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摘要：随着社会经济的迅猛发展，人们的生活水平有了显著的提升，对供水的安全可靠性与质量提出了更高的要求，而环境污染愈加严重，传统的人工控制制水方式已经无法满足实际供水需求。滤池作为水处理中的关键环节，被广泛应用在城市自来水厂建设中，对水处理自动化水平和效果的提升有积极意义。本文就以宁波某水厂为例，分析V型滤池运行中出现的问题，并提出切实可行的维护措施，以便相关人士借鉴和参考。
关键词：水厂滤池；运行；维护
V型滤池属于一种先进技术工艺的滤池，具有反冲洗水量省、过滤周期长、过濾面积大、便于自动化管理、反冲洗彻底、深层截污、出水水质好等优点，在净水处理中获得了广泛应用[1]。现阶段，在滤池的设计环节，多是依赖相关规范和经验来选择参数，未优化分析过滤机理，致使滤池工作条件不佳，所以如何结合实际情况解决滤池运行中的问题，已经成为重要的研究课题。
一、水厂概况
宁波某水厂于2009年一期投产，2010年年底全部投产，设计日供水能力为50万t，以水质符合国家地表水Ⅱ类标准水库水作为原水，利用传统的工艺（混凝—沉淀—过滤—消毒），其中滤池为V型滤池。出厂水水质严格按照相关规定的要求，色度限值为5倍，浑浊度限值为0.1NTU，锰限值、铁限值、耗氧量限值分别为0.05mg/L、0.5mg/L、2.0mg/L，pH值控制为7.0～8.5的范围内。
二、水厂过滤系统
第一，V型滤池。该水厂设置了规模达25万m3/d的2座均粒滤料滤池，平面尺寸为62.12m×43.05m，每座滤池10格，单格锅过滤面积达137.6m2，滤池采用双排布置的方式，并且滤池设计滤速为7.8m/h，滤层上的水深达1.2m。该水厂将石英砂作为均粒滤料，粒径为0.85mm，厚度为1.2m，不均匀系数低于1.4；粗砂层的砂粒厚度为100mm，粒径控制为4～6mm。
第二，初滤水排放。每次反冲洗之后，需要及时排放滤池的初滤水，利用各滤格的放空管，将初滤水排放到专门设计的初滤水回流井，这样井内的2台潜水泵通过提升初滤水，使其回流至沉淀池前的水厂总进水管处，以实现循环利用的目的[2]。下图1为滤格运行状况。
第三，反冲洗系统。该水厂滤池采用反冲洗联合气水加表面扫洗的反冲洗方式，将气冲强度设计为14.89L/（s·m2）；单独水反冲洗时，表面扫洗和水冲的强度分别为2.07L/（s·m2）和4.53L/（s·m2）；气水同时反冲洗时，水冲和气冲的强度分别为2.41～4.53L/（s·m2）和14.89L/（s·m2）。布气布水系统、集水系统都是选用整体钢筋混凝土现浇滤板和长柄滤头；反冲洗泵房的反冲洗水泵、鼓风机分别提供反冲洗水、反冲洗气。滤池相关阀门和闸门都选用气动执行装置，利用反冲洗泵房内的空压机组可提供压缩空气。
三、问题与对策
（一）存在的问题
①该水厂于2013年定期测定滤池的滤层厚度，发现20个滤格出现跑砂情况，具体为：Ⅰ期（1～10号）滤格滤层最大的厚度损失为20cm，损失平均值达16.3cm；Ⅱ（11～20号）滤格滤层最大的厚度损失为21cm，损失平均值达17.4cm。至2014年和2015年底，滤池的跑砂量变化较小，20个滤格的平均跑砂量基本稳定为16～18cm，说明滤层的厚度相对稳定。通过分析滤池相关参数发现，实测气冲强度为17.5～19.2L/（s·m2），设计的气冲强度为14.89L/（s·m2），排水堰顶与滤池砂面的保护高度为49.3cm[3]。通常V型滤池最佳的气冲强度为14～18L/（s·m2），排水堰顶与滤池砂面的最佳保护高度为50～70cm，这就说明该水厂滤池的气冲强度偏大，而保护高度偏小。
②在实际运行过程中，有些滤格的清水阀、水冲阀、气冲阀关闭不严实，导致滤格冲洗效果不佳，甚至影响到其他滤格的运行效果，增加滤池运行问题排查难度。究其原因，这与水厂的管理理念有一定关系，水厂没有认真校验相关阀门，直至出现其他连锁反应方才发现。
③滤池实际运行中，反冲洗只能通过气冲总管上排气阀开度的调整来实现鼓风机流量的使用，但该操作难以控制气量且噪音大；无法单独调整滤池中各个滤格的反冲洗时间，各滤格的运行情况存在一定差异，需要单独设定反冲洗参数[4]。此外，水冲管路上没有按照规定要求设置排气装置，不能排除水冲管路中的气体，降低水冲强度，而这与设计人员未考虑运行情况密切相关。
④放空滤池之后发现，滤层表面存在大粒径的砾石，并且测定滤料含泥率时，待测样品含有砾石，这些情况的发生与反冲洗时气冲强度过大有关，表明滤层底部承托层上翻。
（二）解决对策
只有采取切实可行的措施，才能改变滤格的状况，有效缓解跑砂量大的问题，适当延长滤池的运行周期，具体为：①调整运行参数与反冲洗程序。从水厂的实际条件出发，适当修改滤池反冲洗的一些程序，如合理调整表面扫洗的程序，使“全程扫洗”变为“水冲时开始”；以各滤格的反冲洗情况为依据，将反冲洗水翻过排水槽作为判定标准，单独设定各滤格的反冲洗水位，以此增强滤格冲洗效果，降低滤料的膨胀率。同时对各反冲阶段时间予以调整，争取让冲洗效果最差的1个滤格流过排水槽的水流浊度为10～20NTU，从而冲洗干净滤料，降低跑砂风险。
②改善滤格阀门情况。逐一排查20个滤格清水阀、水冲法、气冲阀的情况，有针对性实施保养和维护工作，防止气动阀门关闭不严情况的出现；同时对相关的保养与维护制度加以规范，以免因阀门漏水或漏气而造成不良影响[5]。
③加装水冲管路排气阀。水厂可以从实际情况出发，将2个排气阀分别加装在滤池水冲管路的最高处，定期排除水冲管路中的气体，避免气体集聚影响水冲强度，确保反冲洗效果。针对承托层上翻现象，由于滤池底部的长柄滤头缺乏较大的间隙，仅为少量上翻，所以未进行处理。
④定期测试，及时补砂。该水厂因气冲强度调整余地有限、滤层厚度减少不会影响滤池出水等原因，所以没有按照滤层的设计厚度予以补砂。要想实现预期的效果，该水厂应该组织人员定期测试滤格砂层的厚度，进而动态掌握砂层的实际厚度情况。
⑤改造反冲洗废水回用系统。对于该水厂原有的反冲洗废水回用系统而言，基本是沉淀后上清液回用，借助污泥脱水系统另行处理底泥。通过综合考虑需要改造该系统，这样能直接回用搅拌均匀后的反冲洗废水，加上回用水中的絮体、颗粒物有所增加，能形成更大的絮体，改善细小絮体易穿透滤池的现象，增强低浊低温期水处理的效果。
结束语：
针对拥有良好原水水质的水厂，采用V型滤池能确保出水的达标及稳定，但在滤池运行中需要定期评估、测试滤池状况，以便及时发现滤池可能出现的问题；综合分析影响滤池状况的因素，认真分析与总结各类问题，积累相关的运行及管理经验，确保滤池的良好运行，实现供水的稳定与安全。
参考文献：
[1]虞静静，何建荣，韦学玉，刘志刚. V型滤池运行与维护生产实例[J]. 市政技术，2017，35（03）：96-98.
[2]林显增，张伟杰，邹振裕，罗永恒，徐廷国，朱学峰. V型滤池实现优化运行与维护的试验研究[J]. 中国给水排水，2012，28（05）：44-46.
[3]苑超，王勇，管青凤. 延长V型滤池运行周期以降低滤出水浊度[J]. 产业与科技论坛，2014，13（01）：64-65.
[4]赵宇，常华. V型滤池运行过程中故障问题的研究[J]. 绿色科技，2016（02）：78-79.
[5]汪广丰. 虹吸滤池运行状态技术分析[J]. 城乡建设，2016 （05）：86-88.
关键词：水厂滤池；运行；维护
V型滤池属于一种先进技术工艺的滤池，具有反冲洗水量省、过滤周期长、过濾面积大、便于自动化管理、反冲洗彻底、深层截污、出水水质好等优点，在净水处理中获得了广泛应用[1]。现阶段，在滤池的设计环节，多是依赖相关规范和经验来选择参数，未优化分析过滤机理，致使滤池工作条件不佳，所以如何结合实际情况解决滤池运行中的问题，已经成为重要的研究课题。
一、水厂概况
宁波某水厂于2009年一期投产，2010年年底全部投产，设计日供水能力为50万t，以水质符合国家地表水Ⅱ类标准水库水作为原水，利用传统的工艺（混凝—沉淀—过滤—消毒），其中滤池为V型滤池。出厂水水质严格按照相关规定的要求，色度限值为5倍，浑浊度限值为0.1NTU，锰限值、铁限值、耗氧量限值分别为0.05mg/L、0.5mg/L、2.0mg/L，pH值控制为7.0～8.5的范围内。
二、水厂过滤系统
第一，V型滤池。该水厂设置了规模达25万m3/d的2座均粒滤料滤池，平面尺寸为62.12m×43.05m，每座滤池10格，单格锅过滤面积达137.6m2，滤池采用双排布置的方式，并且滤池设计滤速为7.8m/h，滤层上的水深达1.2m。该水厂将石英砂作为均粒滤料，粒径为0.85mm，厚度为1.2m，不均匀系数低于1.4；粗砂层的砂粒厚度为100mm，粒径控制为4～6mm。
第二，初滤水排放。每次反冲洗之后，需要及时排放滤池的初滤水，利用各滤格的放空管，将初滤水排放到专门设计的初滤水回流井，这样井内的2台潜水泵通过提升初滤水，使其回流至沉淀池前的水厂总进水管处，以实现循环利用的目的[2]。下图1为滤格运行状况。
第三，反冲洗系统。该水厂滤池采用反冲洗联合气水加表面扫洗的反冲洗方式，将气冲强度设计为14.89L/（s·m2）；单独水反冲洗时，表面扫洗和水冲的强度分别为2.07L/（s·m2）和4.53L/（s·m2）；气水同时反冲洗时，水冲和气冲的强度分别为2.41～4.53L/（s·m2）和14.89L/（s·m2）。布气布水系统、集水系统都是选用整体钢筋混凝土现浇滤板和长柄滤头；反冲洗泵房的反冲洗水泵、鼓风机分别提供反冲洗水、反冲洗气。滤池相关阀门和闸门都选用气动执行装置，利用反冲洗泵房内的空压机组可提供压缩空气。
三、问题与对策
（一）存在的问题
①该水厂于2013年定期测定滤池的滤层厚度，发现20个滤格出现跑砂情况，具体为：Ⅰ期（1～10号）滤格滤层最大的厚度损失为20cm，损失平均值达16.3cm；Ⅱ（11～20号）滤格滤层最大的厚度损失为21cm，损失平均值达17.4cm。至2014年和2015年底，滤池的跑砂量变化较小，20个滤格的平均跑砂量基本稳定为16～18cm，说明滤层的厚度相对稳定。通过分析滤池相关参数发现，实测气冲强度为17.5～19.2L/（s·m2），设计的气冲强度为14.89L/（s·m2），排水堰顶与滤池砂面的保护高度为49.3cm[3]。通常V型滤池最佳的气冲强度为14～18L/（s·m2），排水堰顶与滤池砂面的最佳保护高度为50～70cm，这就说明该水厂滤池的气冲强度偏大，而保护高度偏小。
②在实际运行过程中，有些滤格的清水阀、水冲阀、气冲阀关闭不严实，导致滤格冲洗效果不佳，甚至影响到其他滤格的运行效果，增加滤池运行问题排查难度。究其原因，这与水厂的管理理念有一定关系，水厂没有认真校验相关阀门，直至出现其他连锁反应方才发现。
③滤池实际运行中，反冲洗只能通过气冲总管上排气阀开度的调整来实现鼓风机流量的使用，但该操作难以控制气量且噪音大；无法单独调整滤池中各个滤格的反冲洗时间，各滤格的运行情况存在一定差异，需要单独设定反冲洗参数[4]。此外，水冲管路上没有按照规定要求设置排气装置，不能排除水冲管路中的气体，降低水冲强度，而这与设计人员未考虑运行情况密切相关。
④放空滤池之后发现，滤层表面存在大粒径的砾石，并且测定滤料含泥率时，待测样品含有砾石，这些情况的发生与反冲洗时气冲强度过大有关，表明滤层底部承托层上翻。
（二）解决对策
只有采取切实可行的措施，才能改变滤格的状况，有效缓解跑砂量大的问题，适当延长滤池的运行周期，具体为：①调整运行参数与反冲洗程序。从水厂的实际条件出发，适当修改滤池反冲洗的一些程序，如合理调整表面扫洗的程序，使“全程扫洗”变为“水冲时开始”；以各滤格的反冲洗情况为依据，将反冲洗水翻过排水槽作为判定标准，单独设定各滤格的反冲洗水位，以此增强滤格冲洗效果，降低滤料的膨胀率。同时对各反冲阶段时间予以调整，争取让冲洗效果最差的1个滤格流过排水槽的水流浊度为10～20NTU，从而冲洗干净滤料，降低跑砂风险。
②改善滤格阀门情况。逐一排查20个滤格清水阀、水冲法、气冲阀的情况，有针对性实施保养和维护工作，防止气动阀门关闭不严情况的出现；同时对相关的保养与维护制度加以规范，以免因阀门漏水或漏气而造成不良影响[5]。
③加装水冲管路排气阀。水厂可以从实际情况出发，将2个排气阀分别加装在滤池水冲管路的最高处，定期排除水冲管路中的气体，避免气体集聚影响水冲强度，确保反冲洗效果。针对承托层上翻现象，由于滤池底部的长柄滤头缺乏较大的间隙，仅为少量上翻，所以未进行处理。
④定期测试，及时补砂。该水厂因气冲强度调整余地有限、滤层厚度减少不会影响滤池出水等原因，所以没有按照滤层的设计厚度予以补砂。要想实现预期的效果，该水厂应该组织人员定期测试滤格砂层的厚度，进而动态掌握砂层的实际厚度情况。
⑤改造反冲洗废水回用系统。对于该水厂原有的反冲洗废水回用系统而言，基本是沉淀后上清液回用，借助污泥脱水系统另行处理底泥。通过综合考虑需要改造该系统，这样能直接回用搅拌均匀后的反冲洗废水，加上回用水中的絮体、颗粒物有所增加，能形成更大的絮体，改善细小絮体易穿透滤池的现象，增强低浊低温期水处理的效果。
结束语：
针对拥有良好原水水质的水厂，采用V型滤池能确保出水的达标及稳定，但在滤池运行中需要定期评估、测试滤池状况，以便及时发现滤池可能出现的问题；综合分析影响滤池状况的因素，认真分析与总结各类问题，积累相关的运行及管理经验，确保滤池的良好运行，实现供水的稳定与安全。
参考文献：
[1]虞静静，何建荣，韦学玉，刘志刚. V型滤池运行与维护生产实例[J]. 市政技术，2017，35（03）：96-98.
[2]林显增，张伟杰，邹振裕，罗永恒，徐廷国，朱学峰. V型滤池实现优化运行与维护的试验研究[J]. 中国给水排水，2012，28（05）：44-46.
[3]苑超，王勇，管青凤. 延长V型滤池运行周期以降低滤出水浊度[J]. 产业与科技论坛，2014，13（01）：64-65.
[4]赵宇，常华. V型滤池运行过程中故障问题的研究[J]. 绿色科技，2016（02）：78-79.
[5]汪广丰. 虹吸滤池运行状态技术分析[J]. 城乡建设，2016 （05）：86-88.