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污水处理厂V型滤池工艺设计探讨
RSS 打印 复制链接 发布时间:2017-09-02 10:35:46

    摘要:本文对污水处理厂V型滤池的工艺流程和特点进行了介绍,进而对流量、滤速、设计要点和设计数据的选取进行了分析,并结合笔者设计的经验给出了建议,最后对滤池运行控制进行了总结。 

  关键词:污水处理厂、V型滤池、工艺参数、运行控制 

  V型滤池是快滤池的一种形式,因为其进水槽形状呈V字形而得名,也叫均粒滤料滤池。它是我国于20世纪80年代末从法国Degremont公司引进的技术。采用了较粗、较厚的均匀颗粒的石英砂滤层;采用气、水同时反冲洗兼有待滤水的表面扫洗的反冲洗技术;采用了气垫分布空气和专用的长柄滤头进行气、水分配等工艺。 

  1工艺流程 

  过滤时,浑水由进水总渠通过闸门进入进水支渠,通过溢流堰进入进水槽,再经过与之相连的V型槽进入滤池。滤后水通过长柄滤头进入滤池底部的配水区,再经设在配水配气渠下部的配水孔进入配水配气渠,最后经出水阀、水封井流出。并设置出水堰保证滤后水位恒定,防止滤料层出现负压。 

  冲洗时采用气水联合冲洗,自动控制运行。即先气反冲洗,然后气水同时反冲洗,最后水冲洗的冲洗方式。冲洗时关闭进水阀,打开排水阀,池内水位下降到排水槽顶。进水总渠上设有进水孔,关闭进水闸后仍有部分水进入V型槽,并从设在其底部的进水孔进入滤池,从排水槽流出,形成对滤料表面的扫洗。气冲洗时,空气经进气阀进入配水配气渠,经其上部的配气孔进入配水区,再由长柄滤头进入滤料层。 

  2工艺特点 

  V型滤池的主要特点如下: 

  (1)滤层含污量大。采用采用均质粗砂滤料且厚度大,滤层含污量增加,过滤周期延长。 

  (2)等水头过滤。滤池出水阀门根据砂面上水位变化,不断调节开启度,实现等水头过滤。当一格反冲洗时,进入该池的待滤水大部分从V型槽下扫洗孔流出进行表面扫洗,其他滤池水量增加很少。 

  (3)冲洗效果好。采用小阻力配水系统,汽水联合冲洗加表面扫洗。 

  (4)滤料流失率较低。滤池冲洗时,滤层处于微膨胀状态。 

  3工艺参数 

  3.1 设计水量的确定 

  《室外排水设计规范》(GB 50014-2010),污水构筑物的设计流量,当为自流进入时,应按每期最高日最高时的设计流量计算;《室外给水设计规范》(GB 50013-2006),水处理构筑物设计水量,应按最高日供水量加水厂自用水量确定;《污水过滤处理工程技术规范》(HJ 2008-2010),设计水量由工程最大水量确定[4]。 

  由于污水处理厂三级处理的V型滤池前有生物池等构筑物,能对水量起到应调节作用,加上我国标准对滤速的选择已经相对保守,尤其对于小型污水处理厂,总变化系数较大,若按最高日最高时水量计算,会造成实际运行的平均滤速很小,影响过滤的效果,还会造成不必要的投资浪费。所以,笔者认为污水处理厂三级处理的V型滤池比较合理的水量可按平均水量再乘以一个1.2左右的安全系数来确定。 

  3.2 滤速的选择 

  法国Degremont公司在开发和推广该工艺时滤速为7~20m/s;《室外排水设计规范》(GB 50014-2010),滤池的滤速应根据滤池进出水水质要求确定,可采用4~10 m/s;《污水再生利用工程设计规范》(GB 50335-2002),滤速宜为4~7m/h;《室外给水设计规范》(GB 50013-2006),滤速宜为8~10m/h;《污水过滤处理工程技术规范》(HJ 2008-2010),滤速宜为8~10m/h。 

  较大的滤速有助于悬浮杂质向滤层深度迁移,也会使水头损失增加缓慢,污水过滤的滤速应适当高于给水过滤滤速,滤料粒径亦应相应加大。笔者认为滤池滤速选择时应综合考虑设计水量和滤速,若设计水量的安全系数取得大,设计滤速可以取上限值,若设计水量安全系数取得小,设计滤速可以取下限值。 

  3.3 设计要点 

  (1)滤层表面以上水深应不小于 1.2m。 

  (2)V形滤池两侧进水槽的槽底配水孔口至中央排水槽边缘的水平距离宜在 3.5m以内,最大不得超过 5m。表面扫洗配水孔的预埋管纵向轴线应保持水平。 

  (3)V形滤池水槽断面应按非均匀流满足配水均匀性要求计算确定,其斜面与池壁的倾斜度宜采用 45°~50°。 

  (4)V形滤池的进水系统应设置进水总渠,每格滤池进水应设可调整高度的堰板。 

  (5)反冲洗空气总管的管底应高于滤池的最高水位。 

  (6) V形滤池长柄滤头配气配水系统的设计,应采取有效措施,控制同格滤池所有滤头、滤帽或滤柄顶表面在同一水平,其误差不得大于±5mm。 

  (7)V形滤池的冲洗排水槽顶面宜高出滤料层表面 500mm。 

  (8)多格 V 形滤池的布置可采用单排及双排布置;当滤池的格数少于 3 个时,宜采用单排布置,超过 4 格宜采用双排布置。 

  3.4设计数据 

  (1)过滤周期,宜采用 24~48h。 

  (2)进水及布水系统 

  ①进水总渠设置溢流堰,堰顶高度根据设计允许的超负荷要求确定。 

  ②进水孔应有两个,即主进水孔及扫洗进水孔。主进水孔一般设气动或电动闸板阀,表面扫洗孔也可设手动闸板。 

  ③进水堰的堰板宜设计为可调式,以便调节单池进水量,使各池进水量相同。 

  ④进水槽的底面应与 V型槽底平,不得高出。 

  ⑤V 型槽在滤池过滤时处于淹没状态。槽内设计始端流速不大于 0.6m/s。V 型槽底部的水平布水孔内径一般为φ20~φ30,过孔流速 2.0m/s 左右,孔中心一般低于用水单独冲洗时池内水面 50~150mm。 

  (3) 冲洗水排水系统设计 

  排水槽底板以≥0.02的坡度坡向出口;底板底面最低处应高出滤板底约 0.lm,最高处高出 0.4~0.5m;排水槽内的最高水面宜低于排水槽顶面 50~100mm。排水槽底层为配气配水渠,两者的宽度宜一致。 

  4 运行控制 

  每格滤池在恒定液位下工作,通过滤池中的液位计信号与设定值的比较,调整滤池出水电动可调对夹蝶阀的开启度,使滤池整个系统水头损失值恒定,从而保持滤池中的水位恒定。 

  滤池采用自动反冲洗,反冲洗程序根据滤池单池水头损失或时间控制,也可进行手动控制。当三个控制条件中的任何一个达到反冲洗设定要求后,启动反冲洗程序,反冲洗程序如下: 

  (1)关闭滤池进水闸板,停止进水; 

  (2)待滤池中水面降至中间排水渠顶面以下时,开启反冲洗排水闸板,待水面降至滤层顶面以上100mm~200mm时,关闭出水阀,停止过滤。 

  (3)开启排气管路上的放空阀,然后开启鼓风机,待鼓风机达到额定压力时,关闭放空阀,打开滤池空气反冲洗进气阀,滤池开始空气反冲洗约2min。 

  (4)开启一台反冲洗水泵,延时开启反冲洗进水阀门,开始气水同时反冲洗,约4min后关闭进气阀及全部鼓风机。 

  (5)开启电磁排气阀,排出滤池内剩余空气后,关闭电磁排气阀。 

  (6)开启第二台反冲洗水泵,滤池单独水洗及表洗,约6min后关闭反冲洗进水阀及反冲洗水泵。 

  (7)单独表洗2min后,关闭反冲洗排水闸,开启进水闸板,待滤池内水位上升至砂面以上1m时,开启初滤排水阀,待滤池内水位上升至过滤水位时,关闭初滤排水阀,开启出水阀,滤池恢复过滤过程。 

  每格滤池反冲洗全部大约需要20min,各步骤及设定的时间和反冲洗周期可在滤池运行一段时间后根据经验及季节、水质的变化做适当调整。 

  参考文献: 

  [1] 崔玉川主编.城市污水厂处理设施设计计算.北京:化学工业出版社,2011 

  [2] 上海市建设和交通委员会主编.室外排水设计规范.北京:中国计划出版社,2010 

  [3] 江苏省环境科学研究院主编.污水过滤处理工程技术规范.北京:中国环境科学出版社,2011

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