污水处理厂翻板滤池改造工程实例

杨红国 徐伟江

（光大水务（江阴）有限公司 江苏江阴 214400）

江阴市滨江污水处理厂位于工业园区，来水以纺织印染、电子线路板等工业废水为主，出水执行《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》（DB32/1072-2007）规定的Ⅱ类排放标准。该厂深度处理单元选用翻板滤池，翻板滤池是瑞士苏尔寿公司下属的技术工程部的研究成果[1]，所谓“翻板”是因为该型滤池的反冲洗排水舌阀（板）工作过程中是从0°～90°范围内来回翻转而得名。

近年来翻板滤池大量地应用到国内地表水处理厂，用于污水深度处理工程极少。深圳市大工业区水厂翻板滤池在运行中遇到技术难题，进行了翻板滤池反冲洗程序及反冲洗周期的改进试验，取得成功[2]。滨江污水处理厂翻板滤池自设计投运以来存在滤料流失严重、滤料截污能力低等问题，多次改进后仍未能解决。从实际运行效果看翻板滤池并不适用于该厂水质处理要求，因此对翻板滤池进行改造显得尤为迫切。

1 进水水质及排放标准

该厂总处理污水规模为10×104t/d，基本处理工艺为水解+A/O(A2/O)工艺，为提高出水水质标准，在原有处理工艺基础上增加了深度处理工程，提标前后进水水质及排放标准见表1。

表1 提标前后进水水质及排放标准

2 改造方案确定

该污水厂翻板滤池采用的滤料为无烟煤+石英砂双层滤料，无烟煤粒径1.6 mm~2.5mm，厚度800mm；石英砂粒径0.7 mm~1.2mm，厚度700mm；底部卵石承托层厚度450mm。在该厂实际应用表明，翻板滤池由于其闭阀冲洗，单侧排水的结构特点，造成滤池冲洗废水不能及时排放，出现二次沉降，影响滤池过滤性能，不适合在污水处理厂深度处理工艺中使用。

滤池采用气水反冲洗工艺，配水配气系统能够正常使用。改造需要解决的问题是使滤池内冲洗废水及时排放，保证每次冲洗后滤料能恢复到良好的过滤性能。本工程改造不能停产，只能逐格滤池进行改造，并且工期尽可能缩短。因此选择改造方案时，采用了改造工期较短、改造工作量少、能实际解决问题的方案，即将滤池改为连续排水的普通快滤池形式。

当时滤池滤料严重混层，已经起不到双层滤料的作用，需要更换。改造后在调试过程中反复调整，以改写滤池运行程序的方式使滤池获得良好的冲洗效果。

3 改造方案说明

经过综合考虑，决定采用池上增加排水槽、改为连续冲洗排水的滤池改造方案。改造后滤池与快滤池相同，实现滤池边冲洗边排水，彻底解决滤池冲洗不干净问题。改造实施内容如下：

3.1 更换原池滤料

气水反冲洗普通快滤池采用石英砂、无烟煤双层滤料时，由于无烟煤滤料比重较轻，冲洗时滤料流失情况也普遍存在。为避免改造后滤池冲洗排水过程中滤料流失，改造后滤料更换为单层石英砂滤料。更换单层石英砂滤料粒径为1.2 mm~1.6mm，不均匀系数K80≤1.35。滤料厚度与原来双层滤料相同，仍为1.5m。滤料下部设卵石承托层0.45m，滤池反冲洗配水配气系统仍采用滤池原有的PE 横管、立管配水系统。

3.2 滤池中增加排水槽

根据设计要求，快滤池排水槽一般要求长度不超过6m，排水槽中心间距1.5 m~2.1m。本工程滤池平面尺寸为10m×6.8 m，排水槽长度达到10m，超出了快滤池设计的一般规定。由于改造工程受现有条件限制，无法完全满足标准规范要求。10m 长度排水槽在工程中同样可以使用，但带来的负面影响是排水槽断面面积较大，另需要解决好排水槽的刚度问题。

滤池宽度为6.8m，滤池中需设置3 条排水槽，槽中心间距为2.26m，一般设计要求为1.5 m~2.1m 范围内，受改造条件所限，稍微有所超出。滤池洗砂排水槽断面形式上部为矩形，槽下部为三角形，底部夹角为90°。根据以上条件及滤池冲洗最大排水量计算，槽内末端流速取0.6m/s，滤池排水槽断面540 mm×675mm。

滤料上部增加的3 条纵向钢制洗砂排水槽用以收集滤池排水时的反冲洗水，滤池反冲结束恢复过滤进水初期起到布水槽作用，向滤池内均匀布水。除设置3 条纵向排水槽外，在滤池进水端，设置一条与纵向排水槽垂直的横向进水分配槽，槽宽度300mm，滤池冲洗结束恢复过滤时，滤池溢流堰进水后首先进入横向进水分配槽，然后由两条纵向排水槽向滤池内配水，解决滤池进水侧进水直接经溢流堰后跌入滤池冲击滤料导致的过滤初期滤床穿透问题。在3 条纵向排水槽末端，原滤池翻板安装位置设置一条横向排水槽。槽宽为300mm，槽底部固定位置低于翻板100mm，槽底部倾斜角度45°。改造后滤池原有翻板无需拆除，翻板位于滤池排水端横向排水槽内。排水端横向排水槽收集由3 条纵向排水槽汇集的反冲洗水，然后经由反冲洗时始终开启的翻板处排出池外。

为避免滤池冲洗时滤料流失，结合滤池新增排水槽高度，改造后新增滤池排水槽标高比滤池滤料面标高高出1.2m。

滤池反冲洗排水仍利用原有的翻板，在冲洗过程中，滤池翻板始终保持45°开启状况，一直排水。由于翻板在排水槽中，不会造成滤料的流失。当滤池过滤时，翻板关闭，保证滤池的正常过滤。

改造后翻板的阀板工作状况需做修改，调整为两种工况，一种为过滤时的全闭状态，另一种工况为反冲洗排水时阀板开启45°。经过核算阀板孔排水过流面积可以满足改造为快滤池后的最大排水量要求，按最大冲洗水量计算时排水过孔流速为0.8m/s。

3.3 修改冲洗程序

改造后滤池反冲洗为边冲洗边排水形式，滤池反冲洗参数及冲洗时间设计值如下：空气冲洗，冲洗强度15~17L/m2·s 冲洗历时2 min~3min；空气、水同时冲洗，空气冲洗强度15L/m2·s，水冲洗强度3.5L/m2·s，冲洗历时4min；水冲洗，冲洗强度8.5L/m2·s，冲洗历时5min。实际取值调试时在设计值范围左右调整。

3.4 冲洗设备的调整或更换

滤池改造后，气水反冲洗强度发生变化，气水冲洗强度都有所降低，需对反冲洗风机及水泵系统进行调整或更换。

该污水厂目前现有冲洗设备配置见表2。

表2 滤池冲洗设备主要技术参数

由于改造后滤池冲洗方式不同，冲洗强度存在差异。对于连续冲洗排水的滤池而言，一般要求气、水联合冲洗时，气、水冲洗强度总和应小于20L/m2·s，否则会跑砂。因此改造为连续排水的普通快滤池后原来的反冲洗风机及水泵冲洗强度都偏大，需要调整。

容积式罗茨风机无法通过出口升压控制风机风量，如果增加变频装置，成本较高。为确保滤池改造后的可靠运行，在滤池反冲洗风机总管上增加一条DN150 放气泄流管，管上安装手动闸阀和电动蝶阀各一台，根据滤池调试冲洗情况，手动闸阀调到合适的泄流开启位置。在滤池单独气冲时，泄流管上电动蝶阀关闭，当气水联合冲洗时，蝶阀打开，泄流一部分气量，获得合适的冲洗强度，避免出现联合冲洗时滤料流失问题。为减少排气噪声，在泄流管上安装消声器。

原滤池反冲洗水泵配置为2 台小泵和3 台大泵。改造前滤池气水联合冲洗时，一台小泵运行，对应的冲洗强度为5.6 L/m2·s。改造后气水联合冲洗开一台小泵的水冲洗强度仍然很大，会造成滤料流失。为满足改造后的工艺要求，本工程决定更换两台小泵，每台泵流量为860 m3/h，仍为一用一备运行。为不影响滤池的正常运行，反冲洗水泵先更换一台，待全部滤池改造完毕后再更换另外一台水泵。

滤池改造后，没有了高速水冲洗阶段，单水冲洗强度可取8L/m2·s 左右。滤池原有的三台大反冲洗泵，如果单台运行，对应的冲洗强度为8.5L/m2·s。改造后使用单台大泵为单水冲洗泵，冲洗强度基本满足要求。为尽可能利用原有设备，原有的三台反冲洗泵可仍然使用，但是冲洗时仅需一台泵运行。改造后滤池面积不变，滤速与原滤池相同。

4 工程经济指标及实施运行效果

工程总投资136 万元，其中滤料采购费用54.5 万元，翻板滤池改造费用81.5 万元。本次改造工程采取边运行、边改造、边调试的方式，在确保正常运行的同时，有效实施改造工程，实际施工时间为三个月。改造工程调试完成后，运行状况始终良好，出水水质稳定良好，八格滤池出水均能稳定实现SS≤4mg/l，总出水SS、COD、TP 指标良好、连续稳定，过水能力系数由改造前的不到1.0升高至1.38。运行后达到了设计效果，保证了深度处理单元的稳定运行，为出水稳定达标排放提供了良好保障。同时对改善当地水环境起到了更好的促进作用。

5 结语

5.1 改造期间因不能停产，改造方案采用了工期较短、工作量少、能实际解决问题的方案，即将滤池改为连续排水的普通快滤池形式。

5.2 改造使得出水指标明显改善，提高了该污水厂抗进水水质负荷冲击的能力。

5.3 实现了大水量运行的可行性，处理能力的提升明显提高企业的盈利能力。

[1]张伟，陈海松.翻板滤池的特点及设计探讨［J］.中国给水排水，2005，21（4）：68－71.

[2]缪朝晖，古凌艳.翻板滤池的应用及反冲洗效果研究［J］.工业用水与废水，2010，41（5）：62.