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双层滤池中无烟煤滤料石英砂滤料产生积泥的原因

发布时间:2019-12-06
  石英砂滤料同无烟煤滤料配合使用是目前我国各大水厂普遍采用的水处理解决方案。石英砂滤料是以天然石英矿床为原料,经过破碎水洗精选而成。呈多棱角纯白色有光泽的结晶体,具有足够的机械强度和化学稳定性。无烟煤滤料采用优质原煤为原料,经精选、破碎、和两次筛分而成,外观光泽好,呈球状,机械强度高,抗压性能好,化学性能稳定,不含有毒物质,耐磨损,在酸性、中性、碱性水中均不溶解,无烟煤颗粒表面粗糙,有良好的吸附能力,孔隙率大(≥52%),有高的含污能力,质量轻,所需反冲洗强度低,可节省大量反冲洗水量及电能。

  通常情况下,双层滤料滤池中要考虑石英砂滤料的粒径要求下层滤料粒径小于上层滤料粒径,以保证下层滤料的有效性和充分利用。上层装填滤料密度要小,以保证反洗之后分层复原,如果上层密度大,那么经过反洗之后上层的滤料沉到下层了。 以两层滤床为例,上层滤料颗粒大,密度小的轻质滤料组成,如无烟煤滤料、 滤料;下层滤料粒径小,密度大,一般为普通石英砂滤料组成;形成了上层无烟煤滤料起粗滤作用,水头损失小,下层水处理石英砂滤料起精滤作用,截污能力强,这样就充分发挥了多介质滤床的作用,即水头损失小,过滤效果好的特点,充分发挥了各种滤料自身的的优点。
双层滤池中无烟煤滤料石英砂滤料产生积泥的原因

  通过对石英砂、无烟煤滤料双层滤池流速分布的分析,造成流速差异的主要原因是滤料材质比重,比重大的滤料膨胀率低。砂、煤滤料比重不同,石英砂滤料比重约为2.6,而无烟煤滤料的比重约为1.4,两者相差约1.8倍。在标准冲洗强度下,砂滤料冲洗膨胀率25%-30%,煤滤料冲洗膨胀率45%-50%。膨胀率也相差近1.8倍,由此可见,膨胀率和比重有很强的相关性。为此,应提高煤滤料比重可以降低冲洗膨胀率,提高冲洗水在煤滤层的流速,降低砂、煤滤料的流速差距,减少煤滤料中的积泥。排水槽高程的影响根据对冲洗水在滤池中的速度分布做的分析,冲洗水通过砂滤层流速为0.0241m/s-0.028m/s,通过无烟煤滤料滤层流速为0.0914m/s-0.0224m/s,流速小的区域是滤料上表面至排水槽底,流速约为0.013-0.015m/s,和煤滤料中的流速相比,降低33%。已被冲洗水带出滤床的颗粒较小的污物,可以被冲洗水带入排水槽排掉;而部分较大颗粒,由于冲洗水流速降低,不能再继续上升至排水槽,仅在这一区域上下翻滚,并且继续粘结其他絮体,象滚雪球一样逐渐长大,日积月累形成较大的泥球和泥饼。排水槽形状的影响滤池排水槽有两个功能:分配进水和收集洗池排水。收集洗池排水时,沿水流出方向不断有冲洗水汇入,所以,设计时采用不断加大过水断面办法,排水槽设计成起端小、终端大的变截面槽。滤池冲洗时,滤料发生膨胀,即使良好的设计和操作,滤床表面也只能接近排水槽终端的下底,而不能超过,一旦超过终端下底,将会发生滤料流失。此时,排水槽始端下面仍有一段为低流速区,这部分区域仍会造成污物滞留,日积月累也会造成滤池积泥。 冲洗水强度的影响冲洗强度对滤池的影响,是明显的。一般不应低于13升/m2秒,过低的冲洗强度会造成滤池积泥;过大的冲洗强度会造成滤料流失,并且浪费冲洗水。在生产中,一座滤站由多组滤池组成,由于各个滤池所在的位置不同,冲洗水沿途水力损失不同,所以各个滤池很难做到冲洗强度完全相同,这就需要通过分别测定后,确定出能满足各组滤池要求的冲洗强度。 解决无烟煤滤料滤池积泥的途径严格控制煤滤料的比重在生产中,应当提高对煤滤料比重的重视程度,减少无烟煤滤料中的积泥。建议煤滤料的比重不小于1.4。如果能筛选出一种比重在1.6-2.0的新过滤材料,将是大有前途的。选择适宜的排水槽形状通过上面的分析,笔者认为应把排水槽变截面设计改为等截面设计,始端、终端一样。这有两个好处:一、消灭了排水槽下面的低流速积泥区。二、等截面排水槽加工容易,减少施工难度,只要过流断面够,冲洗时不发生壅水即可。 确定合理的排水槽高程在以往的设计中,往往对各滤料层厚度、膨胀后的高度,注意不够。为了在较高冲洗强度下,不发生滤料流失,在滤床上表面至排水槽底,予留了较大的空间,这实际是十分有害的,会造成严重积泥。例如,某水厂在滤池改造时,因受各种条件限制,被迫将排水槽升高,结果造成改造后的滤池严重积泥。又如,某水厂原滤池是单层砂滤池,为提高产水量,改造成石英砂、无烟煤滤料双层滤料滤池,滤料总厚度的增加,缩小了滤料上表面至排水槽底的空间,使用数十年,很少产生积泥。


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