淺談凈水站空氣擦洗濾池運(yùn)行中存在的問題

鈕 榮

（華能南京金陵發(fā)電有限公司，江蘇南京 210034）

0 引言

華能南京金陵發(fā)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(qū)四段圩村，電廠規(guī)劃容量為4×1000MW機(jī)組，并留有擴(kuò)建余地。一期建設(shè)2×1000MW國產(chǎn)超超臨界燃煤機(jī)組，化學(xué)鍋爐補(bǔ)給水采用了先進(jìn)的“全膜法”處理方法，預(yù)處理設(shè)備采用反應(yīng)沉淀池澄清加空氣擦洗濾池過濾系統(tǒng)。

1 空氣擦洗濾池與凈水站概況

凈水站澄清池設(shè)計制水能力為2×600m3/h、空氣擦洗濾池設(shè)計制水能力為2×320m3/h，經(jīng)凈水處理后的水用于工業(yè)用水、廠區(qū)生活、消防和供化學(xué)制水。凈水站流程如圖1所示。

空氣擦洗濾池是凈水站系統(tǒng)中的過濾裝置。長江水加入混凝劑在反應(yīng)沉淀池內(nèi)澄清處理后，需要進(jìn)一步降低水中濁度，華能南京金陵發(fā)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(jié)構(gòu)及設(shè)備參數(shù)

2.1 空氣擦洗濾池結(jié)構(gòu)

320 m3/h重力式空氣擦洗濾池及所需羅茨風(fēng)機(jī)、反洗泵等附屬設(shè)施露天設(shè)置在凈水區(qū)內(nèi)，一期工程建設(shè)二座濾池，預(yù)留一座濾池位置。經(jīng)混凝沉淀處理完畢的澄清水，通過進(jìn)水管均勻地進(jìn)入濾池隔水艙，經(jīng)過濾區(qū)。砂層、水帽至多孔板底的集水室，自上而下進(jìn)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(shè)置旁路，旁路上設(shè)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(dāng)濾池正常運(yùn)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(jìn)行反洗，反洗水源為濾池上部水箱內(nèi)的清水，同時采用羅茨風(fēng)機(jī)對砂層進(jìn)行空氣擦洗，反洗水排至凈水區(qū)回水池。

2.2 空氣擦洗濾池設(shè)備參數(shù)

設(shè)備參數(shù)見表1。

3 空氣擦洗濾池運(yùn)行情況及故障處理

3.1 空氣擦洗濾池運(yùn)行過程

過濾運(yùn)行呈循環(huán)狀態(tài)，由運(yùn)行反洗→放水→進(jìn)氣→進(jìn)氣與反沖洗→反洗→運(yùn)行前排水→運(yùn)行組成的周而復(fù)始的過程，當(dāng)顆粒狀濾料工作到濾層中截留有較多量泥渣時，為了恢復(fù)其過濾能力，需要將濾層進(jìn)行反洗并輔以空氣擦洗。空氣擦洗濾池結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3.2 空氣擦洗濾池運(yùn)行情況及故障處理

表1 空氣擦洗濾池設(shè)備參數(shù)

（1）在反應(yīng)沉淀池產(chǎn)水全部進(jìn)入空氣擦洗濾池的情況下，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)沉淀池內(nèi)水位升高，空氣擦洗濾池出水流量小。經(jīng)分析判斷，由于化學(xué)水池要求大量進(jìn)水，以備補(bǔ)給水系統(tǒng)調(diào)試，所以空氣擦洗濾池長時間連續(xù)運(yùn)行，而且運(yùn)行人員缺乏運(yùn)行經(jīng)驗，在夏季微生物滋生速度快的情況下沒有及時進(jìn)行反洗導(dǎo)致空氣擦洗濾池濾料污堵。立即向反洗水箱進(jìn)水，進(jìn)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(fù)正常。

（2）當(dāng)執(zhí)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(jīng)分析判斷，由于羅茨風(fēng)機(jī)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(jìn)行水汽共同對濾料清洗。當(dāng)時采取的臨時處理方法是暫時不進(jìn)行水汽反洗步驟。后來又進(jìn)行反洗水管改造，延長反洗水箱出水管，使其低于羅茨風(fēng)機(jī)管道出氣口，改造后，可正常執(zhí)行水汽反洗步驟。

（3）濾料上有青苔狀物質(zhì)，從觀察口看到池內(nèi)有小魚等水生動物，且夏季此種情況更嚴(yán)重。經(jīng)分析產(chǎn)生這種情況屬于設(shè)計缺陷，反應(yīng)沉淀池進(jìn)水沒有采取殺菌措施，導(dǎo)致微生物繁殖滋生。后來經(jīng)過改造，在反應(yīng)沉淀池進(jìn)水口人工加入殺菌劑，此現(xiàn)象明顯好轉(zhuǎn)。

（4）超濾自清洗過濾器濾芯污堵，經(jīng)檢查自清洗過濾器內(nèi)有大量細(xì)沙存在。經(jīng)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(fā)現(xiàn)空氣擦洗濾池濾帽脫落，石英砂大量進(jìn)入其下部集水室，嚴(yán)重影響了空擦的過濾作用，部分細(xì)沙隨水流進(jìn)入后續(xù)設(shè)備。產(chǎn)水此現(xiàn)象的原因有：1）存在安裝質(zhì)量問題；2）長時間運(yùn)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(yùn)行人員作出如下猜想：1）新更換濾料參數(shù)是否符合要求；2）空氣擦洗濾池內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)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(shù)符合設(shè)計要求；2）對空氣擦洗濾器各項參數(shù)進(jìn)行試驗（試驗內(nèi)容參照3.3節(jié)內(nèi)容），試驗發(fā)現(xiàn)反洗強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計要求，后來進(jìn)行空氣擦洗濾池改造，增加反洗流量。

（6）在反洗水強(qiáng)度達(dá)到要求后，空氣擦洗濾池的運(yùn)行周期短，運(yùn)行周期內(nèi)產(chǎn)水量小于設(shè)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(yùn)行周期達(dá)到設(shè)計要求。

3.3 空氣擦洗濾池反洗參數(shù)試驗

（1）空氣擦洗濾池反洗水箱滿水液位為3.3m，當(dāng)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(guān)系試驗，結(jié)合設(shè)備參數(shù)，計算反洗強(qiáng)度，試驗數(shù)據(jù)如下：

進(jìn)行3次平行試驗，測量水液位一定區(qū)間所需的下降時間分別為t1、t2、t3，數(shù)據(jù)見表2。

表2 水位變化時間試驗數(shù)據(jù)

水反洗強(qiáng)度計算公式：

式中 ρ—水的密度，kg/L；

I—反洗水強(qiáng)度，L/s·m2；

h—水位下降區(qū)間，m。

經(jīng)過試驗，可以看出反洗水強(qiáng)度明顯小于設(shè)計所需反洗強(qiáng)度。產(chǎn)生此現(xiàn)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(jìn)行檢查，檢查后發(fā)現(xiàn)濾帽數(shù)量比設(shè)計數(shù)量少了300只。導(dǎo)致實際反洗水通量小于設(shè)計流量。

解決方案：補(bǔ)齊水帽數(shù)量。措施執(zhí)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(yùn)行情況及存在問題

（1）經(jīng)過以上事件后，對每個事件進(jìn)行相應(yīng)的處理，到目前為止，空氣擦洗濾池運(yùn)行良好，反洗效果良好。

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

（3）改進(jìn)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(jìn)行空氣擦洗濾池體外稀鹽酸清洗，如果體內(nèi)清洗的話，稀鹽酸會對設(shè)備造成腐蝕。（注意清洗廢水的處理，以防污染環(huán)境）；另外，建議進(jìn)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(jìn)水SDI值偏大的問題，由于超濾產(chǎn)水濁度很好，所以判斷為水中膠體內(nèi)物質(zhì)較多，通過查閱華能南京金陵發(fā)電有限公司長江段水質(zhì)后認(rèn)為，膠體內(nèi)物質(zhì)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(jìn)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(shè)計缺陷較多，是由于設(shè)計院第一次設(shè)計如此大流量的空氣擦洗濾池，設(shè)計經(jīng)驗不足。

（2）濾帽數(shù)量未達(dá)到設(shè)計數(shù)量，是由于設(shè)備安裝制造過程中存在“偷工減料”，工程監(jiān)理和工程驗收環(huán)節(jié)沒有嚴(yán)格把關(guān)。

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

（4）凈水站設(shè)備自投產(chǎn)以來，混凝劑加藥量是根據(jù)之前其他類似設(shè)備運(yùn)行經(jīng)驗確定的，并沒有進(jìn)行混凝劑加藥量的試驗，混凝劑加入量會偏大。

6 結(jié)語

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

（2）設(shè)備安裝期間，應(yīng)該在監(jiān)理和工程驗收環(huán)節(jié)提高質(zhì)量。

（3）配備凈水站原水殺菌劑加藥裝置，防止設(shè)備微生物繁殖。

（4）確定合適的反應(yīng)沉淀池進(jìn)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(xù)處理設(shè)備的負(fù)荷。

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[1]王鼎臣.水處理技術(shù)及工程實例[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

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