張清忠 付真真

(1.同沁(福建)環(huán)境科技有限公司，福建 福州 350003;2.福建省環(huán)境保護設計院有限公司，福建 福州 350001)

福州市某自來水廠V型濾池設計規(guī)模10×104m3/d，由上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司設計。V型濾池采用均質級配石英砂濾料，有效粒徑D10=0.90mm，不均勻系數(shù)1.40，濾料厚度1.20m。支撐層石英砂D=2.0mm，支撐層厚度0.05m，采用QS型長柄濾頭，不可調節(jié)型，濾頭總長度345mm。V型濾池分6格雙排布置，單格尺寸7.2×12.0m。該工程2012年設計完成，2014年建設完畢并投入使用。

目前，V型濾池運行時濾后水渾濁度水質指標與去年同期相比升高較大，濾池反沖洗時濾后水渾濁度超出水廠內控指標(水廠內控標準:濁度<0.5NTU)。現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)每格石英砂濾料濾層厚度變薄，每格濾料濾層減少高度200mm至400mm不等。對V型濾池運行現(xiàn)場調查發(fā)現(xiàn)，濾池的濾板底部及H型排水槽口出現(xiàn)濾料堆積現(xiàn)象。V型濾池的濾板底部濾料堆積見圖1,H型排水槽口出現(xiàn)濾料堆積現(xiàn)象(見圖2)。

圖1 舊V型濾池濾板底部濾料堆積

圖2 舊V型濾池H型排水槽口

本文通過對該舊水廠V型濾池運行系統(tǒng)進行深入分析，結合參與濾池維護的實際工作，總結舊水廠V型濾池運行中出現(xiàn)不同程度的濾料減少問題及其解決措施，可供同行參考、借鑒。

1 舊水廠V型濾池運行濾料減少的原因

1.1 舊水廠V型濾池設計原因

早期設計的V型濾池技術參數(shù)主要參考法國得利滿公司在國內的工程設計參數(shù)。濾池反沖洗系統(tǒng)設計上的缺陷，會導致濾池反沖洗不均勻[1]，如配水配氣渠道流速過大、配水孔配氣孔流速過小導致的一次配水配氣不均勻[2]；設計的沖洗排水槽頂高出濾料層表面高度的要求不滿足，如排水槽頂至濾料層表面高度小于設計要求高度500mm[3]，導致沖洗濾層膨脹，隨水流出濾池；設計設備選型缺陷，如選型的反沖洗設備風壓、水壓過高，配置的氣量、沖洗水量過大未設置相應的放空支管導致沖洗過程中排水帶出濾料。

1.2 舊水廠V型濾池施工原因

主要從V型濾池的建設出發(fā)。建設V型濾池施工隊伍的技術水平決定V型濾池本體及附屬設施的施工質量，影響V型濾池運行的濾料使用情況。舊V型濾池運行中濾料減少的原因主要包含濾板與濾板的安裝接縫、濾板與濾池池壁之間縫隙填充物的安裝，此部分未處理好會導致濾池運行時濾料大量流失；H型排水槽高度未按照設計施工，排水槽高度不足，導致濾池沖洗時，濾池濾料膨脹隨沖洗水排出。H型排水槽口施工不平整，導致濾池沖洗時排水槽低的一側濾速大，容易造成紊流區(qū)域濾料流出。

舊水廠V型濾池濾板原來建設安裝的濾頭破損，造成運行時濾料流失。此部分因素造成的濾料減少主要表現(xiàn)為濾料向濾水方向流失，實際上舊V型濾池運行中，V型濾池濾料層表層明顯區(qū)域為下凹現(xiàn)“漏斗”狀(如圖3)，舊V型濾池運行中出現(xiàn)濾板下方堆積濾料，堆積的濾料為山丘形狀，對于小漏點無此明顯狀態(tài)。

圖3 V型濾池濾料層表層狀態(tài)

1.3 舊水廠V型濾池運行原因

舊水廠V型濾池運行工況原因分析，主要考慮舊水廠V型濾池的人為設定參數(shù)情況，人工手動操作控制不當，以及舊水廠運行使部分設備產生一定的性能變化，最終導致濾池濾料減少。

舊水廠V型濾池設定的PLC程序中氣沖洗時間過長[2]，會加速濾池濾料顆粒間的磨損，使濾池濾料在運行中隨過濾水和反沖洗水流失。

舊水廠V型濾池人工操作不當也會引起濾料的流失，如沖洗時間過長、氣沖洗階段未開啟放空閥等。

舊水廠V型濾池運行中部分濾頭的破損、濾板與濾板及濾板與濾池池壁之間的縫隙填充物膠泥的附著力降低而脫離，使得濾料流失。同時，在濾池使用中，由于濾頭的微生物堵塞、松動，導致反沖洗不均勻，也會使濾料流失。

2 舊水廠V型濾池運行濾料減少問題的解決措施

解決舊V型濾池運行濾料減少問題，最重要的是分析V型濾池運行濾料減少原因，再針對具體的原因采取相應的解決措施。

通過觀察V型濾池的使用現(xiàn)狀外觀，設備的運行維護情況，日常運行工況來判斷濾池的濾料減少原因。例如V型濾池使用中，沖洗排水槽排水不均勻，則排水槽高低不平造成；濾池表面有凹現(xiàn)“漏斗”狀，凹凸明顯不平情況，則濾頭或濾板出現(xiàn)裂縫或斷裂；濾池濾料流失高度的一致，濾層頂距排水槽高度基本相同，則濾池濾料流失反沖洗強度過大造成等，通過上述簡易的方法判斷相應的情況。

2.1 針對設計原因引起濾料減少的解決措施

因設計導致反沖洗系統(tǒng)的反沖洗強度過大，造成濾料減少，可以通過降低氣水沖洗階段的氣沖洗強度或水沖洗強度措施來處理。比如在氣管、水管的總管道上做一路分流、分壓支管來降低反沖洗強度。在投資允許情況下，也可以適當更換調整設備，使反沖洗滿足使用要求。

設計的沖洗排水槽頂高出濾料層表面高度的要求不滿足，此為排水槽頂?shù)母叨炔蛔?，需要增加排水槽頂部的高度。這可以通過加裝與原來相同的瓷磚來增加高度，此法需要明確具體的加裝高度，靈活性較差；也可以通過安裝可調節(jié)的水平三角偃板，增加排水偃高度，此法靈活性強，可以根據(jù)現(xiàn)場的需要實時調整，適應性強?，F(xiàn)階段按照《室外給水設計標準》(GB 50013-2018)進行設計，不會產生相應的問題。

2.2 針對施工原因引起濾料減少的解決措施

舊水廠V型濾池施工方面的原因，主要來自V型濾池施工隊伍的技術水平以及施工現(xiàn)場的管理，導致建設施工中產生質量問題。濾板間的安裝接縫、濾板與濾池池壁之間的縫隙填充物的安裝質量問題，需要濾池分格停水清理濾板上方的濾料層，對濾池濾板的整改，重新填充固定膠泥，調整濾板的水平度等。對于施工原因造成破損、未擰緊的濾頭，須更換濾頭及擰緊處理。H型排水槽高度未按照設計施工，導致排水槽高度不足的，也可以通過加裝與原來相同的瓷磚來增加高度，或者安裝可調節(jié)的水平三角偃板增加排水偃高度。

2.3 針對運行原因引起濾料減少的解決措施

對于舊水廠V型濾池的人為因素引起的運行程序問題，需要結合現(xiàn)場情況更改相應程序；對于氣沖洗歷時過長的，要結合現(xiàn)場按照規(guī)范調整沖洗時間，同時觀察沖洗后濾層的潔凈程度進行調整，以達到標準要求。濾池濾頭的微生物及污泥堵塞導致反沖洗不均勻而使濾料流失的，建議定期用含氯量30mg/L以上的消毒劑，在濾池中浸泡24小時。同時，加強后期V型濾池的運行管理，定期培訓操作人員，提升其技術水平，及時發(fā)現(xiàn)V型濾池的運行問題。

3 結論

舊水廠V型濾池運行中出現(xiàn)不同程度的濾料減少問題，需要通過現(xiàn)場觀察濾池的運行情況來判斷，其中既有設計和施工方面的原因，也有現(xiàn)場運行的原因。這需要通過具體情況采取相應的解決措施?？傮w來說，濾池濾板和濾頭的問題，以及反沖洗相關因素是濾料減少的主要原因，在V型濾池運行中需要格外注意。