均粒石英砂滤料快滤池的生产性能试验与应用

发布于:2021-09-28 23:53:23

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第3 0卷第 1 2期  20 年 l 月 11 1 2  

辽 

宁  

化 

工 
 

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V 13   o 1  0 .0 N .2 D c mb r 2 1 ee e .∞  

均 粒 石 英 砂 滤 料 快 滤 池  的 生 产 性 试 验 与 应 用 
史笺非 ,   贾宝秋  马志 明。 ,  
(. 1 丹东市 自来术总公司, 辽宁 丹东 1 0 ; 2 沈 阳建筑工程学 院 . 10 80 辽宁 沈 阳 I 00  1 0) 0

摘 
7 % 

要 : 介绍均粒石英砂滤料快 滤池的生产性试 验与应 用 ,   在不改变 滤池 结构 、 冲洗方 法和操  反

作*惯的条件下 , 仅将快滤池 的传统溏 层改为均粒石英砂溏 层 , 产水量 提高 1 5%, 而溏层的费用仅增 加 
关 键 词 : 滤池 ;滤料 ; 石英砂  文献标 识码 : A   文章编号 : i0 一 952o )2一 5 一 4 0 4 o3(o t1 O ∞ o 

中圈分类号 : T  9 .   U99 2 4

1 前

言 

过滤是净水工艺 中最重要 的处理单元之~ .   快滤池是过滤常用 的过滤建筑物 , 至今已有 1   0 0 多年历史 。提高滤池含污能力, 即增大单位体积  内滤 料截 留杂质 ( 絮粒 、 土 、 粘 藻类 、 菌 、 细 病毒 及 
其 它胶 体颗粒 ) 的含 量是 快滤技 术 中技术关键 . 也 

常规砂滤料 , 不需要改动滤池原有设备 , 也不需要  改变原来操作*惯 , 仅需要改变砂滤料组成即可 ,   因而较易推广。本文简要介绍丹东市 自 来水公司   珍珠山净水厂使用均粒石英砂滤料的试验及其应 
用情 况 。  

2 常规 滤料 、 粒 滤 料及 粗滤 料  均
常规砂滤料是指现在大多数滤池所普遍采用 
的石英 砂滤 料 , 最小 直 径 为 04 .5—0 5If最 大  . - , rl i f

是水处理专家研究的热点之一。增加滤池含枵能 
力主要 有三 个途径 … :1 ( )改变 过 滤水 流 方 向 , 采 

用上向流过滤、 双内流过滤, 辐射流过滤 以及连续  过滤等方式 ;2 改变过滤操作方法, () 采用微絮凝  过滤 , 整混 凝剂 品种 及投 加 量 、 调 投加 助 滤剂 等 ;   ()改变 滤 料 成分 及 组 成 , 用 不 同密度 滤 料 的  3 采 双层及多层滤料过滤。如混合滤料、 煤铝滤料 、 括 
性炭 滤料 、 料 滤 料 、 塑 陶粒 滤料 、 砂 滤料 及 均粒  粗 百英 砂 滤料 等。   丹 尔市 自来 水 公 司 从 19 开 始在 珍 珠 L  97年 U 净水 厂 试用 均粒石 英砂滤 料 , 不改 变滤池结 构 、 在  

直径为 10 . m ; .~12 m *均粒径  约为 07  n    .5I , Ⅻ
d =0 5 l . —0.5mm,舶=0 9 . m, ∞=1 5 0 5  d . 一1Om K . 


2.   0。

均粒滤料 是 指滤 料粒 径 比较 均 匀 , 滤 料粒  即

径不均匀系数以  表示的数值 比较小。但是究  竟  为多大即可称为均粒滤料现在没有统一规 
定 。从 净水 厂使用 而言 , 越接 *于 1过滤 效 能    , 越好 ; 滤料 厂 加工 而 言 , 越接 *于 1加 工难  从 ‰ ,

反冲洗方法和操作*惯 的条件下 , 仅将快滤池 的   传统滤层改为均粒石英砂滤层 、 产水量提高了 1  5 %, 而滤层的费用仅增加 7 , % 获得显著的经济效 
益 。均粒 石英 砂 滤料 颗粒 粒 径 比较 均 匀 , 能较 好 

度越大。笔者认为在  <1 . , 4时 在滤池应用上 
才有 实际效果 。实 际上 加工 到 K  =13以下 , . 加 

工费用并不需要增加很多。粗砂滤料是指*均粒  径比较大的石英砂滤料 , *均粒径 d 至少应大于  e 08 m 。粗 砂滤料 可能是 均粒滤 料 , 可 能不  .5n 也

克服表面堵塞 的缺点 , 整个滤床共同承担截污作  用 , 保证水质 条 件下 , 有滤速 快 、 在 具 过滤周期 长 、   水 头损 失增大 慢等优 点 。用均 粒石英砂 滤料代 替 

薯  暑

,     鲫。

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葬3 o整第 1 2期 

史奖非等:均粒石英砂1 料快摅1 曲生产性试验 与应用 墉 弛  

51 2 

是 均粒滤料 。采 用粗砂 滤料 的滤 池因为* 均粒 径  d 加大 , 往有效 粒 径 d 也 随之 加 大 , 然 滤 池  c 往 。 。 虽

试验 是 在 1 、 号 2号及 3号 三 组滤 池 同 时进 

效能同样可以提高 , 但是它只能称为均质滤料 . 与 
均粒 滤料概 念不 同 。  

行的 , 滤池面积 2  。由于 1 9 号池是高位排水  槽. 更换为比较粗的均粒砂滤料 , 号池是 比较细  2 的均粒砂滤料 ; 号池是常规砂滤料 . 3 粒径选择为 
d小=051Y d^=11m 。全 部 滤 料 均采 用    . ],显 YI  ̄ .  m 福建晋 江鲁宾 石英 滤料厂产 品 . 体 情况见表 1 具 。  
表 1 试验 滤池滤料情 况 

3 生产性试验概况 
珍珠 山 净 水 厂 取 艾 河 水 , D 60 l]  由 N 0 /t I、 / l

D 50m N 0  m两条输水 管线经艾 河泵站提升到珍 珠  山净 水 厂 。原 水 受 污 染 较 轻 , 度 一 般 小 于 5  浊 0 度, 冬季更低 , 仅有 4 度 。净化混凝剂采用碱  ~8 式氯化铝 , 消毒用液氯 。  
采用均 粒石 英砂 滤料 , 粒 石 英砂 滤 料及 常  粗

规石英砂滤料在珍珠山净水厂进行了生产对 比试  验 。珍珠 山净水 厂工艺 流程 见 图 1  。

4 试验结果及讨 论 
在生产 性试 验 中 , 池 运行 均 按 照滤 后 水 浊  滤 度低于 15度调 整 滤 速 ( 般滤 后 均 为 1度 )并  . 一 , 按 照滤 前 浊 度小 于 5度 确定 混凝 剂 投 加量 , 种  三 滤池滤前水 水 质相 同。试验 数据见 表 2  。

碱 化 一 匦耍 圃 一 巫 匦 亟圃 一  式氧 铝 垂
液氯 
t 

匿垂  一 匝亘 五固一 j亟 亟垂  叵   
图 1 珍珠 山净水厂工艺流程 

表 2 滤 池 运 行 测 定 数 据   

4 1 粒 径与过 滤周 期及滤 速关 系  .
4 1 1 水 头损失  ..

4 12 滤 ..

头损失也大致不变。   速 

从表 2可以看 出 , 个 试验 滤 池 水 头 损失 增  三 长率 的顺 序 为 : 号 滤 池 <2号 滤 池 <3号 滤 池 。 1  

表2 中各种滤池滤速的顺 序为 : 号滤池 >   1 2 号 滤池 > 3号 滤池 , 而且 1 滤池 和 2号 滤 池 的  号 滤速明显高 于 3 号滤池。这说明滤料粒径越大,   滤速也越大 , 均粒石英砂滤料滤池的滤速明显高  于非均粒 滤 料滤 池 的 滤 速。试 验 结果 表 明 , 用  采
均粒滤料 滤池 的滤速 可 比非 均粒 滤料 滤池滤速 提   高1 5%以上 。另外 还可 以看 出 , 2号池 与 3号池  虽 然*均粒 径 接* , 因为有 效粒 径不 同 , 速有  但 滤

这说明无论是否采用均粒滤料 , 只需加大滤料粒  径, 水头损失增长速度就会减慢。在本次试验 中  
1 号滤 池和 2号 滤 池 同 为 均 粒 滤 料 , 由于 1 滤  号

* 均粒径大于 2 号滤池 , 因而 1 号滤池水头 损  失增长 率减 缓 了很 多 。另 外 , 2的数 据 还可 以  表 看 出, 2号滤 池与 3号 滤* 均粒 径基 本 相 同 . 但 
由于 2 滤池 d >3 滤池 d , 以 3号滤 池水  号 m 号 。 m所 。

明显差异 。当滤床厚度 L 及*均粒径  相同时,  
均粒滤料 d 越大 , l 。 滤速也 较 大。   4 13 过滤周期  ..

头损失 增长率低于 3 号滤池。这说 明过滤水头损  失受有效粒径 d 影响很大 , m 。 而且 当 d 相同时 . 。 水 

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52 2 

20 年 l   11 3 2月

为 了对 比均粒 滤 料 与 非 均粒 滤 料 的滤 速 , 在 

均 粒砂滤料 滤池 和*均 粒径 加大 不多 的粗滤 

实验室进行了滤柱对 比试验。滤柱直径 15 r, 3  n u t   滤料情况 见 表 3 。滤 前 水 为 澄清 后 的水 . 滤速 由  
人 工控制 , 过滤 周 期终 止 不是 因为滤 后 水 头损 失 

料滤池的冲洗时间均没有特 殊要求 , 与常规砂滤 
料滤池相 比 , 冲洗 时间 由 5—6mn延 长到 6~8 仅  l  

达 极限 , 而是砂层穿透致使浊 度超标 ( 2度) 而 
终止 。试验 结果见 表 4  。
表 3 滤柱滤料粒径 

a 。冲洗后滤池池面水浊度与常规砂滤池接*。 rn i   43 孔隙率 和截 混量  .
4 3 1 孔隙 率  ..

各地 石英砂 的孔 隙 率不 完 全 相 同 , 与 滤 料  它 颗粒排 列状 况 关 系密 切 。均 匀球 状 颗 粒 , 因排列 

不同孔隙率在 0 20 .7 之问变化。孔 隙率  . ~04 6 6 与 颗粒球 状度 关 系也很 大 。实测 的结果 表 明 , 对 
于同一厂 家生 产 的滤 料 , 粒 滤 料与 非 均 粒滤 料  均
日 期  ,】 连 ( 滤
nh .
-  

警  疏 
5  2 舯  33   3 3 3   3 4 3   5 4.5 3  4 3  l  4 3  l  柏  7  1

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1 3  0  10     7 I 3  2  13    2 14   .6 l3    7

了—  — — 
】 9   3  9 7 5. I 2  1 7  

孔隙率变化不是很大。我们采用的晋江鲁滨石英  砂滤料厂生产的石英砂 , 由福建省地方砂产建材 
检验所 检验 , 粒径 05 . i, 滤料 孔 隙 率为  . ~10ln砂 F / 04 1均 粒径砂滤 料孔 隙率 为 046 .3 。 .2 ; .3 ~048 
4 3 2 截泥 量  ..

19  .  9 76 3

∞ 

8  

4  6 7  0

均粒 滤料滤 池 的杂质 能渗 入砂 层 深 处 , 杂质 

从试验结果看, 均粒滤料 的过滤周期 明显高  于非均粒滤料的过滤周期。这主要是由于均粒滤  料下层 粒径 与上 层 滤 料 粒 径接 * , 利 于截 留悬  有 浮锡继续往下渗透 , 而非均粒滤料下层滤料粒径  相对较大 , 表面滤料粒径最小 , 表层滤料截 留后 ,   下 层 滤料难 以发 挥作用 。  
42 粒 径 与反冲洗 关 系  . 4. 1 冲洗 强 度  2.

分布趋于均匀 , 不象在非均粒滤料滤层  样 , 口 只堵  塞在滤床表面 , 因而均粒滤料在整个过滤周期中  截泥量加大。对 比实验的截泥量测定 如表 5 表  . 中所列 含混 量是砂层 单位 面积 竖向古 泥量 的*均 
值。  
表 5 滤 池 截 泥 量 

滤池水 冲洗 是依靠上升水流将滤层 悬浮起 

来, 由水流紊动和滤料相互擦洗将 滤层 中截 留杂  质洗脱, 并随上升水流带出。冲洗 的关键 是将滤 
料悬浮起来。因此 , 冲洗强度应以滤料 中最大粒  径的最小流态化流速为依据 , 才能保证滤层得到  均匀 冲洗 。。    只要底层滤料粒径不加大, 无论是按不超 过 
常规 滤料 最大粒 径 配 成 的均 粒 滤 料 ( 层* 均 粒  滤 径相应 加大 )还是 按 * 均粒 径 配 成 均 粒滤 料 , , 滤 

5 技术经济效益分析 
51 均粒 滤料产 水 量增长率  .

几年生产实践表 明, 采用 均粒滤料可以提 高   滤池出水量 , 一般可提高滤池出水量 l 5%以上。   表 6 均粒 滤料产 水量增 加表 。 为  
52 经 济效益 分析  . 滤砂费用 大 致 由下 列几 项 构 成 : 即滤 料加 工  ( 筛砂) 包装 费、 费、 产地短途运费、 火车运费、 净水  厂短途运费、 滤*躺胺延玫取F 中滤料厂加工 

料 中最大粒径全部 小于或等于常规滤料最大粒  径。这种滤池冲洗时, 都不需要加大冲洗强度 , 可 

以按常规滤料滤池一样来确定冲洗强度 。  
均粒滤料全部滤层 中粒径接*  不会发生为  满足粗粒径滤料冲洗强度要求而造成细粒径滤料  冲出滤池; 也不会发生为避免细粒 径滤料流失 而  减小 冲洗强度 , 造成粗粒滤料不能完全流态化。  
4 22 冲洗 时 间  ,.

筛砂费用约为总费用的 2 0%, 在滤料厂将石英砂  加工为均粒滤料与加工为常规滤料加 工费( 劳务 
支 出) 增加有 限 。若 以全 部费用 相 比, 两种 滤料 支  付 费用相差 不 足 7% , 量则 可增 加 l 水 5%。投入 

与产出相比, 采用均粒滤料经济效益 明显 。若条  件许可 , 用粗砂均 粒滤料 , 采 其经济效益更为可 

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舅3 第 l o卷 2期 

史笺非等 均粒石英砂媾料性滤池 的生产性试 验与应用 

53 2 

观 。如果以滤池全部 基本建设 费用为基数, 采用  均 粒 滤料增加 的费用不 足 1%。而水 量则是 以两 

位数的比例增加 , 经济效益更为显著。  

表 6 均粒滤料产水量增加表 

辽 

宁 
【 
一  

6 结

论 

因而极易推广, 投人与产出相比, 经济效益明显。   () 3 如果条件许可 , 采用粗砂均粒滤料 ,加 d 更  加增大 , 滤池效益将更显著。  
参 考 文 献 
:] 严煦世 , I 范瑾初主编 . 给水 工程[ j北 京: 国建筑工  M. 中
业 出版 杜 .95 6 19 . 

厶  
口 

() 1 滤料 的有效粒径 d 是影 响过滤 的主要   
因素之一 。均 粒滤 料 的 d 大 于* 均粒 径 相 同 的    。 非 均粒滤料 , 因而 滤 池 效率 高 。将 常 规砂 滤料 更  换 为*均 粒径 相 同 的均 粒石 英 砂 滤料 , 滤水 能 力  可增加 1 5%以上 。  

后 

()均粒石英 砂滤料不需变 动滤池原有设  2
备、 冲洗 方式 、 理水* 、 术水* 和操作 *惯 等 , 管 技  

[ ] 景有海 , 2 盘同轨 , 范瑾初 . 质滤料 直接过滤 性能 的评  均 价指标 ! . J 绐水排球 , 0 () 1 — 6 ]  ̄ 0 3 :3 1  0

Pr d ci eEx e i n   n Ap l a i n o o u tv p rme ta d p i to   fRa i Fi e   f c pd l ro   t

Ho gn o sQ a t S n ie moe e u u rz a dFl rMaei     t t a rl
S x 衡 ,f     啦 , A z m   l B A M   咖  
Ab ta t r u  ̄ e e p r e t n   p c ∞ o  pd ftro   ̄ o e e u     sr c :P o c v   x e m n  d a     d i a f a  ̄  l  f r ie h g n o sq sn q e   td l ee it d c d i  a d ̄ t r  ̄ e a  I  r u e   l r w no n p  ̄ r  ae .

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. 

Ke   r :I t ;F e  td l yw0凼 r e d r ' rmae a ;Ol & 蛐

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巴 养 释 人 控 研 通 鉴 ⑤  料 分放工制究过定
湖南省  九五  重大科技项 目— — 可降解膜水稻控释肥料的研 制与应用 , 日前通过 了省科技厅组 织的鉴定 。采用  这一 成果 , 可人工控制肥料养分释放速率 , 氮的利用率*均达 7% , 7 比屎*骄 3 个百 分点 , 、 9 早 晚稻产量 比施 用等氮 
量尿 *骄 加 9 3   .%。

据介 绍 , 目前我国化肥利用率低 , 不仅 影响农 民收人 , 而且加剧了环境污染。湖南省土肥所 以天然 、 半天然 高分子材  料为主作包膜 , 制新 型肥料 , 研 被农业 部列为 “ 九五  重点科 研项 目。他们经过多次试 验 , 成功 解决 了 3 0至 30 内肥料  3天 可控养分释放 的核心技术问题 , 研制 出可降解膜 控释肥料和水稻专用控释肥料 。同时 , 他们还研制 出水稻控释肥 精准施  肥技术 , 以一次性 全量 施肥 替代传统施肥法 , 每亩水稻可减少氮肥用量三分之一 , 节约成本 8 2元。 —1  


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