CN102179079A

CN102179079A - 反冲洗后增加微膨胀冲洗的快滤池初滤水浊度控制方法

Info

Publication number: CN102179079A
Application number: CN2011100834705A
Authority: CN
Inventors: 张晓健; 冯硕; 陈超
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2011-04-02
Filing date: 2011-04-02
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2031-04-02
Also published as: CN102179079B

Abstract

反冲洗后增加微膨胀冲洗的快滤池初滤水浊度控制方法，属于饮用水处理中的过滤技术领域，其特征在于：滤池在经过反冲洗之后，不立即完全切断冲洗水，而是增加1min-7min的微膨胀冲洗。增加微膨胀冲洗的滤层膨胀率在3％-5％，冲洗持续时间需根据快滤池运行时的进水浊度和滤速而定。滤池进水浊度在1NTU-3NTU且滤速在6m/h-10m/h时，微膨胀冲洗持续1min-3min；滤池进水浊度大于3NTU且滤速大于10m/h时，微膨胀冲洗持续时间需大于3min且小于7min。其原理是通过微膨胀冲洗改善冲洗后的滤料层的孔隙结构，并进一步清除残留的颗粒物，从而降低初滤水浊度。

Description

反冲洗后增加微膨胀冲洗的快滤池初滤水浊度控制方法

技术领域

本发明是反冲洗后增加微膨胀冲洗的快滤池初滤水浊度控制方法，属于饮用水处理中的过滤技术领域。

背景技术

目前饮用水处理中，存在快滤池反冲洗后初滤水浊度略高于正常过滤时出水浊度的问题。我国《室外给水排水设计规范》(GB50013-2006)明确提出“除滤池构造和运行时无法设置初滤水排放设施的滤池外，滤池宜设有初滤水排放设施”。美国环保署对于滤池初滤水的浊度要求是，滤池出水浊度最大值是0.3NTU，并且在恢复运行后的15min内出水浊度降到0.1NTU以下，NTU是散射浑浊度。为保证出厂水水质，美国等发达国家采用初滤水排放的方法。但是初滤水排放会造成水的浪费，如果初滤水排放时间为20min～30min，排放的水量占水厂水量的2％左右，影响了水厂的产水量，因此目前我国饮用水处理行业一般不进行初滤水排放，初滤水在清水池中与其他滤池的水混合后使用，虽然总体上可以满足对出厂水的浊度要求，但仍会造成出厂水水质的下降。

在国内外的研究中，一般通过化学方法或物理方法控制快滤池初滤水浊度，而不是简单排放初滤水。

化学方法控制初滤水浊度的措施主要包括在后期的反冲洗水中或者初滤期滤池进水中投加混凝剂，这两种方法都可以有效改善初滤水浊度。由于滤池实际运行的环境不断改变，因此投药量也需要随之改变，较难把握，并且从经济上和饮用水化学安全性角度考虑，不符合尽量减少化学药剂投加量的饮用水处理发展趋势。

物理方法控制初滤水浊度的措施主要包括慢速启动和延迟启动。慢速启动是指在初滤期从低滤速逐渐恢复到正常滤速的启动方法。延迟启动是滤池完成反冲洗后暂停一段时间再启动的方法。两种方法可以在一定程度上改善初滤水浊度，但是对滤池的产水率会有较大的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供反冲洗后增加微膨胀冲洗的快滤池初滤水浊度控制方法，改善初滤水的浊度，提高水厂整体的出厂水浊度指标。

反冲洗后增加微膨胀冲洗的快滤池初滤水浊度控制方法，其特征之一在于，在快滤池水反冲洗后增加一个短时间的微膨胀冲洗操作，采用水反冲洗的快滤池反冲洗依次含有以下步骤：(1)在快滤池开始反冲洗时关闭进水阀门和出水阀门，全开冲洗进水阀门和冲洗排水阀门进行水冲洗，冲洗强度为10L/s·m²-17L/s·m²，滤层膨胀率为30％-50％，冲洗时间为6min-10min；(2)在水冲洗操作后，增加滤层微膨胀冲洗，即减小冲洗进水阀门开启度，使冲洗水的流量降至滤层膨胀率为3％-5％，持续时间需根据快滤池运行时的进水浊度和滤速而定：若快滤池进水浊度在1NTU-3NTU，且滤速在6m/h-10m/h，微膨胀冲洗持续1min-3min；若快滤池进水浊度大于3NTU且滤速大于10m/h时，微膨胀冲洗持续时间大于3min并小于7min；(3)完全关闭所述冲洗进水阀门，切断冲洗水，结束快滤池反冲洗。

反冲洗后增加微膨胀冲洗的快滤池初滤水浊度控制方法，其特征之二在于，在快滤池气水反冲洗后增加一个短时间的微膨胀冲洗操作，采用气水反冲洗的快滤池反冲洗依次含有以下步骤：(1)在快滤池开始反冲洗时关闭进水阀门和出水阀门，全开冲洗进气阀门进行气冲洗，气冲洗强度为10L/s·m²-20L/s·m²，冲洗时间为2min-4min；(2)全开冲洗进水阀门和冲洗排水阀门进行水冲洗，冲洗强度为6L/s ·m²-15L/s·m²，滤层膨胀率为20％-40％，冲洗时间为6min-10min；(3)在气水冲洗操作后，增加滤层微膨胀冲洗，即减小冲洗进水阀门开启度，使冲洗水的流量降至滤层膨胀率为3％-5％，持续时间需根据快滤池运行时的进水浊度和滤速而定：若快滤池进水浊度在1NTU-3NTU，且滤速在6m/h-10m/h，微膨胀冲洗持续1min-3min；若快滤池进水浊度大于3NTU且滤速大于10m/h时，微膨胀冲洗持续时间大于3min并小于7min；(4)完全关闭所述冲洗进水阀门，切断冲洗水，结束快滤池反冲洗。

该发明适用于采用水反冲洗和气水反冲洗的快滤池。采用该方法冲洗的快滤池，其初滤水浊度明显下降，可以达到美国环保署对于初滤水浊度的要求，出厂水水质更加稳定。

微膨胀冲洗改善快滤池初滤水浊度的作用机理主要是：(1)增加的微膨胀冲洗有利于反冲洗后滤料颗粒之间孔隙结构的调整，微膨胀冲洗后的滤料层比常规反冲洗后的滤料层更为密实；(2)增加的微膨胀冲洗可以进一步减少滤料层中残留的颗粒物。

本发明是反冲洗后增加微膨胀冲洗的快滤池初滤水浊度控制方法，具有以下优点：

(1)明显降低滤池初滤水的浊度，有效提高水厂整体的出厂水浊度指标；

(2)操作简单，只需要在常规的反冲洗后增加一段时间的微膨胀冲洗，此操作可以通过调整冲洗进水阀门的开启度来完成，易于在水厂采用；

(3)所增加的冲洗用水量较少，对滤池的冲洗耗水率影响有限；

(4)对于没有初滤水排放阀的快滤池，此措施与增加初滤水排放阀相比，不需进行设备改造，简单易行且节省水量。

附图说明

图1水反冲洗快滤池剖面图：1-阀门，其中1-1-进水阀门；1-2-冲洗进水阀门；1-3-出水阀门；1-4-冲洗排水阀门；1-5-初滤水排放阀门；2-浑水进水管；3-初滤水排放管；4-清水干管；5-冲洗水干管；6-滤层；7-承托层；8-配水系统；9-冲洗排水槽；10-集水槽；11-废水渠；12-快滤池；13-管廊；14-配水管。

图2气水反冲洗快滤池剖面图：1-阀门，1-6-冲洗进气阀门；8-配水配气系统；15-气冲洗配气管；16-空气干管；其它图例同图1。

图3配水试验水反冲洗后增加微膨胀冲洗的初滤水浊度曲线图：

无微膨胀冲洗；

1min微膨胀冲洗；3min微膨胀冲洗；

5min微膨胀冲洗；

7min微膨胀冲洗。

图4现场试验水反冲洗后增加微膨胀冲洗的初滤水浊度曲线图：

无微膨胀冲洗；1min微膨胀冲洗；

3min微膨胀冲洗。

图5配水试验气水反冲洗后增加微膨胀冲洗的初滤水浊度曲线图：

无微膨胀冲洗；

1min微膨胀冲洗；3min微膨胀冲洗。

图6现场试验气水反冲洗后增加微膨胀冲洗的初滤水浊度曲线图：

无微膨胀冲洗；

1min微膨胀冲洗。

具体实施方式

本发明是反冲洗后增加微膨胀冲洗的快滤池初滤水浊度控制方法，其实施过程中的特征在于：减小冲洗进水阀门开启度，使冲洗水的流量降至滤层膨胀率为3％-5％，冲洗持续时间需根据快滤池运行时的进水浊度和滤速而定：若快滤池进水浊度在1NTU-3NTU且滤速在6m/h-10m/h，微膨胀冲洗持续1min-3min；若快滤池进水浊度大于3NTU且滤速大于10m/h时，微膨胀冲洗持续时间大于3min并小于7min。

1.水反冲洗后增加微膨胀冲洗的实施方式。参见附图1。

关闭进水阀门1-1和出水阀门1-3，打开冲洗进水阀门1-2和冲洗排水阀门1-4进行高速水冲洗。该过程结束后，并非马上完全关闭阀门1-2，而是减小其开启度，使滤层膨胀率降至3％-5％，冲洗1min-7min后，完全关闭阀门1-2，切断冲洗水。关闭冲洗排水阀门1-4，打开出水阀门1-3和进水阀门1-1即可开始下一周期的运行。减小阀门1-2开启度的措施可以手动控制，也可以通过可编程控制器(PLC)实现自动化控制。

2气水反冲洗后增加微膨胀冲洗的实施方式。参见附图2。

关闭进水阀门1-1，待滤池水位降至滤料表面上100mm后关闭出水阀门1-3，打开气冲洗阀门1-6一段时间后关闭，再打开冲洗进水阀门1-2和冲洗排水阀门1-4进行高速水冲洗。该过程结束后，并非马上完全关闭阀门1-2，而是减小其开启度，使滤层膨胀率降至3％-5％，冲洗1min-7min后，完全关闭阀门1-2，切断冲洗水。关闭冲洗排水阀门1-4，打开出水阀门1-3和进水阀门1-1即可开始下一周期的运行。减小阀门1-2开启度的措施可以手动控制，也可以通过可编程控制器(PLC)实现自动化控制。

本发明的运行效果可通过中试试验数据显示。实验室配水的中试试验，进水浊度大于3NTU，滤速15m/h。某水厂现场中试试验，进水浊度1NTU-3NTU，滤速8m/h。

1.水反冲洗

采用水反冲洗方式，冲洗时间为7min，滤床膨胀率30％。为控制初滤水浊度，在此基础上增加1min、3min、5min、7min的微膨胀冲洗，膨胀率为3％。微膨胀冲洗的时间越长，对初滤水浊度的控制越有效。微膨胀冲洗3min即可使滤池初滤水浊度达到美国环保署对于初滤水浊度的要求。微膨胀冲洗持续5min-7min，初滤水的浊度波动基本可以忽略。初滤水浊度见附图3。

现场试验验证了该发明的有效性。由于进水浊度较低且滤速较慢，因此增加1min滤层膨胀率为3％的微膨胀冲洗即可使初滤水浊度明显下降，延长至3min即可忽略其初滤水浊度的波动。初滤水浊度见附图4。

2.气水反冲洗

采用气水反冲洗方式，先进行2min强度为10L/s·m²的气冲洗，而后是7min滤层膨胀率为30％的水冲洗。气水反冲洗对滤池的清洗效果好于水反冲洗，其初滤水的浊度好于后者。增加微膨胀冲洗，膨胀率为3％，持续3min可明显改善滤池的初滤水浊度。初滤水浊度见附图5。

现场试验验证了该发明的有效性。由于进水浊度较低且滤速较慢，气水反冲洗之后初滤水浊度就已达到美国环保署对于初滤水浊度的要求，增加1min滤层膨胀率为3％的微膨胀冲洗即可明显改善初滤水浊度。初滤水浊度见附图6。

综上，滤池经过反冲洗之后，不立即完全切断冲洗水，而是增加1min-7min的微膨胀冲洗，可以使滤池初滤水浊度明显下降，有效提高水厂整体的出厂水浊度指标。本发明操作简单，只需要在反冲洗后增加一段时间的微膨胀冲洗，此操作可以通过调整冲洗进水阀门的开启度来完成，易于在水厂采用。所增加的冲洗用水量较少，对滤池的冲洗耗水率影响有限。对于没有初滤水排放阀的快滤池，此措施与增加初滤水排放阀相比，不需进行设备改造，简单易行且节省水量。

Claims

1.反冲洗后增加微膨胀冲洗的快滤池初滤水浊度控制方法，其特征在于，在快滤池水反冲洗后增加一个短时间的微膨胀冲洗操作，采用水反冲洗的快滤池反冲洗依次含有以下步骤：

(1)在快滤池开始反冲洗时关闭进水阀门和出水阀门，全开冲洗进水阀门和冲洗排水阀门进行水冲洗，冲洗强度为10L/s·m²-17L/s·m²，滤层膨胀率为30％-50％，冲洗时间为6min-10min；

(2)在水冲洗操作后，增加滤层微膨胀冲洗，即减小冲洗进水阀门开启度，使冲洗水的流量降至滤层膨胀率为3％-5％，持续时间需根据快滤池运行时的进水浊度和滤速而定：若快滤池进水浊度在1NTU-3NTU，且滤速在6m/h-10m/h，微膨胀冲洗持续1min-3min；若快滤池进水浊度大于3NTU且滤速大于10m/h时，微膨胀冲洗持续时间大于3min并小于7min；

(3)完全关闭所述冲洗进水阀门，切断冲洗水，结束快滤池反冲洗。

2.反冲洗后增加微膨胀冲洗的快滤池初滤水浊度控制方法，其特征在于，在快滤池气水反冲洗后增加一个短时间的微膨胀冲洗操作，采用气水反冲洗的快滤池反冲洗依次含有以下步骤：

(1)在快滤池开始反冲洗时关闭进水阀门和出水阀门，全开冲洗进气阀门进行气冲洗，气冲洗强度为10L/s·m²-20L/s·m²，冲洗时间为2min-4min；

(2)全开冲洗进水阀门和冲洗排水阀门进行水冲洗，冲洗强度为6L/s·m²-15L/s·m²，滤层膨胀率为20％-40％，冲洗时间为6min-10min；

(3)在气水冲洗操作后，增加滤层微膨胀冲洗，即减小冲洗进水阀门开启度，使冲洗水的流量降至滤层膨胀率为3％-5％，持续时间需根据快滤池运行时的进水浊度和滤速而定：若快滤池进水浊度在1NTU-3NTU，且滤速在6m/h-10m/h，微膨胀冲洗持续1min-3min；若快滤池进水浊度大于3NTU且滤速大于10m/h时，微膨胀冲洗持续时间大于3min并小于7min；

(4)完全关闭所述冲洗进水阀门，切断冲洗水，结束快滤池反冲洗。