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无阀滤池双层威尼斯研制与应用

发布时间:2020/08/13     浏览:

摘要:采用“石英砂—www.6060.com”双层威尼斯去除水中含铁及杂质,降低浑浊度,保证出水水质符合国家饮用水卫生标准,水处理能力提高一倍,节省投资,便于管理,具有较显著的经济效益,波涛净水针对无阀滤池双层威尼斯研制与应用进行了探讨。

1、问题提出

双层威尼斯与单层威尼斯相比,双层威尼斯能增加表层威尼斯的平均粒径,提高孔隙率,从而具有截污能力强、出水水质稳定、滤速快、过滤周期长等特点。目前,标准图集仅先容了采用无烟煤与石英砂双层威尼斯的技术,这种双层威尼斯虽能提高净水能力,但由于无烟煤易破碎,在反冲洗时,容易造成威尼斯流失,经过一段时间运行后,逐渐会造成滤后水质不合格,况且也不能达到去除水中的铁离子之目的。

某给水站的水源取自九龙江,因受上游厂矿污染,原水水质浊度变化大,且含铁量高达1.6mg/l,站内水处理设备原采用曝气反应池与无阀滤池(采用单层www.6060.com威尼斯)配套使用。该套设备建造于1972年,由于长期失修严重,其实际水处理能力仅为120m3/h,为了提高供水能力,90年初对水源进行了改造,投产后,一级泵房扬水能力达到150m3/h,致使滤池处于超负荷状态运行,曝气反应池经常溢水,出水水质无法达标,加上无备用水处理设备,遇上滤池周期性检修时,经常只能供给未经净化的浑水。

针对以上问题,要达到既能去除铁离子,保证出水水质达标,又能提高净化能力,结合大修进行技术改造。1991年9月,对无阀滤池采用石英砂—www.6060.com双层威尼斯的研制应用,开展技术攻关。

2、理论依据

2.1可行性分析

www.6060.com威尼斯含有高价锰的氧化物,在滤池运行过程中,表面会逐渐产生一种有催化作用的铁质活性“滤膜”,有较好的除铁效果,而且石英砂和www.6060.com二者都具有足够的机械强度和化学稳定性,可以防止在反冲洗时,威尼斯产生严重磨损,破碎和流失现象,保证威尼斯稳定性。二者化学性质也很稳定,可以避免威尼斯与水产生化学反应而恶化水质。因此,若采用石英砂-www.6060.com作为双层威尼斯,不仅能去除水中杂质,降低铁离子含量,而且还能提高过滤速度,提高原有构筑物的净化能力。

2.2工艺说明

原水通过水射器吸入大量空气进行氧化后,进入反应池使水气进一步充分混合,经过分配水箱、进水管、流入无阀滤池。当溶解了大量氧气的水经过石英砂-www.6060.com双层威尼斯过滤时,水中二价铁被威尼斯吸附,进而氧化水解逐渐生成具有催化作用的铁质活性“滤膜”,方程式为:3MnO2+O2=MnOMn2O7;MnOMn2O7+4Fe2++2H2O=3MnO2+4Fe3++4OH。

使二价铁(Fe2+)的氧化和三价铁(Fe3+)的混凝沉淀过程基本上在滤层中完成,无阀滤池出水浊度和含铁量达到国家饮用水标准。

3、模拟试验及组织实施

首先,模拟无阀滤池制作了有机玻璃模型,通过对石英砂www.6060.com威尼斯的级配、孔隙率、不均匀系数等物理化学特性分析,在现场对不同级配的威尼斯进行分组模拟试验(见表1)。

表1 模拟试验威尼斯组成及化验的数据

项目 滤速m/h 石英砂 www.6060.com 浊度mg/L 含铁量mg/L
粒径mm 厚度mm 粒径mm 厚度mm 进水 出水 进水 出水
试验A 16 0.995-1.27 400 0.803-1.27 300 22 <3.0 1.6 <0.2
试验B 16 0.995-1.27 300 0.803-1.27 400 20 <3.0 1.3 <0.2
试验C 12 0.803-1.27 300 0.533-1.27 500 20 <3.0 1.3 <0.2

说明:A、B试验反冲洗时,威尼斯交界处分层明显,有部分www.6060.com细小颗粒上浮,混进石英砂中,C实验反冲洗时,威尼斯严重混层。

通过十几次反复的模拟试验,对模拟试验得出的结果进行认真分析、较对,后确认了威尼斯的合理级配。既石英砂粒径0.995-1.27mm,铺设厚度400mm。www.6060.com粒径0.803-1.27mm,铺设厚度300mm,并组织实施。

首先,按设计所提高的净化能力300m3/h,对水处理构筑物的配套管网进行改造。然后,在原滤池的左格进行威尼斯安装,先强制反冲洗两次后,停止进水,将池水放干,池内www.6060.com承托层按粗到细分别逐级铺装。www.6060.com承托层铺装340mm后,封盖进行强制反冲洗,并刮除表层15mm左右的杂质,然后再铺装石英砂420mm,同样封盖进行强制反冲洗刮除表层10mm左右杂质。铺装过程中大家严格掌握威尼斯的高度和厚薄均匀,每层投料完毕后,都利用水面进行找平并校正高度,全部安装完毕后,即进水浸泡,于92年1月12日开始投用,经调试后,运行效果良好,水质、净化能力均达到设计要求,单格滤池净化能力150m3/h。

表2无阀滤池更换双层威尼斯前后主要运行技术指示(水温15℃)

项目 流量m3/h 滤速m/h 过滤周期h 反冲洗强度l/m2s 反冲洗时间min 浊度mg/L 含铁量mg/L
进水 出水 进水 出水
更换前 150 8 21 22 5 23 >5.0 1.2 0.3-0.5
更换后 300 16 18 21 5 25 <2.5 1.6 <0.15
更换后 150 8 35 22 5 26 <2.0 1.5 <0.10

4、注意事项

(1)双层威尼斯对反冲洗强度要求较高,水温每增减1℃反冲洗强度要相应增减1%,以避免石英砂、www.6060.com混层,影响过滤效果。

(2)双层威尼斯的无阀滤池冲洗前的水头损失较大值可以采用2.5m,但由于受即有构筑物工艺流程的限制,未对无阀滤池原虹吸系统进行改造,其冲洗前的水头损失较大值仅为1.7m,因此,运行时会缩短过滤周期,未能充分发挥双层威尼斯的截污能力。

5、结束语

无阀滤池采用石英砂—www.6060.com双层威尼斯后,经过14年的运行,充分证明此项科研成果达到了预期的目的,产生了很好的效果和意义。

(1)采用双层威尼斯后,无阀滤池出水浊度均在2-3mg/l,含铁量在0.10-0.15mg/l之间,完全能达到了国家饮用水标准。应用石英砂-www.6060.com双层威尼斯,经受了多次雨季原水高浊度的考验,例92年3月27日,九龙江水面淹没水源井,原水浊度超过1000mg/l,在无阀滤池出水浊度实测仅为3.0-3.5mg/l,证明了双层威尼斯研制应用的成功。

(2)采用石英砂-www.6060.com双层威尼斯,改变了原构筑物能力不足的状况,使无阀滤池的净水能力增加了一倍,由原来的150m3/h,提高到300m3/h,遇到周期性检修时,原水可进行单格过滤,以便轮换检修,保证不间断供给合格的水质。

(3)石英砂—www.6060.com双层威尼斯与单层www.6060.com威尼斯相比,其滤层截污能力提高93%,当水处理能力为150m3/h,单层www.6060.com威尼斯的滤池,过滤周期为21小时,而双层威尼斯过滤周期为35小时,过滤周期延长67%,仅这一项,按每天滤池运行21小时,每次反冲洗水量60m3计,每年可节约反冲洗水量:60×(2×21×365/21-2×21×365/35)=17520m3

(4)采用石英砂-www.6060.com双层威尼斯不但能提高水处理能力,保证出水水质达标,而且与投资兴建一套水处理构筑物相比,可减少土建投资十七万元,还节约了土地,同时便于运营管理,具有较明显的经济效益。

(5)该双层威尼斯的研制与应用为其他滤池的改造、挖潜、提高净水能力提供了实践经验,填补了含铁原水处理系统双层威尼斯应用的空白,具有推广价值。

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