淺談凈水站空氣擦洗濾池運行中存在的問題

鈕 榮

（華能南京金陵發電有限公司，江蘇南京 210034）

0 引言

華能南京金陵發電有限公司一期（2×1000MW）工程位于靠近長江下游的南京河段南岸，地處南京市棲霞區四段圩村，電廠規劃容量為4×1000MW機組，并留有擴建余地。一期建設2×1000MW國產超超臨界燃煤機組，化學鍋爐補給水采用了先進的“全膜法”處理方法，預處理設備采用反應沉淀池澄清加空氣擦洗濾池過濾系統。

1 空氣擦洗濾池與凈水站概況

凈水站澄清池設計制水能力為2×600m3/h、空氣擦洗濾池設計制水能力為2×320m3/h，經凈水處理后的水用于工業用水、廠區生活、消防和供化學制水。凈水站流程如圖1所示。

空氣擦洗濾池是凈水站系統中的過濾裝置。長江水加入混凝劑在反應沉淀池內澄清處理后，需要進一步降低水中濁度，華能南京金陵發電有限公司二期工程選用空氣擦洗濾池作為澄清處理后的過濾處理裝置。

2 空氣擦洗濾池結構及設備參數

2.1 空氣擦洗濾池結構

320 m3/h重力式空氣擦洗濾池及所需羅茨風機、反洗泵等附屬設施露天設置在凈水區內，一期工程建設二座濾池，預留一座濾池位置。經混凝沉淀處理完畢的澄清水，通過進水管均勻地進入濾池隔水艙，經過濾區。砂層、水帽至多孔板底的集水室，自上而下進行重力過濾，集水室出水管自流送至清水池。濾池出水管上設置旁路，旁路上設置反洗水泵，部分濾池出水由反洗水泵提升至濾池上部水箱，供濾池反洗用。當濾池正常運行一段時間后，濾層阻力增大，出水濁度升高，需對砂濾層自下而上進行反洗，反洗水源為濾池上部水箱內的清水，同時采用羅茨風機對砂層進行空氣擦洗，反洗水排至凈水區回水池。

2.2 空氣擦洗濾池設備參數

設備參數見表1。

3 空氣擦洗濾池運行情況及故障處理

3.1 空氣擦洗濾池運行過程

過濾運行呈循環狀態，由運行反洗→放水→進氣→進氣與反沖洗→反洗→運行前排水→運行組成的周而復始的過程，當顆粒狀濾料工作到濾層中截留有較多量泥渣時，為了恢復其過濾能力，需要將濾層進行反洗并輔以空氣擦洗?？諝獠料礊V池結構如圖2所示。

3.2 空氣擦洗濾池運行情況及故障處理

表1 空氣擦洗濾池設備參數

（1）在反應沉淀池產水全部進入空氣擦洗濾池的情況下，發現反應沉淀池內水位升高，空氣擦洗濾池出水流量小。經分析判斷，由于化學水池要求大量進水，以備補給水系統調試，所以空氣擦洗濾池長時間連續運行，而且運行人員缺乏運行經驗，在夏季微生物滋生速度快的情況下沒有及時進行反洗導致空氣擦洗濾池濾料污堵。立即向反洗水箱進水，進行空氣擦洗濾池的反洗工作，反洗后空氣擦洗濾池出水流量恢復正常。

（2）當執行反洗步驟中的氣水沖洗時，反洗出水門，只出氣不出水，反洗水箱液位不下降。經分析判斷，由于羅茨風機所吹出的空氣頂住反洗水箱出水管，使反洗水箱出水管不出水，無法進行水汽共同對濾料清洗。當時采取的臨時處理方法是暫時不進行水汽反洗步驟。后來又進行反洗水管改造，延長反洗水箱出水管，使其低于羅茨風機管道出氣口，改造后，可正常執行水汽反洗步驟。

（3）濾料上有青苔狀物質，從觀察口看到池內有小魚等水生動物，且夏季此種情況更嚴重。經分析產生這種情況屬于設計缺陷，反應沉淀池進水沒有采取殺菌措施，導致微生物繁殖滋生。后來經過改造，在反應沉淀池進水口人工加入殺菌劑，此現象明顯好轉。

（4）超濾自清洗過濾器濾芯污堵，經檢查自清洗過濾器內有大量細沙存在。經分析判斷，空氣擦洗濾池出水含沙子。后來打開空氣擦洗濾池人孔檢查，發現空氣擦洗濾池濾帽脫落，石英砂大量進入其下部集水室，嚴重影響了空擦的過濾作用，部分細沙隨水流進入后續設備。產水此現象的原因有：1）存在安裝質量問題；2）長時間運行后，由于不斷反洗和擦洗，使濾帽脫落。解決措施：重新安裝濾帽，并定期開箱查看。

（5）在對空氣擦洗濾池更換濾料后，反洗時，濾料無明顯翻動。此時運行人員作出如下猜想：1）新更換濾料參數是否符合要求；2）空氣擦洗濾池內部結構設計是否合理。采取措施：1）要求石英砂廠家提供石英砂報告，報告顯示石英砂參數符合設計要求；2）對空氣擦洗濾器各項參數進行試驗（試驗內容參照3.3節內容），試驗發現反洗強度達不到設計要求，后來進行空氣擦洗濾池改造，增加反洗流量。

（6）在反洗水強度達到要求后，空氣擦洗濾池的運行周期短，運行周期內產水量小于設計值。分析：判斷反洗效果不好，可能是反洗時間過短，反洗水量小。處理方法：連通兩臺空氣擦洗濾池上部反洗水箱，使反洗水量加倍。此后，反洗效果明顯改善，運行周期達到設計要求。

3.3 空氣擦洗濾池反洗參數試驗

（1）空氣擦洗濾池反洗水箱滿水液位為3.3m，當空氣擦洗濾池反洗時，做液位下降高度和液位下降所需時間關系試驗，結合設備參數，計算反洗強度，試驗數據如下：

進行3次平行試驗，測量水液位一定區間所需的下降時間分別為t1、t2、t3，數據見表2。

表2 水位變化時間試驗數據

水反洗強度計算公式：

式中 ρ—水的密度，kg/L；

I—反洗水強度，L/s·m2；

h—水位下降區間，m。

經過試驗，可以看出反洗水強度明顯小于設計所需反洗強度。產生此現象原因是由檢修人員打開空氣擦洗濾池人孔門，再次對空氣擦洗濾池進行檢查，檢查后發現濾帽數量比設計數量少了300只。導致實際反洗水通量小于設計流量。

解決方案：補齊水帽數量。措施執行后反洗效果：通過觀察口明顯看到：反洗時，空氣擦洗濾池濾料膨脹月3～4cm，空氣擦洗時，小粒徑濾料有明顯反動，反洗效果明顯改善。

4 處理后運行情況及存在問題

（1）經過以上事件后，對每個事件進行相應的處理，到目前為止，空氣擦洗濾池運行良好，反洗效果良好。

（2）存在問題：1）空氣擦洗濾池運行一段時間后，白色濾料表面一層黃褐色物質，無法通過反洗有效去除，用稀鹽酸浸泡，濾料很快恢復白色，鹽酸溶液呈黃色，判斷此附著物質為混凝劑（堿式氯化鋁）。2）反滲透裝置進水SDI（污染指數）偏大（大約3～3.8），但是超濾進水濁度（0.2～0.4NTU）和出水濁度（0.15～0.22NTU）兩項指標良好。

（3）改進方法：1）針對空氣擦洗濾池濾料表面有混凝劑附著的情況，建議首先對濾料進行空氣擦洗濾池體外稀鹽酸清洗，如果體內清洗的話，稀鹽酸會對設備造成腐蝕。（注意清洗廢水的處理，以防污染環境）；另外，建議進行原水混凝劑加藥量試驗，確定合理的加藥量[2]。2）針對反滲透進水SDI值偏大的問題，由于超濾產水濁度很好，所以判斷為水中膠體內物質較多，通過查閱華能南京金陵發電有限公司長江段水質后認為，膠體內物質多的原因有可能是混凝劑（堿式氯化鋁）加入量偏大所致。建議進行原水混凝劑加藥量試驗，確定合理的加藥量。

5 問題分析

（1）空氣擦洗濾池會存在設計缺陷較多，是由于設計院第一次設計如此大流量的空氣擦洗濾池，設計經驗不足。

（2）濾帽數量未達到設計數量，是由于設備安裝制造過程中存在“偷工減料”，工程監理和工程驗收環節沒有嚴格把關。

（3）工程設計單位沒有充分考慮到實際工作狀況，未在反應沉淀池進水中進行殺菌處理。空氣擦洗濾池濾料微生物繁殖問題沒有在設計階段得到解決。

（4）凈水站設備自投產以來，混凝劑加藥量是根據之前其他類似設備運行經驗確定的，并沒有進行混凝劑加藥量的試驗，混凝劑加入量會偏大。

6 結語

（1）選擇資質好和經驗豐富的設備設計制造公司，充分論證設備設計方案，才能保證設備使用效果。

（2）設備安裝期間，應該在監理和工程驗收環節提高質量。

（3）配備凈水站原水殺菌劑加藥裝置，防止設備微生物繁殖。

（4）確定合適的反應沉淀池進水（原水）加藥量，確保混凝澄清效果的同時，降低混凝劑消耗量，減少后續處理設備的負荷。

：

[1]王鼎臣.水處理技術及工程實例[M].北京：化學工業出版社，2008.

[2]李培元.火力發電廠水處理與水質控制[M].北京：中國電力出版社，2008.