无阀过滤器在节水中的新的突破方向

在经过了成都博海环境工程有限公司对无阀过滤器节水技术的实践，对存在的反冲洗不彻底、频繁反冲洗题目进行了分析，提出了改进的设想。

重力式无阀过滤器在石油化工循环冷却水系统中是最常用的旁流处理设备，用于往除大部分悬浮固体、黏泥和微生物等。重力式无阀滤池具有无大型阀门、正水头过滤、冲洗自动化、造价低及操纵治理方便等优点。

由于这种过滤器历史悠久，技术成熟，所以在产业水处理中应用非常广泛。燕山石化公司水务治理中心第六供水车间现有五组200m3/h无阀过滤器，采用石 英砂为滤料，处理量是循环水量的3%～5%，滤速10m/h（通常），反冲洗强度15m/s·m2（通常），冲洗历时约5～7min，反冲洗周期因处理的 水质不同而有所差别，约每24h1次。

　1.原理简介

　　无阀过滤器结构图

　 　原水由进进水管2送进滤池，经过滤层6自上由下地过滤，净水即从连通管注进存水箱11内储存，水箱布满后，水通过出水管12进进净水池。滤层6不断截留 悬浮物，造成滤层阻力的逐步增加，因而促使虹吸管3内的水位不断升高。当水位达到虹吸辅助管13管口时，水自该管中落下，通过抽气管14借以带走虹吸下降 管15中的空气。认真空度达到一定值时，便发生虹吸作用。这时冲洗水箱11中的水自下而上地通过滤层6，对滤料进行反冲洗。当冲洗水箱水面下降至虹吸破坏 斗17时，空气进进虹吸管13，破坏虹吸作用。滤池反冲洗结束，进进下一个周期工作。

　　重力式无阀过滤器与传统的普通快滤池相比，由于具有自动运行自动反冲洗的特点，因而具有非常明显的上风。由于无阀过滤器的结构决定了在反冲洗过程中无法自动停止进水，大量的源水和反冲洗水一起排掉，包括以下两部分。

　　（1）浪费了不参与反冲洗的进水，以处理量200m3/h的重力式无阀滤池为例，反冲洗历时5min，每次反冲洗浪费源水16m3左右。

　　（2）在反冲洗形成的过程中，流失大量的源水，形成排水虹吸，此部分浪费的水和反冲洗形成的时间有关。与其它类型过滤器相比，致命缺点是反冲洗耗水量大，难以适应节能减排的环境。

　　2.通常节水改造思路

　 　20世纪60年代，曾有人尝试用电控的方案解决无阀滤池的反冲洗过程浪费水的题目，均没有推广，主要是安全性、稳定可靠性。以及运行维护和能耗等题目无 法彻底解决。众多的电仪接收和执行部件裸露在室外或浸没水中，风吹雨淋日晒，既不安全又易出故障，而且完全抹杀了无阀滤池水力全自动化的特征。

　　根据作者把握的信息，经过多年的实践，无阀过滤器节水技术不断完善、进步，通常可以见到的节水改造思路主要集中在以下方面。

　　（1）虹吸上升管中水位达到反冲洗水位时由电信号控制强制反冲洗阀门动作，能够快速强制自动反冲洗，减少虹吸下降管中形成真空时间所消耗的水量。

　　（2）在滤池进行反冲洗时由电信号控制封闭总进水阀门，使滤池停止进水，至反冲洗结束由电信号控制打开总进水阀门，恢复滤池工作，减少滤池反冲洗期间由总进水管进进滤池而直接经虹吸上升管和虹吸下降管流失的水量。

　　以上两种技术改造可以分别独立使用，也可以组合使用，主要取决于节水意图。

　　由此可以看出，上述思路是基于人工干预过滤器的自然工作状态。

　　3.分析

　 　反冲洗时封闭了总进水阀门，虹吸管中减少了这部分水量，基于节水的目的实现了，反冲洗只能依靠冲洗水箱中过滤后的水完成。由于封闭了总进水阀门，压力水 的停止使虹吸管中的水流速减慢，固然已经形成了虹吸，但造成反冲洗强度不够。同时，由于反冲洗强度的减弱，滤层中截留的悬浮物没有充分脱离，所以虹吸管内 的水位很快升高，以致反冲洗频率增加。燕山石化公司水务治理中心第六供水车间的五组过滤器均同时使用以上两种技术进行了改造，投进使用后都不同程度的存在 反冲洗强度不够和反冲洗频率增加的弊端，因此先后恢复了传统的运行方式。

　　4.设想

　　由于人工干预过滤器的自然工作状态，破坏了过滤器正常的工作规律，假如对过滤器结构进行附加或改动而没有彻底消除影响因素，因此出现意外也是可以理解的。

　 　对反冲洗过程进行分析可知，在虹吸形成后，开始部分反洗水是含滤层截留污染物的污水，占反洗全过程的20%～30%，后部分反洗水是由于虹吸尚未破坏而 排出的经过滤器自动过滤后储存在水箱中的净水，含有相应的水质稳定药剂，水位下降至虹吸破坏斗结束，占反冲洗全过程的70%～80%。一般情况下，一组过 滤器由两个过滤器通过水箱的联通组成，以处理量200m3/h的重力式无阀滤池为例，每次反冲洗使用水箱中的净水在70m3左右，假如有70%可以回收， 则达50m3。若按通常情况下反冲洗频率每24h1次计，则每组过滤器每年可以回收18250m3。另外，这部分反冲洗水的回收，可以减少水池水位的波 动，维持浓缩倍数的稳定，减少药剂的消耗。因此，该部分反洗水具有回收利用的价值，且效益明显。

　 　基于上述分析，作者以为，与其人工干预过滤器的自然工作状态，不如顺其自然，在不破坏过滤器正常工作的条件下，在冲洗水箱出水管位置安置液位开关。在反 冲洗形成过程中，不论虹吸辅助管排水时间是非，水量多少，全部经回收利用管线返回水池。当反冲洗开始的时候，水位下降，液位开关动作，采用信号变送器控制 排水管电磁阀将两部分反洗水分别收集处理。前部分反洗水利用原排污管线排放至污水井，后部分反洗水利用延时信号（设定1min）控制电磁阀打开，引进缓冲 池后进进水池（也可以直接进进水池）回收利用，同时往污水管线电磁阀封闭，若缓冲池水位高于水池水位可自动溢流，因此不会对水质稳定及安全生产造成负面影 响。排水井出水口电磁阀控制管线如图2。

　　为了降低施工本钱，可以改进如图3所示，回收利用管线不使用阀门，只在排至污水井管线安装控制阀，利用位差控制反冲洗水的流向。

成都博海根据现场实际提供以上思路，供有无阀过滤器节水技术改造愿看的厂家和设计单位参考，以使此项技术更加完善，使无阀过滤器在产业水处理中发挥最佳效果。