前后的運行參數比較(單格濾池)| 參數 | 加表沖前 | 加表沖后 | | 沖洗強度［L/(m2·s)］ | 15 | 15 | | 沖洗時間(min) | 5.5 | 4.5 | | 沖洗水量(m3) | 370 | 315 | | 沖洗周期(h) | 30 | 40 | | 濾后水濁度(NTU) | 0.64 | 0.81 | | 沖洗廢水濁度(NTU) | 13.59 | 14.70 | 3 結論 表面沖洗設備的應用，雖然增加了設備費用和電耗，但可節約濾池沖洗用水約46×104 m3/a，降低了生產成本。另外，表面沖洗設備還可根據濾池的實際運行情況間歇運轉，具有機動靈活性。
輔助沖洗同反沖洗的優化組合強化了沖洗效果，從而提高了過濾效率，延長了過濾周期，減少了沖洗次數和沖洗水量，增強了濾池的截污能力。
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收稿日期：2001-02-12 | 
