概况
吉林市第四水厂建厂初,滤池系统采用移动冲洗罩滤池。当时考虑到它具有造价低,不需大量阀门设备,能自动连续进行,不需冲洗水泵,池深浅,结构简单,省电占地少的优点,但经过近十年的运行,这种滤池在使用过程中的缺点暴露的越来越明显。
首先是它在反问时要求罩体与隔墙间的密副反应要高,在运行初期,由于设备新,密封效果,形成了恶性循环。
其次,移动冲洗罩滤池在冲洗完毕后的起始滤速较高,在每年潮期个别滤池的出水浊度较高。进入了集水区后影响了其它滤油的出水质量。
再有,这种滤池的机械设备加上维修量大,提高了处理水的成本。
根据上述情况,设想近期对滤池进行改造。虽然V型滤池是目前实行的新型滤池,但首次投资太高,水厂资金回笼慢。而普通快滤池在本市的几家水厂都先后被采用过,有系统的运转经验,运行可靠。池深也较为适中,在原有移动罩冲洗滤池的构造基础上便于改造,所以决定采用普通快滤池。
改造简介:改造前原移动冲洗 罩滤池共两组,五十二个滤格,单格平面积为1.65×1.55米,池高3.5米(设计地面上),池内工作水位3.2米。两组滤池各有独立的冲洗罩,单池循环冲洗。每组滤池末尾有一个1.4×0.9米的出水槽,由DN600的出水管排向清水池,设计反冲洗强度为15升/米·秒,反冲洗由移动罩冲洗水泵完成,冲洗周期为24小时,承托层厚度为300mm,石英砂滤料层厚700mm.
改建后,普通快滤池仍为两组,共八座。
1、滤池面积及尺寸滤池工作时间为24小时,冲洗期为8小时,冲洗时间为8分钟。
滤池面积为11.01平方米。因考虑到旧有土建结构,改造后单池尽寸为3.42×3.22米。利用原构造纵向每两个格,横向每两格改为一座普通快滤池,余下两组滤池与末尾出水槽并为座滤池。由于池多,将阀门设于池身中间,以便于检查维护和方便操作。
2、滤池按原设计高度为3.5米,承托层高0.5米,滤料层高1.0米,超高0.3米,砂面上水深1.6米。滤料采用单
层无均质滤料石,石英砂滤料粒径为1.2-1.5mm,厚度为1000mm,根据设计滤料层膨胀率为10%,承托层级配及厚度标准设计。
3、配水系统
(1)干管:滤池冲洗强度q=15升/秒
管内流量qg=0.231米2/秒
管内流速Vg=1.2米/秒
采用管径dg=500
(2)支管:支管中心间距采用0.2米
每池支管数为nj=2×3.42/0.2=34根。
每根支管流量qj=0.462/34=0.014米2/秒
流速为Vj=1.8米/秒
采用管径dj=100的管材
(3)孔眼布置
支管孔眼总面积与滤池面积之比为0.35%孔眼总面积Fk=0.354%Vg×11.01=0.039米3采用孔眼直径为dk=12毫米,孔眼总数为345个,每根支管孔眼数为10个,孔眼布置设为两排,与垂线成45度夹角向下交错排列,每排孔眼中心距为0.1米。每根支管长度为Lj=0.5×(3.22-0.4)=1.41米。
4、洗砂排水槽中心距采用1.6米,排水槽根数no=3.22/1.6=2根,每槽排水量qo=15×3.42×1.7=0.153米3/秒,采用半圆形标准断面。槽中流速采用Vo=0.6米/秒,槽断面尽寸X=0.5×(82/1000×0.6)1/2=0.18米。
改用单层均质滤料石,石英砂滤料层的粒径为1.2-1.5毫米,厚度为1000毫米。根据设计规范滤料层的膨胀率为10%,承托层的级配及其厚度同标准图集。
5、滤池各种管渠计算:
1)进水进水总流量Q1=1.99×104米2/口采用进水渠断面渠宽为0.42米,水深为0.45米
渠中流速V1=1.2米/秒采用进水干管直径D2=350mm,管内流速V2=0.9m/s.
2)冲洗管径D3=350流速V3=2.0米/秒
3)清水:清水渠断而同进水渠断面。每个滤池清水管流量Q4=0.15米3/秒采用管径D3=400管内流速V3=1.2米/秒
4)排水:排水流量Q6=0.165米3/秒,渠中流速V6=1.2米/秒,排水渠断面宽度为0.46米,水深0.3米。
5)冲洗水箱:冲洗水箱容积为148.6米3
冲洗水箱底应高出洗砂排水槽面:1.1+2.8+0.15+0.72+1.5=6.3米。
设计心得:
虽然水厂经改造后,将原来较先进的滤池形式改为最普通的普快滤池。但在设计中将目前较先进的技术应运到上艺中去了。比如,用PLC—XBT键盘微机控制器取代了原形式中控制阀门的滤池控制台和操作箱器。这样做不但使操作布局更为简洁有序,而且通过网络的联系,使各个滤池相互协调,从而实现了整个滤池系统的全自动运行,提高了系统的先进性和运行管理水平。同时为水厂早日实现网络化提供了好的接口。
再有,滤料采用料径相对较粗的石英砂均质滤料,它的截污和纳污能力及延长滤池工作周期都有很好效果。
经济分析:
滤池改造后,反冲洗干净彻底,过滤效果明显提高,改造前冲洗单格耗水量为18.4立方米,由于改造后滤池面积增大,单格耗水量为73.9立方米,由于格数减少,那全年全部滤池改造前冲洗水量为34.9万立方米。改造后降到21.6万立方米。全年节水量为13万立方米。移动罩冲洗泵全年耗电为1.3万千瓦时。由于采用水箱式冲洗方式可节约大部分的耗电量。如果每立方米水成本为0.65元,每千瓦时0.58元计算,全年可节省9万元。