由于虹吸濾池具有基建投資少,出水水質穩定,又可實現水力全自動運行,維修管理方便等特點,在20世紀80年代中期前建成的水廠較多采用此種池型。深圳市寶安自來水有限公司新安水廠一、二、三期工程分別于1983年、1985年、1988年建成投產,總設計供水能力為7萬噸/日,均采用虹吸濾池。由于虹吸濾池存在水力反沖洗浪費待濾水等問題,2000年6月至10月,水廠經過反復摸索和運行調試,成功地實現了虹吸濾池全自控運行。較好地解決了水廠虹吸濾池存在的主要問題,減輕了工人勞動強度,且系統運行穩定,維護管理工作極少。現將有關工程內容闡述如下。
1 虹吸濾池運行存在的主要問題
由于新安水廠虹吸濾池單池面積小(10.5m2),設計濾速低(6m/h),采用雙層陶土孔板磚配水系統,開孔比為1.023%,配水較均勻,單層石英砂濾料厚800mm,粗砂+礫石支承層厚250mm,沖洗水頭1.07m,基本滿足要求。但還存在如下問題:
(1)反沖洗時進水虹吸不能破壞,浪費部分待濾水。
(2)不能確保按原有設計意圖,一次最多沖洗二格濾池,經常性多格濾池同時到達期終水頭損失,同時沖洗。如不人為放空,阻止其反沖洗,沖洗水頭不夠,造成濾砂沖洗不干凈而板結或產生泥球,減少過濾周期及濾砂使用壽命。
(3)由于清水池設計調節容積為8.57%,超負荷運行時僅6%左右。多格濾池沖洗,清水池進水少,造成清水池水位迅速下降,送水泵房不得不部分停機,使供水管網服務壓力波動較大。
(4)員工勞動強度大,且需要較強的責任心。實際上晚班、早班難以做到,以致于一般情況下,濾砂使用周期僅二年左右。
2 虹吸濾池水力反沖洗系統改造方案設想
(1)由電磁閥代替各格濾池上原有手動操作閥,即進水虹吸破壞閥,排水虹吸破壞閥,高壓水強制反沖洗閥。
(2)由PLC輸出信號控制各格濾池電磁閥動作。
(3)各濾池期終水位由水位計信號傳送至PLC。
3 系統控制原理
系統由PLC可編程控制器自動控制,只要各濾池水位超過水位計所設定的水位時,水位計開始閉合。閉合信號傳到PLC,通過程序計算,PLC輸出1個開啟信號至進水虹吸管上常閉式電磁閥,常閥點開啟,虹吸破壞,濾池停止進水。延時3min,待濾池內水位下降1m左右時,PLC輸出兩個信號,一個為關閉信號至排水虹吸管上常開式電磁閥,使常開點閉合,逐漸形成排水虹吸;另一個為開啟信號至高壓水常閉式電磁閥,使常閉點開啟,高壓水幫助排水虹吸盡快形成。同時,PLC經程序運算,斷開其它已到期終水位的濾池沖洗,保持等候狀態,以確保每組每次只沖洗1格濾池。當排水虹吸形成后,PLC送一個延時信號至高壓水電磁閥,使常閉點關閉,高壓水停止進水。高壓水延長時間由人工根據排水虹吸形成所需時間設定,目前設定為50S。排水虹吸形成后,濾池反沖洗開始,沖洗歷時由人工根據反沖洗出水濁度控制值設定,目前設定為400S左右。反沖洗結束后,PLC輸出兩個信號,一個為開啟信號至排水虹吸上常開式電磁閥,使常開點開啟,排水虹吸破壞,反沖洗停止;另一個為關閉信號至進水虹吸上常閉式電磁閥,使常閉點閉合,濾池開始進水,恢復過濾狀態直至下一個沖洗過程。如此反復循環控制各個濾池工作。
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