南江水廠濾池改造
貴港市南江水廠隸屬于廣西貴港北控水務(wù)有限公司,位于貴港市江南大道,水源為郁江水,始建于1993年,水廠設(shè)計(jì)規(guī)模為5萬m3/d,采用常規(guī)的:混凝--沉淀--過濾--消毒凈水工藝。
南江水廠濾池形式為虹吸雙閥濾池,兩期,每期6格,共12格,其中一期濾池每格面積為15.2m²,設(shè)計(jì)濾速為10-14m/h;二期濾池每格面積為18m²,設(shè)計(jì)濾速為10-12m/h,兩期濾池均采用粗礫石和石英砂雙層濾料。
多年運(yùn)行顯示,按照原來濾池設(shè)計(jì)的出水要求,濁度≤1NTU,特殊情況不大于3NTU的水質(zhì)要求運(yùn)行時(shí),濾池運(yùn)行良好。
但隨著原水水質(zhì)不斷受污染,而且國家對(duì)生活飲用水的標(biāo)準(zhǔn)要求的不斷提高,對(duì)原水處理的難度增大,特別是由于對(duì)水質(zhì)控制的需要,生產(chǎn)中心要求出廠水濁度控制在0.2NTU以下,對(duì)濾池的運(yùn)行提出了更高的要求,在生產(chǎn)和維護(hù)中,發(fā)現(xiàn)濾池存在一些亟待解決的問題。
一、濾池在運(yùn)行過程中出現(xiàn)較大問題,主要表現(xiàn)在:
1、截污能力差,過濾周期短。待濾水濁度4.0NTU,濾后水濁度≤0.5NTU時(shí),過濾周期僅為16—20h;待濾水濁度4.0NTU,濾后水濁度≤0.2NTU時(shí),過濾周期僅為8—10h,明顯偏短,在氨氮、藻類較高時(shí),根本無法保證出水達(dá)標(biāo)。
2、反沖洗不均勻,反沖洗效果不理想。部分位置濾料無法反沖(沖洗時(shí)不膨脹),而部分位置沖洗膨脹較大,同格濾池內(nèi)反沖洗不均勻,反沖洗后砂面平整度差。
3、跑砂情況時(shí)有發(fā)生,經(jīng)常需要補(bǔ)砂。由于反沖洗過程中,反沖氣不是變頻控制,而是人工通過高低閥門開關(guān)控制強(qiáng)度,反沖洗過程中,極難把握強(qiáng)度的大小,跑砂情況難以避免,所以基本上每年都要補(bǔ)砂。
4、濾后水濁度攀升迅速,對(duì)出廠水濁度合格率形成沖擊,嚴(yán)重影響出廠水合格率。濾池運(yùn)行周期到過濾后期時(shí),濾后水濁度經(jīng)常會(huì)在短時(shí)間內(nèi)(20分鐘左右)迅速攀升,攀升幅度(從零點(diǎn)一幾到零點(diǎn)三幾的出水濁度)超過100%,非常容易造成清水池出水濁度超標(biāo),進(jìn)而導(dǎo)致出廠水濁度超標(biāo)。
二、過濾與反沖效果實(shí)驗(yàn)
根據(jù)濾料膨脹率
L-----濾層膨脹后厚度,cm
L0----濾層膨脹前厚度,cm
取樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。當(dāng)控制沖洗強(qiáng)度減小(達(dá)到濾料跑失臨界狀態(tài),也就是氣、水反沖時(shí)間減少)時(shí),濾料的膨脹率僅為30--35%左右,達(dá)不到理想的40--50%,反沖洗結(jié)束后,砂面提高不足3%,判定為反沖洗效果達(dá)不到要求。但實(shí)驗(yàn)中按常規(guī)氣、水反沖時(shí)間強(qiáng)度時(shí),濾池馬上出現(xiàn)了跑砂現(xiàn)象,終止試驗(yàn)。
三、改造方案
根據(jù)濾池存在的上述問題,在保證出水濁度達(dá)標(biāo)的前提下(≤0.2NTU),濾池能夠長周期,穩(wěn)定,正常運(yùn)行。在不改變構(gòu)筑物的基礎(chǔ)上,盡量減少整改費(fèi)用。
1、改造依據(jù)
濾池排水槽加裝濾料防護(hù)擋網(wǎng)?紤]到跑沙的情況,提出在濾池排水槽加裝濾料防護(hù)擋網(wǎng)。
適當(dāng)增加反沖氣的強(qiáng)度。按操作規(guī)程進(jìn)行反沖洗強(qiáng)度,濾池在反沖后,濾層會(huì)自然形成上部濾料粒徑小,下部濾料粒徑大,這樣,下部空間大,截污容量就大,運(yùn)行周期長。而在實(shí)際運(yùn)行過程中,由于大量的泥污物聚集在濾料下部,反沖洗水帶走積泥,必須要穿過濾料層,因此沖洗水強(qiáng)度大,而水的密度大(尤其氣溫低時(shí)),增加沖洗水的強(qiáng)度,會(huì)很容易出現(xiàn)濾料跑失現(xiàn)象。而氣的密度和穿透性強(qiáng),適當(dāng)增加反沖氣的強(qiáng)度,不容易引起濾料跑失,且易使反沖后砂面平整度提高。
2、改造費(fèi)用
改造采用40×40角鋼、扁鐵和20目的進(jìn)口316不銹鋼絲網(wǎng)等材料,預(yù)算費(fèi)用在9000元左右,最終結(jié)算費(fèi)用為8865元。如果維護(hù)保養(yǎng)到位,防護(hù)擋網(wǎng)每年油漆防腐費(fèi)用約為100元,每兩年更換一次鋼絲網(wǎng)則可,費(fèi)用約為900元,每年費(fèi)用不超過600元。
四、改造效果:
經(jīng)過各個(gè)環(huán)節(jié)的配合工作,2012年10月完成了一、二期濾池完成改造,改造后取得了不錯(cuò)的效果,主要表現(xiàn)在:
(一)水質(zhì)保障方面
1、濾池的反沖洗效果提高,同樣的反沖洗時(shí)間,改造后的待濾水濁度由原來的12NTU左右下降到9NTU左右,而且反沖洗后濾料非常干凈。抽樣統(tǒng)計(jì)濾料膨脹率達(dá)到最佳狀態(tài)40-50%時(shí),濾池基本無跑砂現(xiàn)象,反沖洗結(jié)束后,砂面提高從不足3%達(dá)到5%以上,砂面平整度大大提高,一期濾池通過一年運(yùn)行,檢查濾料沒有發(fā)現(xiàn)跑失現(xiàn)象。
2、出水水質(zhì)穩(wěn)定性大大提高。通過改造,濾池的出水水質(zhì)得到了進(jìn)一步的保障,運(yùn)行周期內(nèi),出水水質(zhì)能穩(wěn)定在0.11~0.2之間,穩(wěn)定性大大提高,基本能滿足≤0.2NTU的水質(zhì)要求。
3、濾池運(yùn)行周期大大增加,原水水質(zhì)一致時(shí),改造后的濾池運(yùn)行周期能延長1/3以上,清水期最高能延長1倍多。
4、出水濁度迅速攀升的時(shí)間增長,達(dá)到2小時(shí)以上,甚至很少出現(xiàn)。通過合理調(diào)整濾池運(yùn)行周期,避免了對(duì)清水池水和出廠水濁度的沖擊,過濾周期內(nèi),濾后水平均濁度,過濾截污效果和抗沖擊負(fù)荷能力大大增加,對(duì)清水池和出廠水濁度的沖擊減少,保障了出廠水水質(zhì)的合格率。
(二)經(jīng)濟(jì)效益方面。
1、濾池減少反沖次數(shù)
濾池出水濁度要求在1NTU以下時(shí),按照反沖1格濾池為1次,實(shí)際統(tǒng)計(jì)2010年反沖次數(shù)為4082次,2011年反沖次數(shù)為2886次。
2012年濾池出水濁度要求在0.2NTU以下,依據(jù)運(yùn)行實(shí)際數(shù)據(jù)記錄,出水濁度達(dá)到0.2臨界點(diǎn)就進(jìn)行反沖,通過改造,到11月份止反沖次數(shù)為2756次,預(yù)計(jì)全年反沖次數(shù)為3056次。
而如果不改造,根據(jù)運(yùn)行值班報(bào)表記錄的數(shù)據(jù),全年360天除源水機(jī)房停機(jī)及其它影響停機(jī)時(shí)間外,濾池運(yùn)行時(shí)間預(yù)算全年運(yùn)行280天。過濾周期10h計(jì)算,280天×24小時(shí)/天×12格÷10小時(shí)=8064次。如果降低濾前水濁度,濾池運(yùn)行周期能達(dá)到20h,280天×24小時(shí)/天×12格÷20小時(shí)=反沖次數(shù)達(dá)到4032次。
如果不改造,具體反沖情況如下表:
改造后,具體反沖情況如下表:
改造前全年反沖次數(shù)為4032次,而改造后反沖洗次數(shù)為1211+1845=3056次,一年減少反沖次數(shù)976次,所以濾池可以每月減少反沖洗82次,最保守按每日反沖洗60次(每次每格濾池反沖消耗水105噸,每格濾池反沖洗耗電30度,原水耗電80度/千噸,電費(fèi)0.6546元/度,生產(chǎn)藥劑費(fèi)約19元/千噸,水資源費(fèi)40元/千噸。)
2、濾池減少反沖洗后所節(jié)省費(fèi)用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)、自用水減少,從江邊抽水上來到清水池的過程所用的電耗,包括了一泵房耗電、反沖洗耗電等:
60×(105/1000×80×0.6546+30×0.6546)=1508.196(元)。
(2)、藥劑費(fèi);60×105/1000×19=171(元)。
(3)、水資源費(fèi):60×105/1000×40=252(元)。
(4)、改造前每年都要添加一次濾料,每次更換約需20方,按750元/方價(jià)格算,每年需要投入15000元,每月1250元。人工費(fèi)3000元,每月250元。合計(jì)每月1250+250=1500(元)
改造后,經(jīng)過觀測(cè)一期數(shù)據(jù),可以三年添加一次濾料就可以了,而每次添加約20方,人工費(fèi)3000元,所以折合每月為(750*20+3000)/36=500(元)。
則濾沙方面的節(jié)約每月為1500-500=1000元
以上四項(xiàng)合計(jì)每月節(jié)省成本約
1508.196+171+252+1000=2931元,
扣除每年鐵網(wǎng)費(fèi)600/12=50元,則每月實(shí)際總節(jié)約2931-50=2881元
經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。
(三)、社會(huì)反應(yīng)方面
由于出水水質(zhì)的保障,出水水質(zhì)全面控制在0.2NTU以下,減少了反沖洗的次數(shù),一定程度上加強(qiáng)了一、二泵房的調(diào)控能力,同樣清水池容積不變前提下,增加了南江水廠的蓄水和供水能力,使南江水廠的水處理能力得到進(jìn)一步保障,使整個(gè)片區(qū)的水基本上能保持水質(zhì)優(yōu)、水量足,水壓高輸送給用戶,為企業(yè)樹立良好的形象。
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