试论水处理工艺中翻板滤池的应用

李白彬

（榆林高新区供排水公司陕西榆林719000）

试论水处理工艺中翻板滤池的应用

李白彬

（榆林高新区供排水公司陕西榆林719000）

翻板滤池自20世纪90年代被发明后，在国内外水处理工艺中得到了广泛地应用。本文主要介绍了翻板滤池的工作原理及特点，并阐述了翻板滤池在传统虹吸滤池改造中的应用。

水处理工艺；翻板滤池；应用

1 引言

近年来，随着经济的快速发展，对水处理工艺中的出水水质要求也逐渐提高，早期较为传统的水处理工艺，由于各种缺陷导致出水水质不能满足新的标准要求。因此，很多部门都加深了对水处理工艺的研究，主要是是要加深了对水处理工艺核心构筑物滤池的研究，针对不同的环境条件，选择合适的滤池技术，以确保出水水质达标，保证城市供水的安全[1]。

2 翻板滤池的概述和工作原理

翻板滤池也称为苏尔寿滤池，由瑞士的苏尔寿（Sulzer）公司下属的部门研究应用，其中“翻板”二字来源于该类型水处理滤池的反冲洗阶段的排水舌阀（板）在工作中需在0～90°范围内重复翻转。因为滤池过滤时的进水方向有所不同，又分为上向流和下向流翻板滤池，工作原理和其它类型的气水反冲型滤池相似。

下向流的翻板滤池又称为CET型翻板滤池，它的进水方向为下向流，沉淀池里的水经过进水渠的溢流堰后，均匀地进入滤池，然后从上往下穿过过滤层，过滤后的恒水头汇集到一起，最终流入下一个水处理装置。其主要特点是翻板滤池进水时的过滤方向是从上往下，相反于反冲洗进水方向。

上向流的翻板滤池又称为反向滤池，它来源于粒度的过滤理论，综合了CET型翻板滤池和V型滤池的工艺的优点，融合了气水冲洗方式和反向过滤工艺机理，并进行技术创新得到的一种新型过滤工艺，上向流的翻板滤池与下向流的翻板滤池最根本的区别就是进水过滤方向由下向上，一致于反冲洗进水方向。

3 翻板滤池的主要特点

3.1 翻板滤池施工容易

翻板滤池结构简单，池型主要是长方体状，没有V型滤池复杂的进水V型槽和反冲洗排水槽，且滤池底部不需要集水区域，仅需设集水管廊；V型滤池底板水平误差施工要求为≤2mm，而翻板滤池滤池要求为≤10mm；翻板滤池的过滤面积具有很高的利用率，可以大量节省施工、土建所需费用。

3.2 具有多样化的滤料、滤层

翻板滤池的滤料可分为单层均质滤料、双层滤料和多层滤料。单层均质滤料通常由陶粒或石英砂构成，双层滤料和多层滤料多由陶粒与石英砂或无烟煤与石英砂构成。当原污水中含有有机污染物时，可将无烟煤滤料替换为颗粒活性炭物质。

3.3 具有较高的滤料反冲洗洁净度

翻板滤池的反冲洗过程分为气冲、气水混冲、水冲三个阶段，所以滤料反冲洗时具有较高的洁净度，并且可以减小过滤时滤层的水头损失。通常情况下，厚1.5m，滤速为9m/h的滤层，水头损失约滤池容量为0.35～0.40m。

3.4 具有保证配气、配水均匀的双层气垫层

由于翻板滤池具有集水管廊，因此在反气冲时，可在其顶板和异型横管内同时出现两个均匀的气垫层，既可以使布气、布水的均匀性得到保证，又可以避免气、水分配不均时的脉冲现象，使反冲效果最优化。

3.5 具有较低的滤料流失率

翻板滤池底部具有砾石承托层，能够很好地截留滤料，避免其从底部流失。当冲洗过程结束后，滤料沉降时间超过20s后排水舌阀才会开启，反冲洗废水逐渐流出，减少了排污时上层轻质滤料的流失。

3.6 具有显著的节能效果

翻板滤池池型构造简单，有效过滤容积较大；应用较为先进的反冲洗工艺和翻板阀，采用闭池冲洗措施，使得反冲强度得到提高，加大滤料之间的碰撞，提高反冲水重复利用率，最终提高了反冲洗效率同时又避免了滤料流失，实现了资源的节约利用[2]。

3.7 滤池过滤周期长、容污能力强

一般情况下，翻板滤池的过滤周期为40～70h（滤前水浊度按5NTU计），标准为滤后水浊度小于0.2NTU达95%，小于0.5NTU为100%，过滤之后出水水质较好。

3.8 运行自动化程度高，便于管理

与水处理工艺中应用的其他类型过滤装置相比较，翻板滤池采用了更为先进、更为合理的技术工艺。在水处理的整个过程中，增强了滤池整体运行的自动化程度，同时也减少劳动力的使用，更加便于人性化的管理。

4 翻板滤池在水处理工艺中的应用

4.1 传统虹吸滤池的构造及存在问题

虹吸滤池是传统的水处理工艺中的过滤方式，但其在工作过程中，存在很多问题，如：过滤周期短、滤料容易板结、反冲洗不彻底、过滤效果差等。但随着供水水质要求逐渐严格，虹吸滤池已经不能满足企业的需求，因此很多供水企业弃用了已有的虹吸滤池，改用其他的过滤工艺，造成了一定的浪费。最近研究发现，由于虹吸滤池的特殊构造，可对其直接进行技改，增加池深，扩大过滤面积，最终改造成翻板滤池。传统虹吸滤池的构造可参见图1。

图1 传统虹吸滤池构造图

4.2 翻板滤池在虹吸滤池改造中的应用

针对上述存在的问题，考虑翻板滤池的构造和类型，主要从四个角度对虹吸滤池实施技改：

（1）将虹吸滤池的进水渠和出水渠等设计为翻板滤池中的管廊。

（2）采用更为安全的闸板和自动阀门替代虹吸滤池的进水和排水通道。

（3）再次设计反冲洗水洗、气洗体系，以保证滤池彻底清洗。

（4）采用翻板滤池中独特的布水布气系统、翻板式排水结构等工艺结构，满足出水水质要求、降低反冲水用量，达到初滤水排放的目的。

改造后的翻板滤池构造如图2。

图2 虹吸滤池改造成翻板滤池后的构造图

如果要将虹吸滤池改造成CET翻板滤池，只需将图两部分位置调整即可：

（1）图中排水槽应改为上、下两部分，上部作为出水槽，下部作为排水槽，并调整进水管接口位置；

（2）将出水槽改为相应的进水渠，出水翻板阀改为相应的进水翻板阀。

改造后的翻板滤池性能将得到很大提高，如：滤速得到提高、冲洗周期增长、反冲洗耗水量减少，且可以实现滤池初滤水的自动排放[3]。

4.3 改造后的翻板滤池运行参数

虹吸滤池被改造为翻板滤池以后，其设计运行参数如下：

（1）改造后滤池的出水浊度：当滤池的进水浊度为10NTU以内时，出水的浊度应该小于1.0NTU，并且滤池的初滤水可以自动排放。

（2）改造后滤池流速由8m/h增加到10m/h。

（3）改造后反冲洗的周期应大于36h。

（4）改造后反冲洗的耗水量应小于产水量2.0%。

（5）改造后的自动化程度：改造后的滤池应包括由PLC主站、PLC就地站和上位机组成的控制系统，可以无人值守、并定时巡查。

4.4 翻板滤池应用时的注意事项和可能出现问题

4.4.1 翻板滤池应用时的注意事项

翻板滤池使用过程中的重要步骤是反冲洗过程，因为翻板滤池在反冲洗过程整体完成后才能进行排污，而排水舌阀的开启和关闭时间是反冲洗效果好坏的关键。排污过早，会导致上层悬浮滤料的流失；排污过晚，会导致废水中的悬浮污物又附着到滤料表面，使冲洗效果大打折扣。通常情况下，逐步开启排水舌阀的时间为冲洗完成后的20～30s，废水的排放时间应规定在60～80s，保证排放污水时反冲洗水中细小污泥颗粒呈悬浮状态。

4.4.2 翻板滤池应用时可能出现的问题及解决办法

（1）当水溢流堰应位于翻板滤池滤的排水舌阀上方位置，且距滤料层较远时，会造成冲洗完成时产生较大的进水落差，排污水阀的下方滤料会受到跌水的冲击，容易造成损坏。相应的解决方法是：当反冲洗结束后，借助水泵将滤池水位进行提升，为了减小进水流量对滤料的冲击力度，应先打开进水阀，再开出水阀。

（2）翻板滤池总是在反冲洗整体过程完成后才能进行排污，且排水舌阀位于滤池的一端，导致漂浮于水面的泡状污物不能在液面处于排废水状态时短时间、速度快地流出。相应的解决方法是：在翻板滤池的排水舌阀对面的滤池壁上安装一横排喷水装置，当废水液面距离排水舌阀非常近时，使废水液面的污染物冲向排水舌阀，以此来推动表层污染物的排除。也可以当翻板滤池的反冲洗过程进行二次排水后，设置一个具有较低强度地冲洗过程，在冲洗的同时进行排污，使污物更容易被冲走，但滤料不被流失，这样的排污装置会得到更彻底的排污效果，使滤料的洁净度也变得更高。

5 结束语

随着经济的不断发展，人们的生活水平也逐渐提高，对水质的要求也逐步提升，因此相关部门对供水水质标准做出了新的要求，对水处理工艺和污水深度处理也提出了更高的要求。翻板滤池应运而生，成为了目前国内外常规水处理工艺中比较先进的过滤工艺，并且在滤料选择、反冲洗和排水系统等方面表现出独特性的灵活性，是今后水处理工艺中滤池新的发展方向。翻板滤池与先前大面积应用的其他类型滤池进行比较，具有构造简单、布置紧凑和施工方便的特点，并且在反冲洗的过程中不流失滤料、处理效果相当稳定，可以广泛推广应用到不同规模的新建和整改扩建净水处理工程项目中，优化水处理工艺流程，达到效益的最大化。

[1]黄正策，杨自雄，杨洁，熊尚雷.翻板滤池的特点及运用[J].广西城镇建设，2014，05：76～78.

[2]周俊杰，江庆立，杨春尧，高云霞，朱熔钢，杨燕萍，李轶昆.翻板滤池在昆明给水处理中的应用[J].给水排水，2016，03：37～40..

[3]杨永志，赵小明，张德跃.翻板滤池在虹吸滤池改造中的应用[J].中国给水排水，2015，08：77～80.

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1004-7344（2016）28-0151-02

2016-9-8

李白彬（1983-），男，助理工程师，本科，主要从事自来水公司管理工作。