【摘 要】本文通过吉林市水务集团在上个世纪末与本世纪初的二水厂和三水厂扩建工程中引进法国得利满公司(Degremont)的V型滤池过滤工艺,与原来的传统旧滤池相比,技术先进、节能减排,具有明显的社会经济效益,证明了践行科学发展观、采用先进技术是建设优质节能环保型水务的重要环节。
【关键词】滤池:滤速:周期:水质:反冲洗:节能降耗
Display the superiority of the highly effective filter plant to guarantee the highly quality harmonious water supply
Zhou Xue-ying Wei Wen-zhang2
(Jilinshi the limited company of the water duty group Jilin Jilin 132011)
【Abstract】This article introduces the Jilin water service group recommend the French Degremont"s V filter tank filtration craft in the extension project of the No.2 and No.3 plants. Compared with the original traditional old filter tank, it has the profits of the advanced technology, the energy conservated and pollution reduced and the obvious social economy benefit, and it had proven fully the science development view and using the advanced technology is the important link of constructing the highly quality energy conservation and environmental protection in water supply.
【Key words】Filter tank; Filtration rate; Cycle; Water quality; the Counter-flushing; the energy conservated and consume fall
1. 采用现代高效过滤技术是优质、安全供水的重要环节
随着国民经济飞速发展和构建和谐社会的需要,近年来国家对自来水的质量要求越来越高,比如2007年7月1日实施的GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》比旧标准GB5749-85《生活饮用水卫生标准》的检测项目多72项(新标准107项,旧标准35项),并且新标准的要求更为严格。就浑浊度这项指标来说,新标准要求小于1～3NTU,旧标准要求小于3～5mg/l(相当于提高6～10NTU),即新标准对自来水浑浊度的要求应好于旧标准的6～10倍。吉林市水务集团已建厂82周年,虽经几次改造,净化设备仍属20世纪90年代以前的传统工艺,达不到新的水质标准和设计规范要求,在节能和环保方面也很落后。以过滤工艺为例,自1927年建厂以来至今这82年中,曾经采用过鲍尔曼滤机、普通快滤池、移动罩滤池、单阀滤池,这些过滤设备均属耗能高、产量低、水质差的设备,按照新的水质检测标准是不能达标的。特别是过滤设备在自来水生产的22道工序中是最关键的一道工艺,不能有丝毫的疏忽。为满足吉林市160平方公里区域内140万用水人口安全高质用水的需要,集团公司在上个世纪末和本世纪初二、三水厂扩建工程中,经公司与东北市政工程设计研究院认真调研考察,结合吉林市松花江原水低温低浊低碱水质净化难度大的特点,设计中采用了当今国内外最先进的净化工艺,其中在过滤工程中采用了法国恒水位等速过滤的V型滤池技术,收到了水质好、节能减排、节省人力的好效果。在此,仅就高效、节能减排、节省人力、操作方便的V型滤池浅析于下:
2. V型滤池的引进
V型滤池的基本形式是由法国得利满(Degremont)公司开发的一种重力式快滤池。1998年7月1日投产的吉林市二水厂扩建工程引进了法国的V型滤池,设计能力为10万m3/d。净化效果明显好于现有的传统式滤池,故在三水厂扩建工程中选择了V型滤池,设计能力为10万m3/d。经过认真研究消化吸收后,在设计中依据国标GB50013-2006《室外给水设计规范》结合松花江原水水质特点选择设计参数,并本着优先采用国产设备和材料的原则,对进水系统、配水系统、出水系统和自控系统中的闸阀、溢流堰、反冲洗潜水泵、鼓风机、滤头、测压表、流量计、程控仪等均采用国产设备,上马快,投资少,较进口设备节省建设资金37%(进口设备投资需1781万元,而国产设备需投资为1300万元,(1781-1300)÷1300=37%)。
3. V型滤池的构造
共8座滤池,单池尺寸为12m×7m×4.05m,池体为钢筋混凝结构,按功能由以下6部分组成:
3.1 进水及布水系统由进水总渠、控制闸阀、溢流堰、过水堰板及V型槽组成。
3.2 过滤系统由粒径0.9～1.3mm,k80=1.5,厚1.15m 均粒石英砂滤料层和粒径2～4mm,厚50～100mm粗石英砂承托层组成。
3.3 反冲洗系统由鼓风机、潜水泵、配气配水渠、滤板、滤头组成。
3.4 排水系统由池中排水渠和管廊的排水干渠组成。
3.5 计量系统在滤后总干管上安装1台TDS-100-DI600超声波流量计。
3.6 自控系统采用SCADA集散型控制系统,可实现中心控制室、现场监控子站和现场手动操作的分级控制。
4. V型滤池的工作原理
在过滤工序之前的前置构筑物中,水中漂浮物、水草、藻类、悬浮物等已大部分被除掉,过滤的作用就是将前置工序中未除掉的微小悬浮颗粒、无机物和一部分水微生物进一步除去再经消毒后,水便达到饮用标准。V型滤池的运行包括过滤工况和反冲洗工况两个过程。
4.1 过滤工况。关排水闸阀、反冲洗阀和气阀,开进水阀和滤水阀,此时沉后水便经进水及布水系统均匀地进入滤池中,自上而下经由滤料层、承托层、滤头过滤,使水进一步由浊变清,再通过滤板进入清水渠。其工作原理可以概括为滤料层的三个作用:机械筛隔作用、砂粒表面生成滤膜其间的接触凝聚作用、砂粒缝隙间的沉淀作用。
4.2 反冲洗工况。滤池工作一定时间,随着滤料层拦截污物的增多而使阻力增加,滤速降低,直至滤后水变差,即应停止运行,进行反冲洗。冲洗时关进水阀和滤水阀。开进气阀与潜水泵进水阀,而后先开2台鼓风机以15.8L/m2s的反冲洗强度气洗3分钟;接着开一台鼓风机和一台潜水泵以7.9L/m2s的气洗强度和2.2L/m2s的水洗强度混合洗3分钟;最后开2台潜水泵,以4.3 L/m2s的冲洗强度冲洗4分钟,同时V型槽照常进水,以1.2L/m2s的强度进行表面扫洗。冲洗一座滤池共历时10分钟。
5. V型滤池的工作特点及高效节能效果
V型滤池与普通快滤池主要经济技术参数对比列于表1。
V型滤池的工作特点是:
(1)恒水位等速过滤。滤池出水阀随水位变化不断调节开启度,池内水位在整个过滤周期内保持不变,滤池不出现负压,不产生气阻,整个池面始终处于均衡工作状态,运行稳定。
(2)采用均粒石英砂滤料,滤层厚度比普通滤池厚,为1150mm,普通快滤池滤料层厚700 mm,故截污量大、滤速高、水质好、过滤周期长。正常滤速为8~10m/h(普通快滤池为7~9 m/h),水质浊度一般达 0.5NTU以下,(普通快滤池为3NTU以下),过滤周期一般为48小时(普通快滤池为16小时)。
(3)V型进水槽(冲洗时兼做表面扫洗水槽)和排水槽沿池长方向布置,单池面积大时,有利布水均匀,其单池面积为普通快滤池3~5倍,适于大中型水厂,可节省闸门和仪表1/5~1/3,降低工程造价,便于维护管理。
④承托层较薄(50mm~100mm)普通快滤池为450mm~600mm,便于施工和维护,节省材料费用。
⑤采用空气、空气加水、水、表面扫洗四种反冲洗方式,提高了冲洗效果并节水、节电、减排。经统计,节水91%、节电87.5%、减少反冲洗排水85%(以上三个百分数计算依据是普通快滤池单池面积25m 反冲洗泵配套电机功率为75KW,反冲洗强度为13L/m2S,每池一次冲洗历时8分钟;V型滤池反冲洗潜水泵电机功率30KW,鼓风机电机功率45KW)。
⑥冲洗时滤层保持微膨胀状态,避免砂粒间的磨损和跑砂现象,既防止滤膜损坏又延长滤料的使用年限。
⑦与前置混凝沉淀工艺衔接顺畅,配套默契,较传统工艺降低混凝剂投量41%。
⑧自动控制,无人值班,只经常有人巡查即可,节省人力75%。
⑨按GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》要求,出厂水质全面达标。
综上所述,可见吉林市水务集团有限公司践行科学发展观,在二水厂和三水厂扩建工程中引进了当代最高效的法国V型滤池技术,并在全公司五个水厂中优化调度,充分发挥V型滤池的优势,使二、三水厂的V型滤池在全公司制水生产中担负60～65%的过滤水量,收到了节能降耗,水质全面达标的好效果,取得了显著的社会经济效益,为水务事业和谐可持续发展,建设资源节约型、环境友好型社会做出了一定的贡献。