浅谈净水站空气擦洗滤池运行中存在的问题

钮 荣

（华能南京金陵发电有限公司，江苏南京 210034）

0 引言

华能南京金陵发电有限公司一期（2×1000MW）工程位于靠近长江下游的南京河段南岸，地处南京市栖霞区四段圩村，电厂规划容量为4×1000MW机组，并留有扩建余地。一期建设2×1000MW国产超超临界燃煤机组，化学锅炉补给水采用了先进的“全膜法”处理方法，预处理设备采用反应沉淀池澄清加空气擦洗滤池过滤系统。

1 空气擦洗滤池与净水站概况

净水站澄清池设计制水能力为2×600m3/h、空气擦洗滤池设计制水能力为2×320m3/h，经净水处理后的水用于工业用水、厂区生活、消防和供化学制水。净水站流程如图1所示。

空气擦洗滤池是净水站系统中的过滤装置。长江水加入混凝剂在反应沉淀池内澄清处理后，需要进一步降低水中浊度，华能南京金陵发电有限公司二期工程选用空气擦洗滤池作为澄清处理后的过滤处理装置。

2 空气擦洗滤池结构及设备参数

2.1 空气擦洗滤池结构

320 m3/h重力式空气擦洗滤池及所需罗茨风机、反洗泵等附属设施露天设置在净水区内，一期工程建设二座滤池，预留一座滤池位置。经混凝沉淀处理完毕的澄清水，通过进水管均匀地进入滤池隔水舱，经过滤区。砂层、水帽至多孔板底的集水室，自上而下进行重力过滤，集水室出水管自流送至清水池。滤池出水管上设置旁路，旁路上设置反洗水泵，部分滤池出水由反洗水泵提升至滤池上部水箱，供滤池反洗用。当滤池正常运行一段时间后，滤层阻力增大，出水浊度升高，需对砂滤层自下而上进行反洗，反洗水源为滤池上部水箱内的清水，同时采用罗茨风机对砂层进行空气擦洗，反洗水排至净水区回水池。

2.2 空气擦洗滤池设备参数

设备参数见表1。

3 空气擦洗滤池运行情况及故障处理

3.1 空气擦洗滤池运行过程

过滤运行呈循环状态，由运行反洗→放水→进气→进气与反冲洗→反洗→运行前排水→运行组成的周而复始的过程，当颗粒状滤料工作到滤层中截留有较多量泥渣时，为了恢复其过滤能力，需要将滤层进行反洗并辅以空气擦洗。空气擦洗滤池结构如图2所示。

3.2 空气擦洗滤池运行情况及故障处理

表1 空气擦洗滤池设备参数

（1）在反应沉淀池产水全部进入空气擦洗滤池的情况下，发现反应沉淀池内水位升高，空气擦洗滤池出水流量小。经分析判断，由于化学水池要求大量进水，以备补给水系统调试，所以空气擦洗滤池长时间连续运行，而且运行人员缺乏运行经验，在夏季微生物滋生速度快的情况下没有及时进行反洗导致空气擦洗滤池滤料污堵。立即向反洗水箱进水，进行空气擦洗滤池的反洗工作，反洗后空气擦洗滤池出水流量恢复正常。

（2）当执行反洗步骤中的气水冲洗时，反洗出水门，只出气不出水，反洗水箱液位不下降。经分析判断，由于罗茨风机所吹出的空气顶住反洗水箱出水管，使反洗水箱出水管不出水，无法进行水汽共同对滤料清洗。当时采取的临时处理方法是暂时不进行水汽反洗步骤。后来又进行反洗水管改造，延长反洗水箱出水管，使其低于罗茨风机管道出气口，改造后，可正常执行水汽反洗步骤。

（3）滤料上有青苔状物质，从观察口看到池内有小鱼等水生动物，且夏季此种情况更严重。经分析产生这种情况属于设计缺陷，反应沉淀池进水没有采取杀菌措施，导致微生物繁殖滋生。后来经过改造，在反应沉淀池进水口人工加入杀菌剂，此现象明显好转。

（4）超滤自清洗过滤器滤芯污堵，经检查自清洗过滤器内有大量细沙存在。经分析判断，空气擦洗滤池出水含沙子。后来打开空气擦洗滤池人孔检查，发现空气擦洗滤池滤帽脱落，石英砂大量进入其下部集水室，严重影响了空擦的过滤作用，部分细沙随水流进入后续设备。产水此现象的原因有：1）存在安装质量问题；2）长时间运行后，由于不断反洗和擦洗，使滤帽脱落。解决措施：重新安装滤帽，并定期开箱查看。

（5）在对空气擦洗滤池更换滤料后，反洗时，滤料无明显翻动。此时运行人员作出如下猜想：1）新更换滤料参数是否符合要求；2）空气擦洗滤池内部结构设计是否合理。采取措施：1）要求石英砂厂家提供石英砂报告，报告显示石英砂参数符合设计要求；2）对空气擦洗滤器各项参数进行试验（试验内容参照3.3节内容），试验发现反洗强度达不到设计要求，后来进行空气擦洗滤池改造，增加反洗流量。

（6）在反洗水强度达到要求后，空气擦洗滤池的运行周期短，运行周期内产水量小于设计值。分析：判断反洗效果不好，可能是反洗时间过短，反洗水量小。处理方法：连通两台空气擦洗滤池上部反洗水箱，使反洗水量加倍。此后，反洗效果明显改善，运行周期达到设计要求。

3.3 空气擦洗滤池反洗参数试验

（1）空气擦洗滤池反洗水箱满水液位为3.3m，当空气擦洗滤池反洗时，做液位下降高度和液位下降所需时间关系试验，结合设备参数，计算反洗强度，试验数据如下：

进行3次平行试验，测量水液位一定区间所需的下降时间分别为t1、t2、t3，数据见表2。

表2 水位变化时间试验数据

水反洗强度计算公式：

式中 ρ—水的密度，kg/L；

I—反洗水强度，L/s·m2；

h—水位下降区间，m。

经过试验，可以看出反洗水强度明显小于设计所需反洗强度。产生此现象原因是由检修人员打开空气擦洗滤池人孔门，再次对空气擦洗滤池进行检查，检查后发现滤帽数量比设计数量少了300只。导致实际反洗水通量小于设计流量。

解决方案：补齐水帽数量。措施执行后反洗效果：通过观察口明显看到：反洗时，空气擦洗滤池滤料膨胀月3～4cm，空气擦洗时，小粒径滤料有明显反动，反洗效果明显改善。

4 处理后运行情况及存在问题

（1）经过以上事件后，对每个事件进行相应的处理，到目前为止，空气擦洗滤池运行良好，反洗效果良好。

（2）存在问题：1）空气擦洗滤池运行一段时间后，白色滤料表面一层黄褐色物质，无法通过反洗有效去除，用稀盐酸浸泡，滤料很快恢复白色，盐酸溶液呈黄色，判断此附着物质为混凝剂（碱式氯化铝）。2）反渗透装置进水SDI（污染指数）偏大（大约3～3.8），但是超滤进水浊度（0.2～0.4NTU）和出水浊度（0.15～0.22NTU）两项指标良好。

（3）改进方法：1）针对空气擦洗滤池滤料表面有混凝剂附着的情况，建议首先对滤料进行空气擦洗滤池体外稀盐酸清洗，如果体内清洗的话，稀盐酸会对设备造成腐蚀。（注意清洗废水的处理，以防污染环境）；另外，建议进行原水混凝剂加药量试验，确定合理的加药量[2]。2）针对反渗透进水SDI值偏大的问题，由于超滤产水浊度很好，所以判断为水中胶体内物质较多，通过查阅华能南京金陵发电有限公司长江段水质后认为，胶体内物质多的原因有可能是混凝剂（碱式氯化铝）加入量偏大所致。建议进行原水混凝剂加药量试验，确定合理的加药量。

5 问题分析

（1）空气擦洗滤池会存在设计缺陷较多，是由于设计院第一次设计如此大流量的空气擦洗滤池，设计经验不足。

（2）滤帽数量未达到设计数量，是由于设备安装制造过程中存在“偷工减料”，工程监理和工程验收环节没有严格把关。

（3）工程设计单位没有充分考虑到实际工作状况，未在反应沉淀池进水中进行杀菌处理。空气擦洗滤池滤料微生物繁殖问题没有在设计阶段得到解决。

（4）净水站设备自投产以来，混凝剂加药量是根据之前其他类似设备运行经验确定的，并没有进行混凝剂加药量的试验，混凝剂加入量会偏大。

6 结语

（1）选择资质好和经验丰富的设备设计制造公司，充分论证设备设计方案，才能保证设备使用效果。

（2）设备安装期间，应该在监理和工程验收环节提高质量。

（3）配备净水站原水杀菌剂加药装置，防止设备微生物繁殖。

（4）确定合适的反应沉淀池进水（原水）加药量，确保混凝澄清效果的同时，降低混凝剂消耗量，减少后续处理设备的负荷。

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[1]王鼎臣.水处理技术及工程实例[M].北京：化学工业出版社，2008.

[2]李培元.火力发电厂水处理与水质控制[M].北京：中国电力出版社，2008.