V型滤池设计的一点改进
提要:　　　通过对V型滤池工作原理及生产实际应用情况分析，针对V型滤池运行中存在的问题提出了一些改进措施，使V型滤池运行更加安全可靠。
关键词:　　　　V型滤池　　阀门　　安全措施　　
　　通常，滤池的运行由可编程控制器自动控制进行，不需要人工操作。在实际运行当中，我们发现当自控系统出现问题时，会发生滤池溢水现象，由于地表水净水厂日处理规模一般在5万m3至几十万m3，在很短的时间内会溢出大量的水，进而造成连锁事故，比如淹没设备，损坏电气系统，最终有可能造成整座水厂瘫痪。现以石家庄市地表水厂为例，提出作者的一点改进意见。
1　　问题
　石家庄地表水厂设计能力为30万m3/d，其输水管线长近60 km。由于取水口标高高于水厂标高近30 m，所以采用重力流输水，进厂水流量调节在取水口进行。由于输水管线长，每次取水口调整流量后，要经过4 h才能在水厂进口处体现出流量变化。水厂采用常规净水工艺，滤池采用V型滤池。
　V型滤池设有进水提板闸、反冲洗水排水提板闸、反冲洗水进水蝶阀、反冲洗空气进气阀、气动清水出水阀、反冲洗排气阀。所有阀门按设定的程序由PLC自动控制。
　但由于该滤池在设计时没有设计溢水槽，在停电的时候就会出现问题。
　我们知道，滤池在正常过滤状态时，由于清水出水阀门的开度是靠自控系统输出一个4～20 mA的信号至气动阀门的阀门定位器，经过电气转换，利用压缩空气压缩复位弹簧将阀门打开。当信号为零或4 mA时，阀门在复位弹簧的作用下处于关闭状态。
　上述这种设计对于保证滤池出水水质是一种安全措施，即当系统出现问题时，可以保证不再有水通过清水出水阀门，不再进入清水池。但是从水厂安全运行角度来看，却是有缺陷的。对于象石家庄地表水厂这样的北方地区水厂，由于采用上述工艺流程，而且水源多来自水库，水质相对于南方多见的以江河水为水源的水厂来说是相当稳定的。特别是冬春季节，由于华北由于华北地区降雨降雪量小，这样水库水经过长期沉淀，水质一般不错，在这种条件下，在考虑滤池设计时应当首先考虑水厂的安全，在故障状态时清水出水阀门应为开启状态，而不应该为关闭状态，以防止溢水现象。
　在石家庄水厂，有一次因为电源故障，造成滤池控制系统的一只模块损坏，使得控制系统信号中断，从而引发整个滤池的失控。当时水厂进水量在12000 m3/h的规模，由于滤池失控，自控系统输出给清水出水阀门的信号中断，阀门在机械复位弹簧的作用下自动关闭，而这时滤池仍然在进水，滤池水位迅速升高直至溢出滤池。由于滤池没有设计溢流槽，水开始溢出滤池，仅仅4～5 min的时间，滤池周围便积水十几cm。
　在这种紧急情况下，在自控系统恢复之前，解决溢水问题的方法只有两条：一是关闭进水，二是打开滤池排水阀门和清水出水阀门。对于前者，我们知道，水厂的来水是通过近60 k m的重力输水管线到达水厂的，如果关闭进厂水阀门，极有可能造成输水管线因水锤效应而崩裂，再者即使关闭进厂阀门，至少也要有几十 min的时间，而在这段时间内，溢出的水有可能已经造成无法挽回的损失。因此在滤池溢水后，只能采取后者。这时，操作人员迅速手动打开所有排水提板闸，由于滤池的排水管大小的设计是按照一个滤池单元排水设计的，于是，就发生了排水困难的局面。这时，滤池仍然溢水，约10 min后，滤池周围地面积水深达10 cm。于是，操作人员紧急将所有清水出水阀门手动打开，将滤池水位降了下去，为维修提供了时间。20 min后维修人员更换 了一块新的PLC模块，使自控系统恢复正常运行。如果不是及时手动打开清水出水阀，很可能将整个滤站底层淹没，滤池附近的鼓风机房和空压机房，反冲洗泵房及滤站配电室会被淹没，损失无法计算，甚至可能将整个水厂淹没。由于20 m in内水的过滤是超过正常滤速情况下进入清水池的，因此为保证水质，我们水质监测部门专门对水质进行了监测，未发现任何异常。
2　　改进措施
　我们认为，对于华北地区利用水库水做水源的水厂来说，如果采用V型滤池，首先应当考虑是否要设计溢流槽；第二在设计清水出水阀时，应当以气关阀为好，这样一旦自控系统出现故障就可以使清水出水阀打开，阀门开度同样可以根据信号大小来控制。当然，采用该种气开型阀门，对于已经投运的水厂来说，更换阀门不是一件容易的事。因此，我们还考虑了第二个方案，即在控制系统中加装一套备用信号源，即当主控制系统失灵时，该备用信号源提供一个4～20 mA或1～5 V电信号给清水出水阀，使阀门保持一定开度，这样便解决了滤池在故障时的溢水现象。也避免了关闭进厂水阀门可能造成的更大的危害。因此我们认为在今后V型滤池设计中应当充分考虑到故障状态下水的出处问题，针对具体水源情况合理采用气关型清水出水阀。　　

怎么没了，好像还没有写完那。。。。。。期待中:time:

非常感谢以上各位

图画得不错，但不能看出是V型滤池来。谢谢提供的资料！:handshake

没有看到V型槽，这真的是V型滤池吗，新人看不明白，望指教

有借鉴的生产经验，如果水厂停电，剩余压缩空气会关闭出水阀门，短时间就会造成淹滤站，请问第二方案有实践例子吗，效果怎样？理论上，在反冲洗过程中滤料层不膨胀，实际生产中，实际观测是否符合？

11V型滤池概况

基本了解了，谢谢
理论上，在反冲洗过程中滤料层不膨胀，实际生产中，实际观测是否符合？

谢谢，值得参考

1、公司简介
深圳市清泉水业股份有限公司成立于1995年，一直以“循环利用水资源，再创生命与自然的和谐”为使命，致力于城市水厂、污水厂关键工艺和自控系统核心技术的开发、成套设备供货、项目总承包及水务运营管理等服务，是国内市政水净化领域关键工艺及重大装备的主要供应商之一。
清泉公司是深圳市“高新技术企业”，同时也是“国家重点新产品”荣誉企业，通过了ISO9001:2000质量管理体系认证，公司注重产品的研发,争做行业技术第一，在水处理领域取得了多项专利技术和科技成果，公司核心技术包括：
 曝气生物滤池工艺技术及成套设备
公司的“无堵塞曝气生物滤池污水资源化技术及成套设备”技术，通过了科学技术成果鉴定和国家顶尖专家的严格评审，获得了国家科技部2005年创新基金，该技术也申请了多项国家专利。
 翻板滤池工艺技术及成套设备
 反向过滤气水反冲洗滤池工艺技术及成套设备
清泉公司的专利技术，彻底解决了过滤工艺中初滤水排放问题，进一步提高出水水质，降低反冲洗水量。
 气水滤池工艺技术及成套设备
拥有“全数字气动调节蝶阀”、“不锈钢气动闸板”等专利设备，“气水反冲洗滤池整体工艺成套设备国产化”通过了专家严格评审暨科学技术成果鉴定，获得了2005年深圳市科学技术进步奖，“S7-200”气水反冲洗滤池自控设备被列为国家重点新产品推广项目。
 投药系统控制技术
自适应控制软件在国家版权局进行了软件著作权登记，自适应投药控制设备已申请国家专利。

我公司主要以设备供货和工程总承包两种方式进工程实施行，工程业绩涉及市政、大型工矿企业等多项给水、污水处理工程，部分业绩如下：


1、 甘肃省酒泉污水处理厂 4万m3/d
2、 山东省胜利油田沙营污水处理厂 10万m3/d
3、 甘肃金昌金川集团中水回用 5万m3/d
4、 国华粤电广东台山电厂中水回用 1200 m3/d
5、 山东省德州市三水厂 10万m3/d
6、 广东省深圳市石岩水厂 10万m3/d
7、 广东省南海市九江水厂 8万m3/d
8、 甘肃金昌市自来水厂 10万m3/d
10、乌鲁木齐市第五水厂水厂 10万m3/d
11、河南省渑池县自来水厂 10万m3/d
12、重庆大学城水虎溪水厂 10万m3/d
13、深圳市龙岗区中心城水厂 10万m3/d
14、广东东莞市桥头水厂 6万m3/d
15、深圳市东滨水厂 5万m3/d
16、广东韶关乳源水厂 4万m3/d
17、深圳市龙岗中心城水厂 33万m3/d
18、河南平顶山第四水厂 20万m3/d
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清泉水业V型滤池介绍
1、 工艺先进性
V型滤池是一种气水反冲洗快滤池，因进水采用V型槽而得名，它的主要特点是：
（1）采用均质滤料，滤层的纳污能力得到增强；
（2）气、水反冲再加始终存在的横向表面扫洗，冲洗效果好，冲洗水量大大减少。
V型滤池最大的特点是在冲洗过程中引入了气洗，整个冲洗过程分三步进行：①单气洗：松动整个滤层，水冲洗时不易剥落的污物在气泡急剧上升的高剪力下得以剥落；②气水联合冲洗：气冲使得滤料颗粒间的碰撞磨擦加剧，在水冲洗时，对滤料颗粒表面的剪切作用也得以充分发挥，加强了水冲效能；③水冲：单水冲把脱落的杂质带出滤料层。
V型滤池所采用的气水联合冲洗方式被认为是所有冲洗方式中最有效的，其优点在于：①利用空气对滤料产生必要的搅动，并通过气流与滤层的摩擦及剪力作用剥离滤料上的附着物，同样的冲洗强度下，空气冲洗的剪力大约是水冲剪力的2倍；②冲洗水仅用于液化剥离下的悬浮物，因此大大降低了冲洗强度，节约了冲洗水量。采用气水联合冲洗方式的滤池较传统的单水冲滤池相比，可以彻底的清洁滤料，不会发生传统滤池长时间运行滤料板结、堵塞的现象，而且其冲洗水好远低于传统滤池，采用单水冲洗的传统滤池冲洗水耗约占日产水量的8%～10%，而采用气水联合冲洗的V型滤池冲洗水耗仅占日产水量的2.2%左右。
2、 清泉公司V型滤池特点
深圳清泉公司从事水厂气水反冲洗滤池工艺施工、设备提供已有十年的时间，经过实际工程经验的积累和自身工艺、设备的创新，其提供的V型滤池还具有以下几个特点：
2.1 可靠的成套设备
清泉公司在全国水行业唯一完成“气水反冲洗滤池整体工艺成套设备国产化”设计成套，通过广东省建设厅组织技术科技成果的鉴定（粤鉴字2004第001号），此成套设备立足于国际化和自行开发相结合，核心技术(工艺控制软件及滤池自控设备)自行开发，如滤池关键工艺执行设备全数字气动调节蝶阀（专利号：02225719.5），进水不锈钢气动闸板（专利号：02225162.6）等具有国家专利，关键设备采用国际著名品牌，重要设备采用国际知名品牌的国内合资产品，普通设备采用国产优质品牌，既保证了成套设备的可靠性、先进性，增加了设备的可维护性，又降低了造价。
2.2 先进的工艺控制软件
清泉公司开发了V型滤池的工艺控制软件S7—200气水反冲洗滤池自控软件，通过了国家版权局的著作权认证登记，经过实际工程的不断优化，该软件具有模块化的结构、标准化的接口，使滤池在调试时实现了反冲洗的优化控制，缩短了调试的时间。
V型滤池要求高度的自动化控制。清泉公司在V型滤池和其它气水反冲滤池控制和设备成套上有丰富经验、最先进技术和一批专利产品，在全国几十个气水反冲滤池使用稳定可靠。S7-200气水反冲洗滤池控制柜是国家唯一滤池控制设备重点新产品，气水反冲滤池模块化软件受国家版权局著作权保护(软件登记号2000SR1131)，利用国产、合资设备，国外名牌配套元件和PLC，结合清泉公司配套经验和技术，使滤池成套达到设备技术达到国际最先进水平：参数配置合理、国内配套供货快捷、货源备件丰富、运行稳定可靠，技术支持和维护方便、费用低，国内一站完成
2.3 先进的调节蝶阀
V型滤池应为实现恒水位过滤需采用出水调节蝶阀，传统的模拟量调节蝶阀需采用电气定位器，设备造价高，可靠性差，清泉公司的专利产品——气动数字调节蝶阀采用数字量控制，省去了电气定位器，降低了设备的造价，提高了系统的可靠性。
2.4 工艺改进——更加节省反冲水耗
常规V型滤池在反冲洗的整个过程中都伴以表面扫洗，V型滤池的反冲洗时间较长，表面扫洗浪费了较多的水量。清泉公司提供的V型滤池中，取消了进水常开手动闸板，只设置一个气动三位闸板，该闸板具有全开、全关、半开三种状态，正常过滤时为全开状态，反冲洗的大部分时间为全关状态，在反冲洗结束前约一分钟的时候为半开状态，通过这种设计，使表洗只在反冲的末段发生，表洗时间由原来的约12分钟降低至约仅一分钟，大大节省表面扫洗的耗水量。
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