结合某自来水厂水滤池改造工艺分析
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引言
本文通过水质达不到并且该水厂用水量不断增大，而净水构筑物的能力难以满足要求。在这种情况下，自来水厂采用DA863自适应滤料对原有的给水滤池进行改造，改建为D型滤池使该厂的生产能力由原来的日处理水量4万吨扩建为日处理水量6万吨，确保水厂所在的某区用水的安全性和保障性。经过几个月的使用，效果显著。
1、D型滤池的性能
D型滤池是由德安公司自主设计的一种重力式快滤池。它以DA863自适应滤料为技术核心替代传统的石英砂滤料，经中试和生产性试验都取得了预期的效果后，于2002年推广应用于市政自来水工程、工业给水工程和中水回用工程。
该滤池具有如下特点：
1、过滤精度高，经Multisizer 3 颗粒粒度分布和计数仪分析测试，D型滤池对水中大于5μm的悬浮固体颗粒的去除率可达95%以上，最高去除率为99.7%。
2、过滤速度高，在中水回用工程中的设计过滤速度为17-24m/h，相比于采用石英砂为滤料的滤池，它可以减少水厂的占地面积，从而节约建设投资。
3、截污容量大，对于经混凝处理的水，在不同过滤速度下，截污容量在10-35 kg/m3的范围内。
4、反冲洗耗水率低，该滤池的反冲洗耗水量为周期最大滤水量的1-2%。
5、抗负荷冲击能力强，能经受短时间内高浊度水的冲击，而仍然保证出水水质。
2、水质简介
2.1、原水水质
该水库库容大约为1400万m3，处于山凹中，水库周围基本无污染，当处于高水位时，水质良好，当处于讯雨期和低水位时，水质较差，主要是浊度偏高，超过50NTU。有一定的含藻量。
2.2、净化后水质要求
净化后的水质要满足国家颁布的《生活饮用水卫生规范》（卫法监发[2001]161号）；出水浊度一般不大于1.0NTU。
3、工程改造设计
3.1、改造要求
充分利用已有的空地实施扩建工程，使日处理水量能力达到6万吨，同时充分利用原有的水处理设施，这样就不需要另征土地，节省了工程投资，并且充分利用现有的职工，不增加人员，方便管理，节省了许多运行费用。
3.2、工艺流程
在上图显示的工艺流程中，除给水滤池改造为D型滤池外，其他处理单元均为原有工艺。
原水一部分经机械澄清池处理后进入D型滤池过滤，另一部分经网格反应斜管沉淀池处理后进入D型滤池过滤，过滤后出水进入清水池，经二级提升泵提升后输向厂外管网。
3.3、厂区设计布置
3.3.1、改造的平面设计
将原有的给水滤池和原网格反应斜管沉淀池进水一侧空置的管理房拆除，布置D型滤池和反冲洗泵房，并对滤池四周道路进行改造，围绕滤池和前处理构筑形成一环形道路。
3.3.2、高程设计
充分利用原来的高程设计，使机械搅拌澄清池和网格反应斜管沉淀池处理后的水自流到D型滤池，其液面高程差约0.5米, D型滤池再自流到清水池。
3.4、工艺管道和厂区给排水
改造后的所有工艺管道，溢流管道、放空管倒均采用钢管并做内外防腐。D型滤池的反冲洗废水和初滤水的排放与水厂原有的排水管相通，厂区生活、生产及消防用水由原来厂区给水接入，不做改变。
4、改造的工艺方案
改造前，净水构筑物有机械搅拌澄清池2组，网格反应沉淀池2组，圆型虹吸滤池1组和方型虹吸滤池1组，滤池的滤料为均质石英砂，滤池设计处理能力为日处理量4万吨。改造方案，保留2组机械搅拌澄清池和2组网格反应沉淀池，在原来的虹吸滤池场地上建造6组D型滤池。此次改造的过程中，对原有的斜管进行全部更换，并清理沉淀池的污泥，同时对斜管的支架进行更换，再者对集水槽进行防腐。
4.1、机械搅拌澄清池
采用原有的2组机械搅拌澄清池，其主要设计参数为：每小时处理水量为430m3 ，池径为14.3m，池深6.0 m，总容积为677 m3 ，采用淹没孔集水槽，采用重力排泥方式。
4.2、网格反应池
采用原有的网格反应池，网格反应池分三段，总反应时间为13分钟，其中前段为3.5分钟，中段为4.5分钟，后段为5分钟。两组网格反应池总长20米，宽4米，深5米。采用重力排泥，排泥管采用DN250钢管，排泥采用液压阀门（水压）。
4.3、斜管沉淀池
利用原有的与网格反应池合建的小孔径蜂窝斜管沉淀池，沉淀池上升流速为2.2―3mm/s，斜管孔径为25 mm。在网格反应沉淀池和斜管沉淀池之间设有整流渠，保证进水的均匀性。斜管沉淀池分两组，总长20米，宽8米，深4.8米。采用重力排泥，排泥管为DN250，排泥采用液压阀门（水压）。
4.4、D型滤池
根据某厂的实际现场占地情况来看，因为现有的空地面积不大，而且也不可能在附近征地，故由德安公司设计6组D型滤池，在原来的滤池场地上建造，减少了占地面积。
4.4.1、水封池
其平面尺寸为长×宽为2.0m×2.0m，深为2m，水封池中的堰高为1.8米。水封池建在管廊房内。
4.4.2、D型滤池的运行过程
（1） 过滤过程：待滤水由进水总渠经进水阀和方孔后，溢过堰口再经侧孔进入被待滤水淹沿的V型槽进入滤池。经DA863自适应滤料过滤后的滤后水经长柄滤头流入滤池底部配水区，由底部方孔汇入气水分配暗渠，再经管廊中的水封池、出水堰、清水渠流入清水池。
（2） 反冲洗过程：关闭进水阀，但保留一部分进水仍从两侧常开的方孔流入滤池，由V型槽一侧流向排水渠一侧，形成表面扫洗。而后开启排污阀将冲洗水从排水槽中排出，反冲洗过程常采用“气冲、气水同时反冲、水冲” 三步。整个过程历时15―20分钟。
4.4.3、滤池配水布气系统
（1） 滤池过滤出水和反冲洗进水、进气布置在气水分配暗渠，在气水分配暗渠两侧与滤板底标高相平的位置，均匀布有Φ50进气管，管材为UPVC。气水分配暗渠底部设有进水方孔，尺寸宽×高为100×120，等距离均匀分布。
（2） 配水布气采用小阻力的ABS滤头，每平方米滤头数量为69个。滤头安装在PP滤板上，滤板固定在滤梁上。滤板下的滤柄上端有小孔，下端有缝隙。反洗时气体通过小孔和缝隙进入滤头内，水从缝隙和下部进入滤头内，气水在滤头内充分混合后向滤层均匀配水、布气。
4.4.4、D型滤池及配套设备参数
处理水量 60000T/d 滤池规格（m3）(单池) 6.64m×4.88m×4.6m 过滤面积（单池） 18m2 设计过滤速度 23.15m/h 滤池数量 6个 滤料松散填装厚度 650mm 原水进口 400 mm×400 mm 清水出口 DN400mm 初滤水出口 DN300mm 反冲洗排污出口 DN400mm 反冲洗进水口 DN300mm 反冲洗进气口 DN200mm 反冲洗水冲强度 6L/s.m2 反冲洗气冲强度 20L/s.m2 排气口 DN40mm 表面扫洗强度 2-4 L/s.m2 配套设备技术参数（参考） 反冲洗风机 BK8016，Q=23.8m3/min，△P=0.05Mpa，N=30Kw。二台，一用一备。 反冲洗泵 SB200-200（1），Q=400m3/h，H=12.5m， N=22kw。二台，一用一备。 各控制阀门均采用气动阀门控制。
4.5 清水池
采用原清水池2座，总容积为3000m3，矩形，有效水深为3.2m，尺寸分别为23.4×23.4，15.9×15.9。
4.6 加药间
采用原加药设备。混凝剂采用高效液态聚合氯化铝，原投加量为18mg/L，改造后投加量为6 mg/L，配置浓度为5%。药剂的溶解和稀释采用原来的3座混凝土结构池，液体在溶解池中，通过重力自流到溶液池中。采用搅拌装置搅拌。溶解尺寸为长×宽为6.0m×3.0m，深为2m，溶液池为2.0m×2.0m，深为2m。
4.7 加氯间
改造后考虑了滤前和滤后加氯，前加氯投机加量为1.5mg/L，后加氯为3.0 mg/L，采用原来安装的10kg/h自动加氯机4台，2用2备。改造后加氯点改在D型滤池出水渠中。
5、运行情况
该水厂自2004年9月动工，到2005年3月24日调试运行成功，处理效果完全达到设计要求，各项指标均达到《生活饮用水卫生规范》（卫法监发[2001]161号）中的各项指标，特别是滤池出水浊度均低于0.5NTU以下。
5.1 改造后的运行检测结果
检测日 期 原水浊度/NTU 沉淀池出水浊度/NTU D型滤池出水 浊度/NTU 滤速m/h 050517 15 4.4 0.35 23.15 050519 18 4.6 0.36 23.15 050524 17 4.5 0.32 23.15 050527 17 4.5 0.33 23.15 050529 18 4.6 0.33 23.15 050602 15 4.3 0.32 23.15 050614 16 4.5 0.34 23.15 050624 16 4.5 0.32 23.15
5.2 D型滤池主要技术经济指标
处理能力：60000m3/d；
D型滤池(含管廊房)占地面积：308.8m2 ；
总建筑面积（D型滤池加反冲洗泵房）： 431 m2 ；
总装机容量：104kw；
单位水处理电耗：0.02kwh/m3 ；
人员编制：3人；
工程总投资：482万元。
6、结束语
通过某公司在给水滤池改造中的实效来看，采用了德安公司设计的以DA863自适应滤料为技术核心的D型滤池，取得了很好的效果，达到并且超过了设计要求。这在自来水行业中是一个新的技术突破，D型滤池的产生为自来水厂提高水质和改扩老的给水滤池提供了一个很好的办法。
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