摘要：随着时代的发展和人们对用水水质要求的不断提高，V型滤池在水处理工艺中将发挥更加重要的作用。
关键词：V型滤池；运行设计；施工优化
一、V型滤池技术特点
V型滤池池型结构复杂，是对配水配气系统的精度要求高，是水厂系统的核心，V型滤池有反冲洗频率低，效果好，反冲洗用水量少，滤后水质好等多重有点，是近年来主流的滤池形式。V型滤池的反冲洗采用气水反冲+表面扫洗的方式，反冲洗配水配气的均匀型是决定反冲效果的关键因素。
二、V型滤池的优势
（1）V型滤池的过滤效果优于普通快滤池。在待滤水浊度不同的条件下，V型滤池的平均浊度去除率达到82．5%，而普通快滤池的平均浊度去除率是70%。这说明了V型滤池在过滤效果上优于普通快滤池。
（2）V型滤池是恒水位等速过滤，工作状态均衡，运行稳定，运行周期较普通快滤池长。为满足水质要求，通过实际的试验及浊度变化，水厂确定了普通快滤池过滤周期为24h，而V型滤池的过滤周期为48h的方案。
（3）V型滤池的反冲洗效果好。V型滤池采用先进的气水联合冲洗方式，可以更彻底的清洁滤料，并且反冲洗过程中持续的进行表面扫洗，更快捷的把杂志排出。
（4）V型滤池运行自动化程度较高，管理方便。跟传统的普通快滤池相比，V型滤池自动化程度高，除了特定的操作外，无需人工手动操作，这很大程度上降低了因人工不当操作所带来的事故风险，而且节约了劳动时间和劳动量。
（5）V型滤池的工艺设计实现了节水、节电和减排，为水厂有效的降低了运行成本。
三、运行情况
（1）控制系统
三期净水间机柜控制系统采用的是：PLC S7-400双机热备冗余模式，安全有效的实现了滤池恒水位过滤以及气、水反冲洗自动执行过程。并根据原水状况，可以通过上位机设定设备动作时间和大小，来提高出厂水质量。操作站上位机软件是组态王软件，通过以太网环网光纤连接中控室服务器站，将在线数据整合保存并显示大屏幕上。通过历史趋势曲线可以分析故障点和改善工艺参数。
（2）过滤过程
待滤水通过气动闸阀经滤池两侧的侧孔进入V型槽，再经槽底部的扫洗孔和V型堰进入滤池。待滤水进入滤池后通过均匀滤料再经长柄滤头流入滤池底部，后经清水出水阀流入清水池。过滤过程中通过清水出水阀的自动调节，完成滤池水位的恒定，保证滤池的等速过滤。
（3）反冲洗过程
反冲洗过程除了手动设定滤池的设定液位外，其余步骤全部自动完成。反冲洗过程采用“气冲—气水冲—水冲”的3个步骤。反冲洗前，关闭进水阀，全开清水出水阀，使滤池的水位下降到反冲洗设定的水位。达到设定的水位后关闭清水出水阀，开启反冲排水阀和关闭排气阀。
1）气冲：打开气冲阀，开启鼓风机，空气通过配气管道进入滤池底部，后经长柄滤头进入滤池滤料，将滤料表面的杂质冲洗下来并悬浮于水中。
2）气水冲：开启一台反冲洗泵的同时打开反冲进水阀和部分进水阀（大概40%），开始气水冲和扫洗。进一步的剥离滤料表面上的杂质，同时将杂质和滤层分离，用扫洗功能，加强水的横向流动，及时的将带有杂质的污水通过排水槽排出。
3）水冲：关闭鼓风机和气冲阀，再开一台反冲洗泵，增加反冲洗水量，彻底的将杂质排入排水槽，加强置换污水。
等到水冲时间到，关闭反冲洗泵和反冲进水阀，并排水阀关闭，排气阀开启，进水阀完全开启。当滤池水位上升到设定值时在开启清水出水阀，回到正常的过滤程序。
四、某水厂V型滤池运行状况及技术改造
1、首期工程第一阶段
由于过滤工艺是水厂制水工艺流程中最重要的环节，因此，滤池运行状况将直接影响出厂水的品质。某水厂滤池在两侧的进水V型槽底部设置有横向表面扫洗孔（以下简称表扫孔），表扫孔的主要功能是提高反冲洗效果，减少反冲洗耗水量。然而，某水厂首期工程第一阶段V型滤池在投入运行后反冲洗效果一直不理想。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆滤池进行反冲洗时，V型槽表扫孔横向水流的推动力太小，不能有效将漂浮在池面的泡沫以及悬浮在水中的细小泥粒横扫排出，导致滤池反冲洗结束后，池面泡沫仍然残留在滤池的边角位置，同时仍有大量细小的泥粒悬浮于水中。由于V型滤池反冲洗的效果不好，不但减短了滤池的工作周期，且大大增加了滤池反冲洗时间，提高了V型滤池运行成本。
为提高滤池V型槽表扫孔横向水流的推动力，技术人员通过调整反冲洗时进水阀门开度，以提高两侧V型进水槽的压力。然而，试验结果表明，即使全开进水阀，V型槽的水位提升不多，V型槽表扫孔的冲洗效果仍不理想。通过深入观察发现，造成滤池表扫效果不好主要有以下两个原因：
（1）V型槽表扫孔的孔径过大会造成槽内水位过低，导致表扫强度达不到设计要求。按照《给水排水设计手册（第3册城镇供水第二版）》要求，孔径为DN25的表扫孔对应V型滤池表扫强度应为2.0m³/（m2•h）左右；而当表扫孔孔径为DN25时，对应的表扫强度为1.72m³/（m2•h），能够保证表扫强度达到设计要求。某水厂V型滤池表扫孔实际施工内径为DN36，对应的表扫强度仅有0.83m³/（m2•h），远低于设计要求。
（2）由于首期工程第一阶段建设工期紧张，为缩短工期，工程建设中表扫孔未按照原设计方案（预埋管）施工，而是采用了V型槽浇筑后再由人工钻孔的方式施工。但在实施人工钻孔施工时，因钻孔控制不够水平，导致设计应为水平直线的表扫孔呈“L”型或“Z”型；且出水孔口低于水面约6cm，造成表扫孔的水流向下射流，导致表扫力度不足以达到设计要求的扫洗强度。
为此，某供水有限公司对第一阶段滤池表扫孔进行了技术改造，重新实施水平钻孔施工，要求表扫孔孔底标高与V型槽底标高的8.68m一致；且在表扫孔加衬DN25的PVC管，达到原设计要求，并用水泥填塞原有的表扫孔。每个滤池改造前，必须对滤池两侧V型槽槽底标高进行测定，要求改造后表扫孔孔底标高与V型槽槽底最高点标高一致，同一个滤池所有表扫孔孔底标高必须一致，表扫孔内必须为水平直线。
经过实施技术改造后，滤池V型槽表扫孔的水流水平射出恢复了表洗功能，实现反冲洗结束后滤池水面没有残留泡沫，且悬浮在水中的泥粒已基本去除的效果。经采样检测，滤池反冲结束时反冲水的平均浊度：改造前为8.22NTU，改造后为3.49NTU。滤池实施表扫孔技术改造后，由于反冲洗的效果得到了明显改善，减少了滤池反冲洗的水洗时间，全年可节省反冲洗的水、电费用超过3万元，实现了节能降耗的目标。
2、首期工程第二阶段
为了实现某、北江“双水源”安全供水目标，提高供水安全保障能力，建立健全城市公共安全保障体系。在进行滤池的设计时，工程技术人员经过对已经使用不锈钢V型槽的水厂进行实地调研后发现，滤池不锈钢V型槽有如下4个特点：
（1）预制简单、施工精度高。滤池不锈钢V型槽制作与沉淀池不锈钢集水槽等不锈钢水处理设施类似，工艺已经相当成熟，能在工厂一次加工成型、运输到场，加工不受天气影响，机械加工开孔孔径和间距精度控制比土建施工高。
（2）安装方便、施工工期短。对比土地施工的预埋短管、装拆模板、铺贴瓷砖和瓷砖开孔等繁复的工序，不锈钢V型槽安装快捷，且与滤梁、滤柱、滤板的施工几乎可以同时进行，节省工期。
（3）清洁维护不便，影响美观。不锈钢V型槽硬度不如瓷砖，平时洗池工用钢丝刷等工具清洁维护容易留下刮痕，导致藻类更容易附着和结垢，导致清洁维护不便，影响整个滤池的观感。
综上所述，为了保证V型滤池的运行效果，工程项目部放弃了采用不锈钢V型槽的方案。
第二阶段滤池原设计图纸滤池表扫孔采用预埋DN25的ABS短管，为了便于固定，工程技术人员曾修改为预埋镀锌管，短管焊接在钢筋上固定后再浇筑混凝土。由于在实施过程中发现，采取这种施工方式需要的工期较长，因此，工程项目部认真总结了一阶段滤池技术改造的成功经验，在工程施工过程中再次修改方案为预埋PVC管。为了保证施工精度和施工进度，工程技术人员在池壁钉了一行固定标高的小木方，预埋PVC管在靠近池壁的一端用钉子固定在木方上，另一端则固定在V型槽模板上，待混凝土浇筑成型拆除模板后，再将靠近池壁一侧的多余的短管切除。采用这种施工方式后，取得了非常好的效果。经过验证，滤池上水后，所有表扫孔中心均在同一液面线上，大大保证了滤池的反冲洗效果。
结束语
滤池是水厂制水工艺流程中最核心的水处理构筑物。V型滤池具有截污能力强、出水水质好、水头损失增长慢、不产“负水头”且易于实现自动化控制等优点，目前在国内新建水厂中广泛被采用，但是由于V型滤池对施工的精度要求很高，因此，只有保证施工精度，才能实现其良好的运行效果。
参考文献：
［1］戚盛豪，汪洪秀，王家华．城市给水．北京：中国建筑工业出版社，2003（第2版）．
［2］王守君．试述V型滤池运行与管理［J］．中国新技术新产品，2012（12）：110．
论文作者:邓世海
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/15
标签：滤池论文; 水厂论文; 效果论文; 水位论文; 标高论文; 浊度论文; 不锈钢论文; 《基层建设》2019年第21期论文;