提高虹吸池过滤效果改造方法的技术实践

黄钊明

(广西思其源环保工程有限公司，广西 南宁530012)

虹吸滤池适用于中小型给水处理，与普通滤池相比池深较大。原虹吸滤池设计工艺的出水浊度要求为3 NTU 以下，砂滤料滤层厚度为0.7 m，采用小阻力配水系统［1］。《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)对出厂水浊度要求为1 NTU 以下［2］，采用传统水处理工艺很难达到该要求。在影响水厂工艺提质增效的多个因素中，过滤工艺最为关键［3］。多年来，在广西多个水厂的改造中，针对虹吸滤池采用不同新的工艺技术方法，取得了较好效果。

滤池由进水、滤料承托层、清水(集水)、冲洗配水、排水等系统组成，其中冲洗配水方式对滤池影响较大。虹吸滤池多采用三角槽孔板式滤板冲洗配水方式［1］，使用几年后易出现漏砂堵槽的问题，造成反冲配水不均匀。同时，滤池冲洗水头受池深限制，冲洗水头不高，缺少富余的水头调节，时有冲洗水头不足的问题，造成膨胀率小，冲洗不净，滤砂面层易积泥，使滤池过滤效果降低，出水质量不稳定，一般正常负荷工作的情况下3 ～4 a 就需更换滤料，出水也很难达到标准要求。针对这些问题，通过长期的实践探索，应用不同的冲洗配水方式对滤池进行了改造。

1 短柄滤头滤板冲洗配水方式

1.1 改造方法

采用短柄滤头、砼滤板相结合的小阻力集、配水系统的水处理工艺技术进行改造，该系统的主要优点是基本上取消了砾石级配这环节(只保留2 ～4 mm、100 mm 砾石承托层)，布水均匀，反冲洗用水量降低，可消除因承托层带来的一些不利因素，达到提质增效的目的［4-7］。

1.2 主要构件与配件

构件:砼滤梁、砼滤板、短柄滤头;配件:不锈钢锚固螺杆、压板、L 型边压板。

1.3 施工流程

1)清理拆除原滤板滤料，以符合改造要求。

2)进行滤梁、滤板的捣制。

① 滤梁捣制:滤梁和支墩配筋要与滤池配筋连接，梁面找平层，找平后平整度误差为±2 mm;滤梁底面与滤池底板应预留间距，使配水均匀。

② 滤梁捣制前预埋锚固螺杆在滤板角或滤板边长1/4 处。

③ 滤板制作:滤板在厂家预制，也可在现场用钢模预制，保养后安装。

3)滤板安装，主要注意事项如下:

① 滤板底与滤池底板间距在450 mm 左右。

② 滤板调平，各滤池滤板平整度安装误差为±2 mm。

③ 封堵板间缝隙采用903 密封胶泥、水泥砂浆两层封固。

④ 安装短柄滤头，每格池滤头高差为±2.5 mm、每排滤头直线误差为±4 mm。

4)滤料安装:在滤板上铺设厚100 mm、粒径为2 ～4mm 的砾石，再铺设厚900 mm、粒径为0.6 ～1.2 mm的滤砂。

5)滤池消毒验收:检查配水分布情况、反冲洗效果，有否漏砂等;滤池放水浸泡消毒。

1.4 改造经验

1)滤板在现场制作时，要严格按技术要求制作，确保质量。

2)锚固压板压在滤板边长1/4 处，不易出现滤板边角破裂的问题。

3)设计时采取在滤梁架空的方式，使配水更均匀。

4)滤板块体间缝隙的密封需要使用特殊的胶泥来填充。

5)滤板制作周期长，采用一体式多块立式的模具单次捣制10 块左右，在提高制作进度的同时又确保滤板保养时间。

6)改造后配水阻力减少，冲洗强度加大，出现跑砂问题。对冲洗进水口进行缩小改造，冲洗强度正常，冲洗时间缩短，达到提质增效的效果。

1.5 改造效果

南宁某水厂滤池滤料使用3 ～4 a 后表面积泥，滤料含泥量高，出水不达标，只能更换滤料。改造为短柄滤头滤板冲洗配水方式，改造前后滤池运行参数对比如表1 所示。

改造后，滤料在使用13 a 后表面没有积泥，只是面层含泥量偏高，出水水质不稳定，只需对面层0.5 m 滤料更换。

表1 短柄滤头配水方式的运行效果Tab.1 Operation effect of water distribution by short handle filter head

2 长柄滤头滤板混合气水冲洗配水方式

2.1 改造方法

采用长柄滤头、砼滤板相结合的小阻力集、配水系统水处理工艺技术进行改造。该系统的主要优点是基本取消了砾石级配这环节(只保留粒径为2 ～4 mm、100 mm 厚的砾石承托层)，布水均匀，气冲和气水混合冲洗效果更好，大大降低反冲洗用水量，可消除因承托层存在而带来的一些不利因素，达到提质增效的目的。

2.2 主要构件设备与配件

构件设备:砼滤梁、砼滤板、长柄滤头、配气系统及自控系统;配件:不锈钢锚固螺杆、压板、L 型边压板。

2.3 施工流程

清理、制作安装滤梁、滤板流程与短柄滤头相似，但也有不同之处。

2.3.1 滤池清理

拆除原排水槽，提高排水槽标高400 ～500 mm。

2.3.2 滤梁滤板捣制

在滤梁面布置均气孔，间距250 mm，使布气均匀。

2.3.3 滤板安装

滤板底与滤池底板的间距为800 ～900 mm。

2.3.4 配气系统和自控系统安装

1)设置机房安装鼓风机、PLC 柜、自控柜，现场控制箱安装在池顶走道旁。

2)配气主管安装。

3)滤板下配气根据池型采用配气槽或配气穿孔管方式配气。

4)大、小虹吸管采用真空泵抽真空，抽排气都采用电磁阀控制。

2.3.5 滤料安装

在滤板上铺设厚100mm 、粒径为2 ～4 mm 的砾石，再铺设厚800 mm、粒径为0.6 ～1.2mm 的滤砂。

2.3.6 滤池消毒验收

2.4 改造经验

与短柄滤头改造施工类似，但是需要注意的是为确保达到全自控并减少反冲时间，滤池大、小虹吸采用真空泵抽吸。

2.5 改造效果

广西某水厂滤池滤料使用3 ～4 a 后表面积泥，滤料含泥量高，出水不达标，只能更换滤料。采用长柄滤头滤板混合气水冲洗配水方式对滤池进行改造，运行效果如表2 所示。

改造完成后，滤料使用10 a 后表面没有积泥，滤料干净，含泥量低，只是略有磨损，出水水质稳定，无需更换。

表2 长柄滤头滤板混合气水冲洗配水方式的运行效果Tab.2 Operation effect of water distribution mode of long-handle filter head filter plate and mixing gas-water backwashing

3 ABS 直滤式滤板冲洗配水方式

3.1 改造方法

采用ABS 直滤式滤板工艺技术进行改造，该小阻力集、配水系统的优点在于:①无滤梁，采用不锈钢支撑立杆和托板紧固的固定方法;②滤板块之间采用特殊搭接口，无需密封材料接缝处理;③将滤缝直接制作在滤板上，集滤头滤板于一体;④滤板水平采用螺纹调节安装，水平精度提高;⑤滤板重量轻安装方便。

3.2 主要构件与配件

主要构件:直滤式滤板;配件:不锈钢支撑立杆、底板、托板、压板、边压板、膨胀螺栓。

3.3 施工流程

3.3.1 滤池清池

清理与改造与短柄滤头的方法基本相同。

3.3.2 支撑立杆底板定点安装

1)滤池尺寸测量复核。

2)测定底板安装尺寸基点，拉出横纵基准线。

3)将底板与支撑立杆垂直对(焊)接，用膨胀螺栓按滤板安装尺寸位置固定在池底，用水泥砂浆将底板和螺栓暴露部分浇筑覆盖。

3.3.3 支撑立杆、托板安装

将下螺母、托板安装在立杆上，托板面距滤底高度为350 mm，使托板相互间水平误差为±2 mm。

3.3.4 滤板安装

1)按滤池尺寸对纵横向滤板数进行排列，余下不满整块的，按实际尺寸对滤板进行切割。

2)将滤板安装在托板上，用压板和上螺母将滤板固定(见图1)，整池滤板安装水平误差为±2 mm。

图1 滤板的安装Fig.1 Installation of filter plate

3.3.5 缝隙密封处理

1)对滤板与池壁接缝处打毛，用PP 泡沫条塞缝垫底，再用水泥沙浆对缝隙灌注压实处理。也可采取在滤池进水口处池壁采用角钢作为边梁，其它三周边砖砌边梁，再用水泥沙浆对缝隙灌注压实处理的办法。

2)对滤板之间缝隙和立杆处进行防漏处理。

3.3.6 滤料安装

1)缝隙灌注浆保养后，对滤板面清洗检查。

2)滤板上铺设厚100 mm、粒径为2 ～4 mm 砾石，再铺设厚900 mm、粒径为0.6 ～1.2 mm 的滤砂。

3.3.7 滤池消毒验收

检查配水分布均匀、反冲洗效果，有否漏砂等;滤池放水浸泡消毒。

3.4 改造经验

1)滤板与池壁接缝采用塞泡沫条垫底再灌浆压实处理方法，处理不到位易出现漏砂的问题。采用另一种方法能较好地解决这一问题。

2)滤池改造后冲洗配水阻力减少，冲洗强度加大，易出现跑砂现象。通过对冲洗进水口进行缩小改造，使冲洗强度恢复正常，冲洗时间缩短，达到节能降耗的效果。

3)将支撑立杆底板固定在池底时，要确保每块底板有3 根螺栓固定，膨胀螺栓埋深达到要求。

3.5 改造效果

南宁某水厂滤池滤料使用3 ～4 a 后表面积泥，滤料含泥量高，出水不达标。采用ABS 直滤式滤板冲洗配水方式进行改造，效果如表3 所示。滤料使用12 a 后表面没有积泥，滤料干净，含泥量低，只是略有磨损，出水水质稳定，无需更换。

表3 ABS 直滤式滤板冲洗配水方式的运行效果Tab.3 Operation effect of water distribution of ABS direct filter plate and backwashing

4 结论

① 针对滤池多年的运行情况，分析后采用短柄滤头滤板、长柄滤头滤板、直滤式滤板等集、配水方式对滤池进行改造，达到预期效果。改造后，各项运行技术参数都优于改造前，出水稳定达到《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)的要求。

② 改造后，滤池反冲洗周期都有不同程度的延长，主要是因为反冲洗阻力减小，配水均匀性和冲洗强度提高，每次反冲洗都能使滤料最大限度地恢复截污能力。同时，反冲洗时间缩短，反冲洗水量减少25%以上，提质增效效果显著。

③ 改造后，滤料使用多年后表面没有积泥，滤料干净，含泥量低，只是略有磨损，延长了滤料的更换周期。

④ 由于取消了卵石级配层，相应加大了滤料高度和滤速，提升了滤池运行效率，同时提高了浊度去除率。