峰值性能的基础

在康涅狄格州的新不列颠市,Humble underdrain是过滤效率–和使用寿命的关键。 作者:英国水务公司首席运营官Jay Richardson。

康涅狄格州的新不列颠是一个距离哈特福德约9英里的小城市,因其历史上曾是个制造业中心,加上史丹利百得(Stanley Black & Decker)总部坐落于此,它有时候也被称为“硬件城”。在这个“工人阶级”聚集区,基础设施紧随工业发展,包括市政供水服务。目前的新不列颠水务公司的起源可追溯到1856年,当时弗雷德里克•T•史丹利( Frederick T. Stanley,该市首任市长兼史丹利工厂创始人,该工厂现名为史丹利百得)对稳定城市供水的可行性进行了研究。梭形草甸水库(Shuttle Meadow Reservoir)随之建成并成为主要水源。多年来,水库大坝多次巩固,最终达到目前13亿加仑的蓄水量。该水库与其他许多小型水库和水域一起,向水处理设施供水。

新不列颠最初的水处理厂建于1940年,并在20世纪60年代中期达到服务水平的顶峰,当时制造业和人口都处于历史最高水平。尽管60多年来它满足了城市的需要,但新不列颠的饮用水处理厂也到了该更新的时候。一座耗资6000万美元的全新水处理厂于2004年竣工,可容纳22 MGD的水,尽管自那时起,它的平均日处理能力约为10 MGD,以供应18000个服务点(85000人)。 

新不列颠水务公司(NBWC)是一家传统的处理厂,它使用臭氧作为预氧化剂,然后通过混凝(使用聚合氯化铝)、絮凝、过滤和氯化进行最终消毒。臭氧预氧化的主要目的是去除使用氯消毒时所产生的消毒副产物的有机前驱体。

臭氧预氧化还有许多其他好处:

  • 生水寄生虫(隐孢子虫和贾第鞭毛虫)防治及初步消毒
  • 色、味和臭气去除
  • 铁和锰的氧化,以加快其在下游固体移除过程中的去除速度
  • 提升絮凝和澄清效果,减少对混凝剂的需求
  • 藻类生长控制
  • 促进有机污染物(包括消毒副产物的前驱体)的移除。通过直接氧化和将难降解有机物转化为可溶的、高度可生物降解的物质继而在下游生物活性迪诺拉过滤器中去除。

在三个高效斜板沉淀池中进行固体移除之后,水流经五个过滤单元,每个单元672平方英尺,其中就有迪诺拉 DE NORA®;U-Block™暗渠,这是一种生物活性过滤器,它目前每平方英尺每分钟可处理约2.07加仑的水。过滤介质包括6英寸厚的硅砂,上面有42英寸厚的活性炭。水一旦流经过滤器,可检测pH值和碱度的熟石灰、次氯酸钠和氟化物就会混入其中,然后三台水泵将其输送到一个4.25MG的清水井中。从臭氧到迪诺拉过滤器的整个过程都是为了尽可能早地从水中去除尽可能多的有机物。这就减少了在水中使用大量化学物质的必要,从而使消毒副产物保持在较低水平以符合联邦法规要求。在处理过程中添加臭氧后,受管制的消毒副产物的水平一直远低于最大允许污染物的水平:卤乙酸(HAA)小于60 ppb,总三卤甲烷小于80 ppb  (TTHM)。

清洁的水从清井储水池中通过重力输送至城市,并泵送至高压区。随着新不列颠的不断发展,该设施未来有机会利用更高效的水处理技术。

迪诺拉的 DE NORA®;U-Block™暗渠系统在其16年的运营使用中表现完美。从投入使用的那一刻起,直到今天,它一直在可靠地运行着,没有任务维护问题,无需维修。与使用不同等级砂砾石长达65年的旧钢板过滤器一比较,迪诺拉 DE NORA过滤器感觉就像是NBWC的全新技术。在流经迪诺拉过滤器之前,水的浊度通常为1.0至1.5 NTU,在过滤器去除99.9%的颗粒后,浊度降至0.02-0.03 NTU的极好水平。

高效的介质清洗有助于迪诺拉过滤器保持以最佳性能运行,尤其是考虑到该过滤器是以生物活性模式运行的。重力过滤器的常规反冲洗可去除介质空隙中聚集的固体,并控制介质表面的微生物存量。迪诺拉的DE NORA®;U-Block™可以合理分配好反冲空气和水的比例。空气均匀分布在整个过滤器底部区域,冲刷介质,提供气举,再加上水的作用,就可以将固体从介质中脱离出来。接着采用高效纯水反冲步骤,使介质流态化继而将固体从过滤器中移除。

迪诺拉的DE NORA®;U-Block™还有一些其他特点,使其对当前项目更具吸引力:

  • 重量轻,操作简单;安装成本低
  • 卡扣式,单垫圈,承插式接缝组装确保紧密贴合,无泄漏
  • 装配简单,节省安装时间和成本
  • 免维护寿命长
  • 无活动或磨损部件
  • 无易受腐蚀的材料
  • 轻松适应反冲方案的潜在修正
  • 在整个滤床上均匀分配空气和水,以消除死角的扩大和介质中泥球的形成
  • 低水头损失和无堵塞暗渠–降低故障风险

还有一点就是使用S板介质固定帽,特别有效,与众非凡。这项技术取代了传统的级配砾石层,防止了流经过滤器暗渠的介质损失,同时也增加了可用的过滤器净空空间。S板由尺寸精确和烧结精良的HDPE珠制成,可确保反冲空气和水的均匀分布,进而增加运行时间并降低运行成本。为NBWC指定迪诺拉暗渠和S板技术,是因为S板介质固定板装卸简单,对介质的深度要求不高,这对浅层过滤器来说尤其有利;是因为它们可以实现与300 mm(12”)砾石深度的水头损失下同样的反冲水流分布;也是因为他们自1996年以来保持的在类似应用中的优良性能记录,这在很大程度上要归功于迪诺拉在制造和安装过程中采取了严格的质量控制措施。S板可截留450微米(0.45 mm)粒度之小的介质,不会让化学物质浸入饮用水供应系统中,同时也简化了介质更换--NBWTP刚刚完成这种更换,这是水厂经营历史上的第二次更换工作,没有出现任何问题或并发症。对迪诺拉暗渠系统组件的全面检查显示,在运行了16年之后,它仍然如预期的那样,在完美状态中继续运行着。

康涅狄格州的一个城市配有无缝水处理过滤器暗渠系统,这不会那么惹人注目,但作为水处理厂运营商,哪个不每天在想能拥有这么一套系统呢?安全、可靠、设计优良和性能长期稳定,这些都不再是“钢铁之城”需要担心的问题!