1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

自来水厂滤池反冲洗的分析进展

摘要 探讨了现阶段用于滤池反冲洗的两种冲洗方式,分别是单纯用水反冲洗和气水反冲洗 , 并解释了各自的工作原理和工艺特点，结合相关文献了解国内外滤池反冲洗相关技术，进而说明了气水反冲洗具有造价低，冲洗强度小，滤池使用周期长，操作方便、适用范围广等优点。

关键词 净水厂；滤池；单纯用水反冲洗；气水反冲洗

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Analysis of the progress of the water plant filter backwash

Abstract：The two flushing stage for backwash, namely pure water backwash backwash water and gas, and to explain their works and technological features, then explain the air-water backwashing with low cost, flushing intensity, long filter life cycle, easy operation, wide range of advantages.

Keywords：waterworks; filter; pure water backwash; air-water backwashing

1.引言

日益增长的人口和生产力水平，使得自来水厂面临着越来越大的挑战，除了要满足需水量，还需要考虑供水水质的安全因素，以最经济可行的方法提供高质量的水。而环境污染的加剧使得水体的污染问题变得异常严峻，那么对水厂的水处理技术就提出了更大的挑战。

为了更好的适应日新月异的社会，提高供水能力和水质条件，自来水厂必须达到总体优化，而滤池则是最为关键和重要的一个环节，也是工艺中最为复杂的一个环节。［1］采用合理的反冲洗程序，不仅使滤池得到有效冲洗，而且还起到节能降耗的作用，因此应根据原水情况等调整反冲洗程序，包括反冲洗方法的选择、反冲洗时间和反冲洗开始、终点等的确定。［2］

2.发展与演变

滤池，是常规给水处理中” 固一液” 分离去除悬浮颖粒杂质的最后环节,是通过滤料层截留水中悬浮物胶体的过程， 滤池运行的好坏直接影响到水厂的出水水质。过滤的主要参数有：滤速、过滤周期以及过滤水头损失等，其中滤速等于滤池的过滤水量除以过滤面积，根据滤速不同，可将滤池分为三大类，具体分类见表一。滤池反冲洗是清除滤料层中所截留的杂质， 使滤池恢复过滤能力的过程。［3］滤池反冲洗的主要参数有反冲洗强度、 滤层膨胀度、 反冲洗时间等，残留臭氧和氯对反冲洗也有影响。根据配水孔口阻力的不同可将滤池配水系统分为以下三大类，分别是大阻力配水系统，中阻力配水系统以及小阻力配水系统。［19］滤池反冲洗的好坏对滤池工作效果影响甚大。滤池反冲耗水量一般为生产水量的3～5%，若采用较好的反冲洗技术，使滤料层经常处于最优条件下反冲洗，不仅可以节水节能，还可提高出水水质，增大滤料层截污能力，提高滤速,延长过滤周期目前国内外滤池反冲洗方法主要有两种：一种是单纯用水反冲洗；另一种就是气水反冲洗。

表一滤池分类表（按滤速分）

2.1单纯用水反冲洗

单纯用水反冲洗技术在国内已沿用多年，国内外许多学者对这一技术的机理作了较深入的分析探讨，认为在单一水反冲洗过程中, 粘附在滤料颗粒表面上的污泥层,分别受到反冲洗水流的剪切力和滤料颗粒之间的碰撞、摩擦力的综合作用而脱落。［4］其脱落量的多少与脱附力的大小呈线性关系变化。显然，当脱附力小时，粘附在滤粒面上的”一次污泥层”是很难脱落的。［5］滤料颗粒间的相互碰撞、摩擦和水流剪力作用, 两者相比较, 前者是滤料清洗的主要因素, 但在一定冲洗流速下的水流剪力作用也是不可忽视的。［6］日本学者将吸附在滤料上的污泥分为两类, 一类是滤料直接吸附而不宜脱落的污泥，另一类是积滞在滤料间隙中的污泥，它比直接粘附在滤料上的污泥容易去除，称为二次污泥。［7］反冲洗过程中，在水流剪力的作用下二次污泥较易去除，而粘附在滤粒上的一次污泥层的脱落则取决于颗粒之间的碰撞力和摩擦力的大小以及一次污泥。这种冲洗方式由于具有” 气水同时冲洗” 阶段，气水同时冲洗时滤料不断磨擦，同时脱落污泥上浮排出滤料层。［8］对水反冲洗滤池而言, 冲洗效果决定于冲洗强度。水反冲洗强度一般为12～15L( m 2 #183;s)，冲洗历时5～7min。许多学者认为滤层膨胀度为20%～30%时为最佳膨胀度。［9］

2.2气水反冲洗

气水反冲洗作为去除滤池中滤料层的污泥、使滤料恢复使用的技术，是1990年在美国新泽西州小福尔装置的快滤中开始使用的。［10］在反冲洗时，整个滤池分为通气区和非通气区。［20］气水反冲洗是采用高气冲强度的压缩空气擦洗滤层, 然后用低强度的水洗和表面扫洗, 从而减少大量的反冲洗用水, 降低反冲洗强度, 选用均匀滤料颗粒。滤料的有效粒径为 0. 95 mm～1. 35 mm, 不均匀系数 K 不大于 1. 6, 滤层厚度在 0. 95 mm 以上,冲洗后基本不会出现水力分层, 表层滤料不宜较快地被杂质堵塞由于滤层厚度大, 粒径大, 孔隙率大, 故滤层的截污能力强。据文献报道 ,气水反冲洗有效提高了 G 值。［11］本世纪60年代后，随着粗粒、匀质、深床滤池应用的推广，滤池气水反冲洗技术韵应用日趋普通。［12］目前，美国、英国、法国等欧美国家已广泛采用这一技术。［13］同时进一步发现过滤反冲洗的作用还反映在减少过滤器的堵塞上。［14］法国得利满公司研究开发的 AQUAZUR V 型滤池应用成功，为气水反冲洗技术的推广应用奠定了基础，本设计采用的 V 型滤池，是经过沉淀后的水通过进水总渠配水, 经由1个气动阀门和2个扫洗阀, 越过一条横向配水堰, 然后向左右两侧进入V 型槽。［15］了解发现气浮工艺与 V 型滤池组合时，V型滤池过滤周期为83 h。［16］法国、英国、意大利、委内瑞拉、摩洛哥、以色列等国家的一些水厂相继应用了 V 型滤池。［17］国内，　武汉市水务集团最早于1992年引进 V 型滤池工艺, 经过不断消化、吸收和改造后,形成了独具特色的气水反冲洗滤池, 并在武汉及周边多座水厂得到应用。［18］

3.结论与展望

水与人有着密不可分的联系，近年来，随着经济的发展，社会技术的进步，生活水平的提高，人们对水质得要求越来越高，可因为环境污染等各方面的原因，原水水质却也越变越差，再加上对水厂出水水质的标准逐步提高，使得水处理发展面临无比困难的形式。面对日益严峻的挑战，根据不同生产情况调整滤池参数，使滤池在最优状态下运行。水厂在正常生产过程中，应根据原水水质、水量，出厂水水质及滤池日常运行状态等及时调整滤池的运行参数:过滤周期、反冲洗时间、反冲洗程序等， 使滤池在最优状态下进行生产， 并且在出厂水质、水量均达标的前提下，进一步地降低水厂的运行成本。

参考文献：

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[20] Wang Yanjuan,Dong Yunyun,Wang Xiuyun. Design Filter Flushing system.2016(11)

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1.课题背景

国民经济飞速发展的今天，社会生产力也在很大程度上得到了提升，城市工业区的发展势头迅猛，集聚的工业园区对于生活用水和工业用水的需求量也增大了很多。但在经济高速发展的同时，也对河体等水源地造成了一定程度上的污染，严重影响了水厂的原水水质，对水厂的水处理提出了更高的挑战。因此，提高水处理环节的效率已成为迫在眉睫的任务。

2.项目概况