应用V型滤池先进工艺取代落后过滤产能的实践与探索

随着国民经济飞速发展和构建和谐社会的需要，近年来国家对自来水的质量要求越来越高，比如2007年7月1日实施的GB5749―2006《生活饮用水卫生标准》比旧标准的检测项目多72项（新标准107项，旧标准35项），并且新标准的要求更为严格。就浑浊渡这项指标来说，新标准要求小于1~3NTU，旧标准要求小于3~5mg/l（相当于提高6~10NTU），即新标准对自来水浑浊度的要求应好于旧标准的6~10倍。按照最新水质标准的要求，上个世纪九十年代以前的絮凝、沉淀、过滤等旧的传统工艺是难以达标的，以过滤工艺为例，近年来随着一些发达国家高效滤池的相继出现，启发人们，要想使自来水满足最新水质标准要求，必须采用现代先进的净水技术，吉林市水务集团就在1998年二水厂扩建和2006年三水厂扩建工程中从法国引起了V型滤池先进工艺技术，取代原来落后产能的老滤池，收到了水质好、节能减排、节省人力的好效果。在此，仅就其节能高效的特点浅析于下：

1 V型滤池的构造

一个设计能力为10万m³/d的水厂一般设8座滤池，单池尺寸为12m×7m×4.05m,池体为钢筋混凝结构，按功能由以下6部分组成：

进水及布水系统。由进水总渠、控制闸阀、溢流堰、过水堰板及V型槽组成。

过滤系统由粒径0.9～1.3mm,k80=1.5,厚1.15m 均粒石英砂滤料层和粒径2～4mm,厚50～100mm粗石英砂承托层组成。反冲洗系统由鼓风机、潜水泵、配气配水渠、滤板、滤头组成。排水系统由池中排水渠和管廊的排水干渠组成。计量系统在滤后总干管上安装1台TDS型超声波流量计。自控系统采用SCADA集散型控制系统，可实现中心控制室、现场监控子站和现场手动操作的分级控制。

2 V型滤池的工作原理

过滤的作用就是将前置工序中未除掉的微小悬浮颗粒、无机物和一部分水微生物进一步除去再经消毒后，水便达到饮用标准。V型滤池的运行包括过滤工况和反冲洗工况两个过程（见图1）

过滤工况关排水闸阀、反冲洗阀和气阀，开进水阀和滤水阀，此时沉后水便经进水及布水系统均匀地进入滤池中，自上而下经由滤料层、承托层、滤头过滤，使水进一步由浊变清，再通过滤板进入清水渠。其工作原理可以概括为滤料层的三个作用：机械筛隔作用、砂粒表面生成滤膜其间的接触凝聚作用、砂粒缝隙间的沉淀作用。

反冲洗工况滤池工作一定时间，随着滤料层拦截污物的增多而使阻力增加，滤速降低，直至滤后水变差，即应停止运行，进行反冲洗。冲洗时关进水阀和滤水阀。开进气阀与潜水泵进水阀，而后先开2台鼓风机以15.8L/s的反冲洗强度气洗3分钟；接着开一台鼓风机和一台潜水泵以7.9L/s的气洗强度和2.2L/s的水洗强度混合洗3分钟；最后开2台潜水泵，以4.3 L/s的冲洗强度冲洗4分钟，同时V型槽照常进水，以1.2L/s的强度进行表面扫洗。冲洗一座滤池共历时10分钟。

3 V型滤池的工作特点及高效节能效果

3.1 V型滤池与普通快滤池主要经济技术参数对比列于表1

3.2 V型滤池工作特点及高效节能效果

3.2.1 恒水位等速过滤。滤池出水阀随水位变化不断调节开启度，池内水位在整个过滤周期内保持不变，滤池不出现负压，不产生气阻，整个池面始终处于均衡工作状态，运行稳定。

3.2.2 采用均粒石英砂滤料，滤层厚度比普通滤池厚，为1150mm，普通快滤池滤料层厚700 mm，故截污量大、滤速高、水质好、过滤周期长。正常滤速为8~10m/h（普通快滤池为7~9 m/h），水质浊度一般达 0.5NTU以下，（普通快滤池为3NTU以下），过滤周期一般为48小时（普通快滤池为16小时）。

3.2.3 V型进水槽（冲洗时兼做表面扫洗水槽）和排水槽沿池长方向布置，单池面积大时，有利布水均匀，其单池面积为普通快滤池3~5倍，适于大中型水厂，可节省闸门和仪表1/5~1/3，降低工程造价，便于维护管理。

3.2.4 承托层较薄（50mm~100mm）普通快滤池为450mm~600mm，便于施工和维护，节省材料费用。

3.2.5 采用空气、空气加水、水、表面扫洗四种反冲洗方式，提高了冲洗效果并节水、节电、减排。经统计，节水91%、节电87.5%、减少反冲洗排水85%（以上三个百分数计算依据是普通快滤池单池面积25m2，反冲洗泵配套电机功率为75KW，反冲洗强度为13L/S，每池一次冲洗历时8分钟；V型滤池反冲洗潜水泵电机功率30KW，鼓风机电机功率45KW）。

3.2.6 冲洗时滤层保持微膨胀状态，避免砂粒间的磨损和跑砂现象，既防止滤膜损坏又延长滤料的使用年限。

3.2.7 与前置混凝沉淀工艺衔接顺畅，配套默契，较传统工艺降低混凝剂投量41%。

3.2.8 自动控制，无人值班，只经常有人巡查即可，节省人力75%。

3.2.9 按GB5749―2006《生活饮用水卫生标准》要求，出厂水质全面达标。

综上所述，只要水务行业的工程技术人员在水厂扩建工程中践行科学发展观，坚持采用现代化的先进工艺设备，就能取得高质量，节能减排的好效果，为保护民生和水务事业和谐可持续发展，建设资源节约型、环境友好型社会做出一定的贡献。

作者简介：

赵勇：吉林市水务工程设计院有限公司助理工程师，2006年毕业于长春吉林农业大学环境工程系给排水专业，实践经验丰富，设计水平较高。