. 节能减排.
CITY AND TOWN WATER SUPPLY
科学管理V型滤池，提高过滤效能
许健宁
（汕头市自来水总公司，广东汕头 515041）
摘要：结合水处理工艺运行状况，通过滤料检查和水质分析，提出V型滤池的科学管理措施，再进一步提升过滤效能。
关键词：V型滤池 含泥量 过滤周期 气水反冲洗 过滤效能滤池是常规净水处理工艺中最后一道去除浊度的工序，对整个系统处理效果起最终的把关作用，其运行工况直接影响出水水质。V型滤池是法国独创的水处理工艺，其滤料组成采用均质石英砂，提高滤层截污能力，实现了深层截污；反冲洗时采用气水同时反冲洗，避免了滤层膨胀而导致的反冲水力自然分级和形成泥球的问题[1]。在V 型滤池的日常运行中，制水厂应结合生产实际进行科学调控，在确保滤池出水水质的基础上进一步降低生产能耗。
1.月浦水厂滤池运行情况汕头市月浦水厂是1999建成投产的水厂，现建成第一阶段20×104 m 3/d，该厂的过滤系统是10格气水反冲洗V 型滤池，单格过滤面积为90m 2；均质石英砂粒径为0.9～1.35mm，层厚1.2m ；滤层上面水深1.25m ；设计滤速为10m/h。
月浦水厂原水为江水，水质指标达到《地表水环境质量标准》GB3838—2002的Ⅱ类要求，原水浊度2009年平均12.7NTU，2010年1～9月平均为40.7NTU。日常生产运行中，待滤水浊度一般控制在3NTU 左右，特殊水质期间会略有波动：当原水高浊时待滤水浊度不超过6NTU ；原水低浊期间待滤水浊度最低仅2NTU。我们对运行48小时后的滤池进行滤料检查，滤砂含泥量仅为0.24%，经反冲洗后含泥量下降至0.12%，滤池的过滤效能未能得到充分发挥。
针对月浦水厂原水水质比较稳定的情况，为进一步提升V 型滤池的过滤效能，我们结合月浦水厂的工艺运行情况，从水质、滤池管养等方面综合分析，对滤池进行延长过滤周期和调整反冲洗时间的试验，并通过出水水质、滤砂情况、滤料含泥量、反冲洗强度等方面的监测分析，提出V 型滤池的科学管理
措施，在保证滤池出水水质的基础上进一步降低运行能耗。
2.延长过滤周期V 型滤池过滤周期的设置主要由出水水质、水头损失来确定。月浦水厂V 型滤池过滤周期依据水质情况（待滤水、滤后水浊度）、过滤速度（清水阀门开度）两种参数进行调整。试验前，月浦水厂过滤周期设置在48小时，从反冲洗前后滤砂含泥量变化考虑，滤池的过滤效能未能得到充分发挥。另外，待滤水浊度在3NTU 左右时，滤后水浊度在0.15NTU 以内，浊度去除率达到97%以上，滤池的水头损失远远低于2.0～2.5m 的限制值[1]；从滤池清水阀门开度的变化情况来判断过滤速度非常稳定，取水量在6200m 3/h 时，滤池维持恒水位过滤，阀门开度在22～40%波动，10格滤池的清水阀门开度在过滤周期内无明显上升趋势。根据以上分析，我们将滤池的过滤周期从48小时延长至70小时，对试验滤池进行水质、滤料状况的检测分析。
2.1 水质分析
我们将滤池过滤周期延长至70小时，监测试验滤池的出水水质和过滤速度，掌握整个过滤周期内水质和水头损失的变化趋势，以判断滤池延长过滤周期的可行性。由于滤池清水阀门的开度直接反映滤层水头损失的情况，所以我们在试验中采用滤池清水阀门的平均开度作为衡量滤池过滤速度、水头损失的参考值，监测数据如图1：
由图1，当原水浊度低于100NTU 且水质无其他异常时，延长过滤周期至70小时有助于降低滤池出水浊度；滤池清水阀门开度变化不大，可见滤速稳定，滤层水头损失无明显增大。由于V 型滤池滤层采用的是均质滤砂，滤料粒径粗细均匀，吸附表面积一样，
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. 节能减排.
主要原因是原水水质、水温等的变化以及取水机泵间歇开停等情况引起了待滤水中的藻类数量增加。原水浊度升高时，由于原水中的悬浮物、胶体等杂质大量增加，制水厂的加药量也相应加大，絮凝阶段形成的大颗粒絮凝体可以吸附较多的藻类细胞进
图1 滤后水浊度、清水阀门开度变化趋势图行沉降去除，所以原水
浊度升高期间待滤水藻类含量明显减少，滤砂表面截滤粒间的孔隙也一致，进入滤层中的杂质颗粒受洗脱
留的藻类也大大减少。作用大于粘附作用时，可在滤砂中逐层下移。月浦水
2.2.2 观察滤砂表面，有滤膜形成的区域才有厂V 型滤池滤层厚度为1.2m，可充分发挥滤层的深
藻类附着繁殖。所以，延长过滤周期会加大滤砂表面层截污能力，有效保证了滤池在试验周期内的净水效
滤膜形成的机会，从而有助于截留更多的藻类。在过果。
滤周期结束进入反冲洗时，调整反冲洗时间可以去除2.2 滤料表面藻类滋生情况分析
滤膜及藻类。滤池在工作过程中截留待滤水中的杂质颗粒，包
2.3 滤料含泥量分析括胶体颗粒和残存藻类细胞，这些颗粒被截留于滤砂表面形成滤膜（泥膜），
藻类细胞受胶体吸附，停留在滤膜上继续繁殖。延长过滤周期会不会使藻类附着繁殖的情况更严重呢？我们在不同水质条件下对不同过滤周期的滤池进行滤砂表面检查，发现情况有较大的差别，记录如表1。由表1，可得出以下结论：
2.2.1 滤砂对待滤水中藻类的截留数量随过滤周期的延长而增大，一方面是由于过滤周期的延长有助于滤砂表面滤膜的成片生成，可以吸附更多的藻类细胞进行繁殖。
但延长过滤周期并不是导致滤砂表面藻类大量滋生的主要原因，
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NO.3 2011
不同过滤周期滤砂表面藻类附着繁殖情况对比 表1
气温（℃）
原水浊度加药量待滤水浊度滤后浊度（NTU）（mg/L）（NTU）（NTU）
100
1.82.51.5
2～35～62～3
0.180.100.12
滤砂表面藻类滋生情况
运行48h 后的滤池有藻类散布滋生无藻类滋生。无藻类滋生。
运行70h 后的滤池成片藻类滋生，滤料表面出现较厚的滤膜。极少藻类滋生，滤料表面出现较厚的滤膜。
极少藻类滋生。
20～30
不同反冲洗时间前后含泥量检测数据 表2
48小时
反冲洗前
含泥量
0.24%
0.12%
0.53%
0.11%
反冲洗后
反冲洗前
70小时
反冲洗后
不同反冲洗时间后的滤料情况对比 表3
反冲洗时间搭配
1/3/5min
3/6/3 min
反冲洗后滤砂含泥量0.11%0.10%
滤砂表面藻类繁殖情况有一些成片附着藻类的滤膜未彻底清除滤砂表面洁净
. 节能减排.
在进行滤料含泥量检测过程中，我们对每格滤池采4～5个点的样品，采砂深度在10～20cm，采集的砂样烘干至恒重后，分为10份，每份等重；每份砂样进行盐酸浸泡后，小心洗脱滤砂表面吸附的泥至洗脱水色不呈明显黄浊色；烘干至恒重，计算含泥量。记录数据如表2。
表2数据可以看出，经过运行48小时后的滤池截留的杂质颗粒非常少，反冲洗后的含泥量只由0.24%下降至0.12%，其过滤效能未得到充分发挥；经过运行70小时后的滤池截留的杂质颗粒有所增加，含泥量由0.53%下降至0.11%，过滤效能得到了发挥。
含泥量的多少说明滤料的截污情况，与待滤水浊度、滤池过滤周期有关。由于月浦水厂待滤水浊度一般保持在3NTU 左右，滤池的运行负荷较轻，出水水质稳定，所以从V 型滤池的深层截污效能方面考虑，延长过滤周期可以使滤池的过滤效能得到更大的发挥。
2.4 翻砂检查滤料、滤头
经过70小时运行后，我们对滤池进行翻砂，检查滤料结构、滤板及滤头的情况。滤层没有出现泥球、板结的现象，滤砂分布均匀，没有出现裂缝；滤头没有断裂、阻塞等情况出现。
3.反冲洗强度调整月浦水厂滤池的配水系统采用气水反冲洗滤头小阻力配水系统，其气水反冲洗参数如下：
气冲：冲洗强度16L/sm2，时间1min ；气水混合冲：冲洗强度：水3 L/sm2，气16 L/sm 2，时间3min ；
水冲：水6 L/sm2，时间5min ；扫洗：冲洗强度2 L/sm2（贯穿全反冲洗过程）；滤池运行70小时后经过上述反冲洗强度、时间进行反冲洗，观察反冲洗过程中的废水情况，发现气冲、气水混冲时间不够，而水冲时间偏长。我们对反冲洗参数进行相应调整，分别延长气冲、气水混冲的时间，缩短水冲时间，调整后的气冲、气水混冲、水冲时间分别为3min\6min\3min。对比调整之前的反冲洗参数，我们对反冲洗后的滤池进行滤砂含泥量的检查，数据记录如表3。
如表3，调整反冲洗时间前、后的滤砂含泥量有微小变化；附着在滤砂表面繁殖的藻类经反冲洗后的去除情况有差别：采用1/3/5min时间反冲洗后的滤砂表面仍可以见到一些未冲洗排除彻底的滤膜，上面附着的藻类会在下一个过滤周期内继续繁殖；采用
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3/6/3min时间反冲洗效果较好，可使滤砂在气冲和
混冲阶段得到更加充分的摩擦，滤砂表面滤膜得以彻底去除，反冲洗后的滤砂表面洁净，没有见到残存附着藻类的滤膜。
4 降低滤池运行成本延长过滤周期至70小时后，月浦水厂整个滤池的运行成本明显下降。以日产水量12万m 3来计算，根据目前月浦水厂取水机泵的配置情况，每日取水机泵需开20小时左右，则滤池每日运行以20小时计：
过滤周期设置为48小时情况下，每格滤池每个月反冲洗次数为：30天×20h/48h≈12次；
过滤周期设置为70小时情况下，每格滤池每个月反冲洗次数为：30天×20h/70h≈9次；
10格滤池每月节约反冲洗次数为：10×3=30次月浦水厂延长V 型滤池过滤周期至70小时后，每月可以减少反冲洗30次左右，有效节约了滤池的运行成本。
5 结语5.1 V 型滤池的结构有利于滤层深度截污，制水厂应根据生产和水质实际情况，适当调整过滤周期，使滤池的过滤效能得到进一步发挥。原水浊度偏低（
5.2 延长V 型滤池过滤周期后，应经常检查滤砂表面的情况，如果发现滤砂表面有藻类附着大量繁殖，应适当缩短过滤周期，必要的时候可以对藻类繁殖严重的滤池进行30mg/L[3]漂粉精浸泡，有效去除藻类。
5.3 检测滤料的含泥量可以判断滤池的运行状况，并对滤池的过滤效能进行初步评估。制水厂应在滤池运行一段时间后，对滤料进行含泥量、翻砂等检查，并做好记录，形成一套规范的滤池运行资料档案。
参考文献
[1]、城市供水行业职业技能培训丛书——净水工，中国城镇供水协会编，—北京：中国建筑工业出版社，2005年
[2]、许健宁、卢煜民 春季低浊期间制水工艺设施的运行管理 城镇供水 2010 4:36—38
[3]、城镇供水厂运行、维护及安全技术规程，中华人民共和国住房和城乡建设部发布，—北京：中国建筑工业出版社，2009年
作者通联：[1**********]8
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（汕头市自来水总公司，广东汕头 515041）
摘要：结合水处理工艺运行状况，通过滤料检查和水质分析，提出V型滤池的科学管理措施，再进一步提升过滤效能。
关键词：V型滤池 含泥量 过滤周期 气水反冲洗 过滤效能滤池是常规净水处理工艺中最后一道去除浊度的工序，对整个系统处理效果起最终的把关作用，其运行工况直接影响出水水质。V型滤池是法国独创的水处理工艺，其滤料组成采用均质石英砂，提高滤层截污能力，实现了深层截污；反冲洗时采用气水同时反冲洗，避免了滤层膨胀而导致的反冲水力自然分级和形成泥球的问题[1]。在V 型滤池的日常运行中，制水厂应结合生产实际进行科学调控，在确保滤池出水水质的基础上进一步降低生产能耗。
1.月浦水厂滤池运行情况汕头市月浦水厂是1999建成投产的水厂，现建成第一阶段20×104 m 3/d，该厂的过滤系统是10格气水反冲洗V 型滤池，单格过滤面积为90m 2；均质石英砂粒径为0.9～1.35mm，层厚1.2m ；滤层上面水深1.25m ；设计滤速为10m/h。
月浦水厂原水为江水，水质指标达到《地表水环境质量标准》GB3838—2002的Ⅱ类要求，原水浊度2009年平均12.7NTU，2010年1～9月平均为40.7NTU。日常生产运行中，待滤水浊度一般控制在3NTU 左右，特殊水质期间会略有波动：当原水高浊时待滤水浊度不超过6NTU ；原水低浊期间待滤水浊度最低仅2NTU。我们对运行48小时后的滤池进行滤料检查，滤砂含泥量仅为0.24%，经反冲洗后含泥量下降至0.12%，滤池的过滤效能未能得到充分发挥。
针对月浦水厂原水水质比较稳定的情况，为进一步提升V 型滤池的过滤效能，我们结合月浦水厂的工艺运行情况，从水质、滤池管养等方面综合分析，对滤池进行延长过滤周期和调整反冲洗时间的试验，并通过出水水质、滤砂情况、滤料含泥量、反冲洗强度等方面的监测分析，提出V 型滤池的科学管理
措施，在保证滤池出水水质的基础上进一步降低运行能耗。
2.延长过滤周期V 型滤池过滤周期的设置主要由出水水质、水头损失来确定。月浦水厂V 型滤池过滤周期依据水质情况（待滤水、滤后水浊度）、过滤速度（清水阀门开度）两种参数进行调整。试验前，月浦水厂过滤周期设置在48小时，从反冲洗前后滤砂含泥量变化考虑，滤池的过滤效能未能得到充分发挥。另外，待滤水浊度在3NTU 左右时，滤后水浊度在0.15NTU 以内，浊度去除率达到97%以上，滤池的水头损失远远低于2.0～2.5m 的限制值[1]；从滤池清水阀门开度的变化情况来判断过滤速度非常稳定，取水量在6200m 3/h 时，滤池维持恒水位过滤，阀门开度在22～40%波动，10格滤池的清水阀门开度在过滤周期内无明显上升趋势。根据以上分析，我们将滤池的过滤周期从48小时延长至70小时，对试验滤池进行水质、滤料状况的检测分析。
2.1 水质分析
我们将滤池过滤周期延长至70小时，监测试验滤池的出水水质和过滤速度，掌握整个过滤周期内水质和水头损失的变化趋势，以判断滤池延长过滤周期的可行性。由于滤池清水阀门的开度直接反映滤层水头损失的情况，所以我们在试验中采用滤池清水阀门的平均开度作为衡量滤池过滤速度、水头损失的参考值，监测数据如图1：
由图1，当原水浊度低于100NTU 且水质无其他异常时，延长过滤周期至70小时有助于降低滤池出水浊度；滤池清水阀门开度变化不大，可见滤速稳定，滤层水头损失无明显增大。由于V 型滤池滤层采用的是均质滤砂，滤料粒径粗细均匀，吸附表面积一样，
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主要原因是原水水质、水温等的变化以及取水机泵间歇开停等情况引起了待滤水中的藻类数量增加。原水浊度升高时，由于原水中的悬浮物、胶体等杂质大量增加，制水厂的加药量也相应加大，絮凝阶段形成的大颗粒絮凝体可以吸附较多的藻类细胞进
图1 滤后水浊度、清水阀门开度变化趋势图行沉降去除，所以原水
浊度升高期间待滤水藻类含量明显减少，滤砂表面截滤粒间的孔隙也一致，进入滤层中的杂质颗粒受洗脱
留的藻类也大大减少。作用大于粘附作用时，可在滤砂中逐层下移。月浦水
2.2.2 观察滤砂表面，有滤膜形成的区域才有厂V 型滤池滤层厚度为1.2m，可充分发挥滤层的深
藻类附着繁殖。所以，延长过滤周期会加大滤砂表面层截污能力，有效保证了滤池在试验周期内的净水效
滤膜形成的机会，从而有助于截留更多的藻类。在过果。
滤周期结束进入反冲洗时，调整反冲洗时间可以去除2.2 滤料表面藻类滋生情况分析
滤膜及藻类。滤池在工作过程中截留待滤水中的杂质颗粒，包
2.3 滤料含泥量分析括胶体颗粒和残存藻类细胞，这些颗粒被截留于滤砂表面形成滤膜（泥膜），
藻类细胞受胶体吸附，停留在滤膜上继续繁殖。延长过滤周期会不会使藻类附着繁殖的情况更严重呢？我们在不同水质条件下对不同过滤周期的滤池进行滤砂表面检查，发现情况有较大的差别，记录如表1。由表1，可得出以下结论：
2.2.1 滤砂对待滤水中藻类的截留数量随过滤周期的延长而增大，一方面是由于过滤周期的延长有助于滤砂表面滤膜的成片生成，可以吸附更多的藻类细胞进行繁殖。
但延长过滤周期并不是导致滤砂表面藻类大量滋生的主要原因，
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不同过滤周期滤砂表面藻类附着繁殖情况对比 表1
气温（℃）
原水浊度加药量待滤水浊度滤后浊度（NTU）（mg/L）（NTU）（NTU）
100
1.82.51.5
2～35～62～3
0.180.100.12
滤砂表面藻类滋生情况
运行48h 后的滤池有藻类散布滋生无藻类滋生。无藻类滋生。
运行70h 后的滤池成片藻类滋生，滤料表面出现较厚的滤膜。极少藻类滋生，滤料表面出现较厚的滤膜。
极少藻类滋生。
20～30
不同反冲洗时间前后含泥量检测数据 表2
48小时
反冲洗前
含泥量
0.24%
0.12%
0.53%
0.11%
反冲洗后
反冲洗前
70小时
反冲洗后
不同反冲洗时间后的滤料情况对比 表3
反冲洗时间搭配
1/3/5min
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反冲洗后滤砂含泥量0.11%0.10%
滤砂表面藻类繁殖情况有一些成片附着藻类的滤膜未彻底清除滤砂表面洁净
. 节能减排.
在进行滤料含泥量检测过程中，我们对每格滤池采4～5个点的样品，采砂深度在10～20cm，采集的砂样烘干至恒重后，分为10份，每份等重；每份砂样进行盐酸浸泡后，小心洗脱滤砂表面吸附的泥至洗脱水色不呈明显黄浊色；烘干至恒重，计算含泥量。记录数据如表2。
表2数据可以看出，经过运行48小时后的滤池截留的杂质颗粒非常少，反冲洗后的含泥量只由0.24%下降至0.12%，其过滤效能未得到充分发挥；经过运行70小时后的滤池截留的杂质颗粒有所增加，含泥量由0.53%下降至0.11%，过滤效能得到了发挥。
含泥量的多少说明滤料的截污情况，与待滤水浊度、滤池过滤周期有关。由于月浦水厂待滤水浊度一般保持在3NTU 左右，滤池的运行负荷较轻，出水水质稳定，所以从V 型滤池的深层截污效能方面考虑，延长过滤周期可以使滤池的过滤效能得到更大的发挥。
2.4 翻砂检查滤料、滤头
经过70小时运行后，我们对滤池进行翻砂，检查滤料结构、滤板及滤头的情况。滤层没有出现泥球、板结的现象，滤砂分布均匀，没有出现裂缝；滤头没有断裂、阻塞等情况出现。
3.反冲洗强度调整月浦水厂滤池的配水系统采用气水反冲洗滤头小阻力配水系统，其气水反冲洗参数如下：
气冲：冲洗强度16L/sm2，时间1min ；气水混合冲：冲洗强度：水3 L/sm2，气16 L/sm 2，时间3min ；
水冲：水6 L/sm2，时间5min ；扫洗：冲洗强度2 L/sm2（贯穿全反冲洗过程）；滤池运行70小时后经过上述反冲洗强度、时间进行反冲洗，观察反冲洗过程中的废水情况，发现气冲、气水混冲时间不够，而水冲时间偏长。我们对反冲洗参数进行相应调整，分别延长气冲、气水混冲的时间，缩短水冲时间，调整后的气冲、气水混冲、水冲时间分别为3min\6min\3min。对比调整之前的反冲洗参数，我们对反冲洗后的滤池进行滤砂含泥量的检查，数据记录如表3。
如表3，调整反冲洗时间前、后的滤砂含泥量有微小变化；附着在滤砂表面繁殖的藻类经反冲洗后的去除情况有差别：采用1/3/5min时间反冲洗后的滤砂表面仍可以见到一些未冲洗排除彻底的滤膜，上面附着的藻类会在下一个过滤周期内继续繁殖；采用
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3/6/3min时间反冲洗效果较好，可使滤砂在气冲和
混冲阶段得到更加充分的摩擦，滤砂表面滤膜得以彻底去除，反冲洗后的滤砂表面洁净，没有见到残存附着藻类的滤膜。
4 降低滤池运行成本延长过滤周期至70小时后，月浦水厂整个滤池的运行成本明显下降。以日产水量12万m 3来计算，根据目前月浦水厂取水机泵的配置情况，每日取水机泵需开20小时左右，则滤池每日运行以20小时计：
过滤周期设置为48小时情况下，每格滤池每个月反冲洗次数为：30天×20h/48h≈12次；
过滤周期设置为70小时情况下，每格滤池每个月反冲洗次数为：30天×20h/70h≈9次；
10格滤池每月节约反冲洗次数为：10×3=30次月浦水厂延长V 型滤池过滤周期至70小时后，每月可以减少反冲洗30次左右，有效节约了滤池的运行成本。
5 结语5.1 V 型滤池的结构有利于滤层深度截污，制水厂应根据生产和水质实际情况，适当调整过滤周期，使滤池的过滤效能得到进一步发挥。原水浊度偏低（
5.2 延长V 型滤池过滤周期后，应经常检查滤砂表面的情况，如果发现滤砂表面有藻类附着大量繁殖，应适当缩短过滤周期，必要的时候可以对藻类繁殖严重的滤池进行30mg/L[3]漂粉精浸泡，有效去除藻类。
5.3 检测滤料的含泥量可以判断滤池的运行状况，并对滤池的过滤效能进行初步评估。制水厂应在滤池运行一段时间后，对滤料进行含泥量、翻砂等检查，并做好记录，形成一套规范的滤池运行资料档案。
参考文献
[1]、城市供水行业职业技能培训丛书——净水工，中国城镇供水协会编，—北京：中国建筑工业出版社，2005年
[2]、许健宁、卢煜民 春季低浊期间制水工艺设施的运行管理 城镇供水 2010 4:36—38
[3]、城镇供水厂运行、维护及安全技术规程，中华人民共和国住房和城乡建设部发布，—北京：中国建筑工业出版社，2009年
作者通联：[1**********]8
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