摘要：通过分析大唐安阳电力有限责任公司水处理无阀滤池近年来反洗周期及周期制水量出现的异常，总结经验，搞好反洗周期异常的处理。
关键词：无阀滤池；周期；异常；处理
一、概述
水处理车间的无阀滤池担负着向除盐系统提供过滤水（清水）的任务，而除盐水系统担负着全厂四台机组提供除盐水、软化水的任务，能否稳定、优质、足量供给除盐水、软化水直接影响着全厂机组安全生产的稳定运行，因此，无阀滤池是决定除盐水、软化水装置是否安全、稳定、长期、足量运行和全厂机组安全运行以及供热保障的重要因素。
二、无阀滤池工作原理
从澄清设备来水经分配装置进入配水箱，流经U型管及进水挡板后进入滤水室，自上而下地通过滤层和集配水装置到集水室，然后经连通管上升到反洗水箱，在经漏斗形出水管引至清水箱。滤池在运行中，滤层不断截留悬浮物，阻力逐渐增大，滤速有减慢之趋势。但为了保持原有滤速和滤池进水量不变，迫使虹吸上升管内的水位不断升高，当水位达到虹吸辅助管管口时，水便从此管中急剧下降，并将虹吸管内的空气抽走，管内形成真空，于是虹吸上升管中的水位继续升高；同时，虹吸下降管将水封井中的水吸至一定高度，当虹吸上升管中的水位越过虹吸管顶端弯管而下落时，与下降管中上升的水柱汇成一股水流，快速冲出管口形成虹吸，虹吸开始后，由于滤层上部压力聚降，迫使反洗水箱内的水沿过滤时的相反方向从下至上流经滤料进入虹吸管，滤层因而受到反冲洗。反冲洗废液由水封井排入下水道。在反冲洗过程中，反洗水箱内的水位逐渐下降，当下降到虹吸破坏斗上缘以下时，虹吸破坏管迅速把斗中的水吸完，管内与大气相通，吸收（入）空气，于是虹吸被破坏，滤池反洗结束，继而又重新开始过滤，如此周而复始地运行和反洗，不停的进行滤水作业。实现自动运行。
重力式无阀滤池是指一种不设闸阀利用水力条件自动控制反冲洗的小型过滤构筑物。20世纪70年代由日本引进，适用于中小型水厂。重力式无阀滤池是根据过滤水头损失随过滤延续时间而增长，利用虹吸作用原理造成反向压差进行自动反冲洗的一种小型快滤池。
重力式无阀滤池是指一种不设闸阀利用水力条件自动控制反冲洗的小型过滤构筑物。20世纪70年代由日本引进，适用于中小型水厂。
无阀滤池是种不需要阀门的快滤池，无阀滤池在运行的过程中，出水的水位保持恒定不变，进水的水位则随着滤层水头损失阀增加而不断在吸管内上升，当水位上升到虹吸管管顶，并形成虹吸时，就开始自动滤层反冲洗，冲洗掉废水沿虹吸管排出池外。
其技术特点1、不需要水压、电力和压缩空气等提供动力，所有的工作环节都由过滤器自行控制。2、内设有强制冲洗系统，如果滤池水头的损失还未达到允许值，而因某种原因需要提前冲洗时，可进行人工强制冲洗。3、免维护，没有磨损。4、无阀滤池无需设置大型闸门，它可以自动冲洗，管理方便。
无阀滤池主要适用于各种地表水的净化处理，将浑浊度小于3000毫升/升处理后供给生活用水或工业用水，也可将冷却水、矿井水、循环水等工业废水净化后再利用，提高水的重复使用率。无阀滤池主要适用于纺织印染厂、化工厂、橡胶厂、钢铁厂、电厂、化纤厂、煤矿等各行业的工业用水以及小型水厂生活用水。需要注意的是在使用无阀滤池时，必须在其前面加一道沉淀池，经过絮凝沉淀的水，然后才能到无阀滤池过滤，要不然滤池的过滤滤料介质将很容易被太多的悬浮物污染和滤层混乱，从而减少了过滤的效果。其主要优点是不需采用大型闸阀，自动运行；主要缺点是滤料处于封闭水池中，当需要清除滤层表面难于冲洗的污垢进行"翻砂"时较为困难。
其运行过程是过滤时，浑水经进水分配槽，由进水管进入虹吸上升管，再经伞形顶盖下面的挡板后，均匀地分布在滤料层上，通过承托层、小阻力配水系统进入底部配水区。滤后水再经连通渠上升到冲洗水箱。当水箱水位达到出水渠口的溢流堰后，溢入渠内，最后流入清水池。
示意图
无阀滤池过滤过程示意图如图1所示:
图1
图中:1为进水分配槽；2为进水管；3为虹吸上升管；4为伞形顶盖；5为挡板；6为滤料层；7为承托层；8为配水系统；9为底部配水区；10为连通渠；11为冲洗水箱；12为出水渠；13为虹吸辅助管；14为抽气管；15为虹吸下降管；16为水封井；17为虹吸破坏斗；18为虹吸破坏管；19为强制冲洗管；20为冲洗强度调节器。
三、我公司无阀滤池运行现状
1、#3、4无阀滤池运行时进口门全开，运行周期约8小时（正常8至24小时）反洗一次。
2、#5、6无阀滤池运行时进口门开启1/4，运行周期约8小时反洗一次，后期运行周期1小时。
3、由于无阀滤池运行周期短，反洗频繁造成（制水量小）清水箱水位低，影响水处理正常制水。
四、原因分析
对无法滤池反洗频率高的原因从设备本体、工艺操作、设备检修的角度进行逐一排查。
1、设备本体方面可能存在的问题
（1）无阀滤池虹吸破坏管损坏（标高不对或不严）。
（2）无阀滤池填料室底部花板出水孔小或被堵塞（出水阻力大）。
（3）无阀滤池花板上不锈钢网损坏滤料冲翻，造成设备出水孔堵塞，出水阻力增大。
（4）原设计存在问题，根据现场检查，我公司#3、4、5、6无阀滤池出水装置设计为花板，判断应该安装滤水帽，该系统一般用在大阻力系统上，电力行业（无阀滤池）一般用小阻力系统即：安装格栅，上部级配滤料。
（5）无阀滤池进口U型弯头的标高应低于虹吸下降管管口，现场检查与设计不符，此种情况易造成反洗提前结束，使滤料得不到充分反洗。
（6）U型进水管无空气分离装置（水流速度大于空气上升速度）。
（7）澄清池（出水）与无阀滤池（进水）配水箱标高不符，澄清池标高超过标准（或无阀滤池进水标高太低），易造成大量空气进入系统内，虹吸提前结束，中断反洗。
2、工艺操作方面可能存在的问题
（1）无阀滤池进水门开度过大造成进水量超负荷设备不能正常运行。
（2）原水（澄清器出水）水质浊度高、负荷高而工艺未作工况调整。
3、设备检修方面可能存在的问题
检修质量不过关也可能造成设备不能正常运行，致使无阀滤池反洗频率增高（主虹吸管、虹吸辅助管、虹吸破坏管、强制反洗管等管系严密性不合格）。
综合上述三方面的原因分析，结合现场观察和对#5、6无阀滤池打开人孔检查，发现石英砂垫层上部约有70mm后的泥状杂质。初步分析造成无阀滤池反洗频率增高的主要原因是滤池反洗时，由于滤池运行是夹气运行严重，反洗后期进水夹气破坏虹吸，使滤池反洗提前结束，如此周而复始地运行和反洗，造成石英砂垫层上部泥状杂质堵塞水流缝隙，使出水阻力增大，进而造成滤池反洗频率增加但反洗强度不够。
五、处理措施
针对以上原因，我们对设备本体进行了整改：
1、检查虹吸管（上升管、下降管）、虹吸破坏管和虹吸辅助装置的严密性，检查#3、4、5、6无阀滤池配水箱溢水堰的标高、厚度和粗糙度，去除配水箱上部封盖，以便空气溢出。
2、打开人孔检查滤料污染情况，清理石英砂垫层上部泥状杂质。
3、将花板、滤水帽型集水装置更换为格栅、级配石英砂集水装置。格栅用φ20mm的圆钢制作，用槽钢支撑。
4、无阀滤池进口U型弯头的标高按标准设计低于虹吸下降管管口，偏差不超过10mm（降低无阀滤池进口U型弯标高至虹吸下降管管口）。
5、在#3、4、5、6无阀滤池U型进水管加装空气分离装置。
6、重新设计澄清池配水箱标高或降低配水箱出水下降管流速，加装限流多孔板。
7、检查、调整反洗强度调节器。
8、调整运行参数确保进水合格和不超负荷运行。
通过以上措施的实施，尤其是将滤池配水箱溢水堰的标高平衡调整后，滤池反洗周期由原来的1小时延长到24小时，制水量得以保证，保障了锅炉补水和供热补水的安全、稳定运行。
论文作者:马洪强
论文发表刊物:《电力设备》2019年第13期
论文发表时间:2019/11/12
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