采用V型滤池进行直接过滤研究
摘要：通过对常规过滤和直接过滤的滤后水质、滤池运行情况的监测，探讨了采用V型滤池进行直接过滤的可行性。
关键词：低温低浊水； V型滤池； 直接过滤
北方地区的冬季气温较低，这给常规水处理工艺的运行带来了不便，如平流沉淀池的排泥、破冰问题等。因此，笔者进行了V型滤池的直接过滤研究。
1 工艺流程
工艺流程见图1。
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| 图1 工艺流程 |
水厂的原水取自水库底层，在试验过程中其浊度为0．7～1．1 NTU，水温为3～4．9 oC，属典型的低温低浊水。净水工艺分为两线，每线各有两组构筑物(通过配水井配水)。V型滤池的有效过滤面积为l12 m ，设计滤速为10．3 m／h，滤层厚度为1．1 m，有效粒径为0．95 mm。
2 试验方法
2001年11月12日-2002年3月6日，I线采用直接过滤即超越运行，Ⅱ线采用常规过滤的运行方式。试验通过改变加药量，对滤前、滤后水水质和滤池的运行状态进行监测。试验药剂为聚合氯化铝和聚合铝铁，浊度采用美国HACH公司的便携式浊度仪测定，TOC采用总有机碳分析仪测定。
3 结果与讨论
3．1 加药量对滤前水浊度的影响
对于直接过滤而言，原水从加药点到滤池仅经过短短8 min的微絮凝过程(所加混凝剂只是改变了水中胶体颗粒的表面性质)，因此滤前水浊度反而高于原水浊度；常规过滤由于经历了加药混合、反应沉淀的过程，胶体颗粒与混凝剂反应充分而形成了较大矾花，在流经平流沉淀池时大部分被去除 (加药量越大则去除效果越显著)，故滤前水浊度较原水浊度有较大幅度下降。
3．2 药剂及其投量对滤后水质的影响
常规过滤与直接过滤相比，在加药量较低时 (<3 mg／L)滤后水浊度较接近，当加药量>3 mg／L 时常规过滤的滤后水浊度较直接过滤的低。试验也发现，混凝剂种类对出水水质有影响：投加聚合铝铁时的出水浊度较投加聚合氯化铝的略高，但出水中溶解性铝含量较低。
采用直接过滤的运行方式会降低对TOC的去除率(较常规过滤)。这是因为水中有机物以胶体和溶解性两种形式存在，且一般带有较高的表面电荷，其中胶体有机物可通过混凝剂的压缩双电层、电性中和作用来改变表面电荷的性质而由滤池截留，而溶解性有机物则必须经过混凝、沉淀才能去除。由于直接过滤没有经过反应、沉淀过程，因此不能有效去除溶解性有机物，故对TOC的去除率较常规过滤的低。试验中，直接过滤对TOC的去除率较常规过滤的低约7％(最大值)。采用直接过滤时滤后水出现了后絮凝现象：清水池表面及侧壁有一层黄色药沫，出厂水浊度高于滤后水。有资料表明：为了避免出现后絮凝则絮凝时间不宜低于3．5 min；为了防止浊度泄漏和水头损失增长过快则絮凝时间不宜低于10 min；在水温< 3．3 oC时，只有絮凝时间>10 min才能防止形成后絮凝体。在笔者的直接过滤试验中，原水温度偏低，而药剂与胶体颗粒的接触时间又仅为8 min，因而也就不可避免地出现了后絮凝现象。
3．3 投药量对滤池运行的影响
投药量对滤池运行的影响见表1。
| 表1 过滤周期对照表 |
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由表1可知，常规过滤的加药量越大则滤池的过滤周期就越长，滤料堵塞值的增长趋势就越缓慢；直接过滤的加药量越大则滤池的运行周期反而越短，滤料的堵塞值变化得越快，因而不能发挥均质滤料的深层截污能力。
对于常规过滤，由于原水先经过加药混合、反应、沉淀再由滤池过滤(到达滤池需3 h左右)有一定的缓冲，因而对原水的水质、水量变化有较强的适应能力；而对于直接过滤，原水经加药混合后便直接进入滤池，因此抗水力冲击能力较差。在监测过程中，以直接过滤方式运行的滤池就出现了一次由水力波动造成的浊度泄漏事故：原水流量在6 h内的变化幅度为14％ ～50％ ，滤池的过滤周期缩短到7 ～ 8 h，临近反冲洗时滤后水浊度高达0．8 NTU，这是由于过快的滤速变化造成了已吸附在滤料表面颗粒的脱落而恶化了水质。在这个过程中以常规方式运行的滤池的过滤周期虽然也有所缩短，但没有出现水质恶化事故。
3．4 过滤过程中的浊度变化
当原水的水质、水量比较稳定时，在滤池的整个运行过程中，均没有出现泄漏，可见V型滤池具有很强的截污能力，不易发生穿透现象。
4 结语
① 直接过滤时的滤前水浊度较常规过滤的高，因此要求悬浮固体在滤层中尽量穿透深一点，以充分利用V型滤池的深层截污能力。为保证出水水质，在水温过低的情况下应使絮凝时间>10 min，并尽量避免水力波动对滤池造成的冲击。
② V型滤池在直接过滤时，采用聚合铝铁作混凝剂可以减少滤后水中溶解性铝的含量。
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