摘要：本课题以光大水务（济南）有限公司四厂一期工程的V型砂滤池为研究对象，利用模型滤柱进行小试，研究在不同滤速下滤池的反洗周期及反冲洗各阶段的最佳时间，同时根据小试效果对四厂目前运行的四格V型砂滤池进行冲击负荷、滤速、反冲洗各阶段时间以及反洗周期等参数进行优化，探讨光大水务（济南）有限公司四厂滤池在不同环境条件下的最佳运行条件，为该厂滤池工艺的灵活调控提供理论支持，从而总结出滤池稳定高效运行的最佳方案。
关键词：V型砂滤池；运行参数优化
1.课题工艺概述
V型砂滤池是法国得利满公司经过长期水力模型试验研究设计出来的第五代滤池，其截污量大，冲洗效果好等明显优势，近年来我国新建的大、中水厂大都采用了这种滤水工艺。V型砂滤池采用恒液位、恒滤速的重力流过滤方式，滤料采用较大的有效粒径和较厚的砂滤层，采用先进的气水联合反冲洗工艺，可防止滤床膨胀，防止滤砂的损失。在整个气水反冲洗过程中持续进行表面扫洗，可以快速地将杂质排出，从而减少反冲洗时间、节省冲洗的能耗。
光大水务（济南）四厂设计处理水量一期3万m ³/d，设计进水SS为300mg/l，深度处理采用V型砂滤池，总过滤面积为204m2，滤层高度1200mm，设计流速8.7m/h，过滤周期24h，反洗方式：水气联合反洗，反冲洗水强度5L/m2，表面扫洗强度1.7L/m2•s，反洗气强度15L/m2•s。目前在设计流量1250m3/h下运行效果较好，但仍然有必要进行水力负荷的冲击、反冲洗各阶段时间调整等运行参数试验及反冲洗周期的验证实验，实验结果将对以后的实际生产运行具有重要的指导作用。
2.滤池参数小试实验
2.1小试模拟过滤装置：
模拟过滤装置采用有机玻璃制成的圆柱状装置，直径为300mm，高3.5m，滤料采用均质石英砂，滤层厚度为1200mm，石英砂直径为0.96mm，设计滤速为8m/h，过滤面积为0.0706㎡，装置侧面设测压管。模拟装置和实际一样采用恒液位恒滤速过滤，所以当过滤液位升高时，适当调整出水管阀门保证恒液位恒滤速。
2.1.1反冲洗方式：
反冲洗采用气洗---气水联洗---水洗方式，气洗过程中气洗强度15L/（㎡.s），气水联洗中，气洗强度15L/（㎡.s），水洗强度5L/（㎡.s），水洗过程中水洗强度10L/（㎡.s）。
2.1.2进水水质：
进水水质采用光大水务四厂二沉池出水水质
从图2-2到图2-4可以看出，随着过滤时间的增长，不同初始滤速的有效过滤有着不同的变化，我们初步得出，滤速6 m/h对应的有效过滤周期为29h，滤速8 m/h的有效过滤周期为25h，滤速，10m/h的有效过滤周期为17h。
2.2.2反冲洗各阶段时间的确定
反冲洗的方式采用气洗—气水联洗—水洗的方式，在过滤结束、反冲洗开始前，滤层上保留了一定的液位，约0.3m，此时滤料石英砂表面附着了大量的截留悬浮物，反洗开始，反洗进气阀打开，开始气洗，气冲使滤层松动，同时悬浮物脱离了石英砂表面，这时进行气水联洗，同时进气和进反洗水，通过气水的剧烈搅动，使悬浮物从石英砂上的脱离更加彻底，最后进行水洗，通过反洗水将悬浮物排出，对以上三阶段各进行10min，取出水测浊度来确定最优时间。
2.3小试结论：
通过小试，我们可以得到以下结论：
2.3.1 V型砂滤池不同的初滤速有效过滤时间不同，根据试验结果，具体如下：
2.3.2 在气洗过程中气洗强度15L/（㎡.s），气水联洗中，气洗强度15L/（㎡.s），水洗强度5L/（㎡.s），水洗过程中水洗强度10L/（㎡.s）条件下，反洗效果随时间产生变化，当时间到达一定后，反洗效果变化就变得不明显，从而确定反洗各阶段的最佳时间。
2.3.3 通过实验结论与实际滤池操作相结合，最终确定滤池滤速为8--9 m/h，反洗周期为24小时，反洗各阶段时间为气洗4min，气水联洗5min，水洗4min。
3.V型砂滤池的运行参数优化实验及结论
3.1 参数优化实验
结合模拟小试结果，对滤池的冲击负荷、反洗周期、各阶段反冲洗时间从出水COD、TP，SS及浊度效果几个方面进行实验调整，最终得出四厂V型砂滤池的最佳运行参数。
3.1.1 冲击负荷的参数调整：根据滤池的设计处理负荷，这次试验主要选取了进水负荷分别是1250m3/h（设计流量），1640 m3/h（两台工频泵）2000 m3/h（两台工频泵加40HZ变频泵）三种不同的处理负荷来考察滤池在冲击负荷下的处理效果。具体实验过程为：调整冲击负荷为1250 m3/h，在一个反洗周期内，每6小时取一次进、出水水样，分别测COD、TP，SS及浊度，比较去除效果。然后依次增大进水负荷至1640 m3/h和2000 m3/h，进行重复试验。四厂滤池在超过设计负荷30%的冲击负荷下，可以达到较好的过滤效果，超过此负荷，会出现过滤效果不合格的现象，因此，在日常运行中，四厂滤池进水要保持在1250m3/h---1640m3/h之间。
3.2.2 滤池反冲洗周期试验：将滤池的反洗周期由设定的24小时延长至36小时，每6小时取一次进、出水水样，分别测COD、TP，SS及浊度，比较去除效果。在时长为36h的过滤周期内，COD、浊度及SS在20h-25h的区间内降幅最明显，而TP降幅不大，结合小试结果，所以单纯从污染物去除效率角度考虑，选取过滤时间为24h作为过滤周期较为合理。
3.2.3 滤池反冲洗各阶段时间优化
在小试测定的反冲洗各阶段时间的基础上对时间参数进一步进行优化，实验步骤为将反冲洗各段时间分别定为（1）2min，3min，2min；（2）3min，4min，3min；（3）4min 5min，4min三种情况，通过测反洗结束后至过滤周期内的出水COD、TP，SS及浊度来确定最佳参数。当反洗各阶段时间改变后，去除率在过滤初期开始就有明显差别，其中，反洗（1），也就是三段时间分别为2min，3min，2min的情况在过滤中后期过滤效果明显下降，出水不合格，而反洗（2）和反洗（3）相比，虽然效果上是反洗（3）较好，但反洗（2）的出水同样能够达标，所以从节能降耗的角度来看，我们确定滤池反冲洗三阶段的最优时间为：气洗3min，气水联洗4min，水洗3min。.
3.3 结论
我们最终将济南水务四厂V型砂率池的冲击负荷定为1640m3/h，反冲洗周期定为24小时，反冲洗各阶段时间气洗3min，气水联洗4min，水洗3min。从目前的实际运行结果来看，出水水质可以稳定达到一级A出水标准。
论文作者:刘成钰,王爱民
论文发表刊物:《基层建设》2017年第9期
论文发表时间:2017/7/24
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