采用長柄濾頭進(jìn)行反沖洗在水處理工藝中起著舉足輕重的作用,正確的對濾池進(jìn)行維護(hù)和管理尤為重要。對濾池的反沖洗操作,提高反沖洗效果,又成為重中之重。因此,反沖洗效果越好,濾池才能更好的發(fā)揮過濾功能。然而,怎樣才是正確的反沖洗方式呢?不同的人可能有不同的見解,“反沖洗強(qiáng)度越高,反沖洗效果就越好”便是其中之一。這種觀點在實際操作中的體現(xiàn),一是在對濾池進(jìn)行反沖洗時將DN300的沖洗閥門迅速開到最大;二是利用水塔進(jìn)行沖洗的同時開啟水泵,即采用重力沖洗的同時采用水泵進(jìn)行壓力沖洗。殊不知,這種操作方法對濾池結(jié)構(gòu)的破壞是極其嚴(yán)重的。
國外對以濾頭進(jìn)行反沖洗的機(jī)理有三種不同的見解。
第一種認(rèn)為主要依靠水產(chǎn)生的剪力而不是摩擦碰撞。
第二種認(rèn)為主要靠濾料顆粒間互相碰撞摩擦產(chǎn)生的摩擦力去除污泥。
第三種認(rèn)為濾料上有兩種污泥,一種是濾料直接吸附牢固的污泥稱為“一次污泥”;另一種是積聚在孔隙中的污泥為“二次污泥”�！岸挝勰唷笨克募袅^易去除,而“一次污泥”必須靠碰撞或其他作用才能較好的去除。有專家指出,反沖洗主要借水流產(chǎn)生的剪力清除濾料上沉積的懸浮固體。
以上三種反沖洗機(jī)理不管是哪種機(jī)理在起作用,我們都不難發(fā)現(xiàn),濾頭反沖洗效果不是隨反沖洗強(qiáng)度的增大而提高。反沖洗強(qiáng)度是以cm/s計的反沖洗流速,換算成單位面積濾層所通過的沖洗流量,稱“沖洗強(qiáng)度”以L/(S?m2)計。顆粒上的污泥受到的剪切力是由流過顆粒的水的流速決定的,這個流速指的應(yīng)是相對速度,它與顆粒間孔隙的大小有關(guān),即在沖洗強(qiáng)度不變的情況下,顆粒間的孔隙越小則通過該孔隙的流速越大,顆粒上的污泥受到的剪力也越大。在實際生產(chǎn)中,隨著反沖洗強(qiáng)度的增大,濾層的膨脹度也隨之增大,濾料顆粒間的空隙當(dāng)然增大,因此,流過該孔隙的水的流速并不是隨著沖洗強(qiáng)度的增大而線性增大。
其次,我們再分析污泥受到的摩擦力。反沖強(qiáng)度越大,濾層的膨脹度越大。這就意味著濾料顆粒之間的間隙就越大,因此濾料顆粒間碰撞的機(jī)率也就越小。就濾層整體而言,濾料上附著的污泥受到的摩擦力也就隨著反沖洗強(qiáng)度的增大而減小。
在實際生產(chǎn)中,我們之所以提出反沖洗強(qiáng)度的概念是用來控制濾層的膨脹度的。膨脹度控制適當(dāng),即濾料顆粒間的孔隙大小適當(dāng),則附著在濾料顆粒上的污泥受到的剪力和摩擦力的合力能達(dá)到最大值。根據(jù)生產(chǎn)實踐,國外學(xué)者較多認(rèn)為最佳膨脹度20-30%一般較為妥當(dāng)。
不同的水廠,濾池的結(jié)構(gòu)有所不同,沖洗時因水頭損失不同而導(dǎo)致的沖洗強(qiáng)度和濾層膨脹度的對應(yīng)關(guān)系會有不同。但是濾層的膨脹度應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi)。對于沖洗單層濾池,是將膨脹度控制在45%,還是借鑒國外經(jīng)驗將膨脹度控制在20-30%,亦或控制在其他范圍,這要看生產(chǎn)實踐。
2.1 濾料因沖洗強(qiáng)度過大而流失,造成“跑料”在實際生產(chǎn)中,我廠濾池“跑料”現(xiàn)象嚴(yán)重,雙層濾池的無煙煤流失嚴(yán)重,有的池子已露出下層的石英砂;單層濾池在反沖洗時能在排水槽中取到石英砂。所有濾池的濾料表層高度均比剛鋪裝完畢時低。多數(shù)濾池的濾料厚度減少了20cm嚴(yán)重的“跑料”造成了濾料厚度的減小,肯定會對過濾效果造成影響。
2.2 擾動承托層,使其移位甚至坍塌濾池的承托層采用礫石,按粒徑由大到小順序由下而上依次鋪設(shè),最大的礫石鋪在最底層。承托層起著防止濾料流失和均布反沖洗水的作用。由承托層的結(jié)構(gòu)可知,礫石間的孔隙由下而上依次減小。若反沖洗強(qiáng)度過大,則會擾動承托層,使其產(chǎn)生橫向或縱向的位移,即同層的礫石水平移動使局部孔隙增大或上層較小的礫石向下移動,嚴(yán)重者甚至在局部坍塌,嚴(yán)重影響布水的均勻性,造成反沖洗時形成射流或“沸騰”現(xiàn)象。同時,石英砂會在過濾時流失,造成“漏料”現(xiàn)象,減少濾層的厚度。
2.3對配水系統(tǒng)造成破壞濾池多采用大阻力配水系統(tǒng),所謂大阻力配水系統(tǒng),簡單的說,就是控制配水支管的開孔比,提高孔口的阻力,最大限度地提高布水的均勻性。一味提高反沖洗強(qiáng)度,會使配水支管有爆管的可能。而且,擾動承托層會形成“漏料”,石英砂和較小的礫石會進(jìn)入配水支管,堵塞支管,降低布水的均勻性,使局部反沖洗強(qiáng)度更大,更嚴(yán)重擾動承托層,如此形成惡性循環(huán)。
2.4 由于反沖洗效果不好,池中沉積大量的泥球反沖洗結(jié)束后我們挖開濾料發(fā)現(xiàn),剛沖洗完的礫石表面上附著一層泥膜,礫石間有泥球。濾池的再生能力差,必然導(dǎo)致過濾周期縮短,一是影響安全生產(chǎn),二是提高反沖洗用水量,增加生產(chǎn)成本。
通過對濾池反沖洗機(jī)理的分析,可以發(fā)現(xiàn),反沖洗效果與濾層的膨脹度有關(guān),只有將膨脹度控制在最佳范圍才能最大限度地提高反沖洗效果,而沖洗強(qiáng)度則是反應(yīng)膨脹度的一個指標(biāo)。因此,“沖洗強(qiáng)度越大,反沖洗效果越好”的觀點是片面的,國內(nèi)外的生產(chǎn)實踐都證明了這一點。
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