1.滤池气水反冲洗基本原理及流程图

空气和水共同作用于滤池的冲洗方式。气水反冲洗具有节水（约降低耗水量20%～30%）、节能、冲洗洁净度高和过滤周期长等优点。

气水反冲洗一般采用先气、后水的二段式冲洗或先气、后气水同时、最后水的三段式冲洗方式。气冲洗阶段，利用空气对滤层的扰动以及滤料相互碰撞与摩擦形成的剪力，剥落滤料表面附着的污泥。气水同时冲洗时，一定的气冲强度可使滤层保持流化状态，配以较低的水冲强度使气冲洗阶段脱落的污泥被有效地托至滤层表面。水冲洗阶段，滤层可处在膨胀或微膨胀状态，较低的水冲强度将滤层以上的高浓度泥水排出，同时进一步消除滤层内剩余的脱落污泥，使滤层经漂洗达到较彻底的净化。

气水冲洗方式与冲洗强度、冲洗历时的选用、滤层的材料特性、种类，以及水质水温和滤池构造形式等有关。石英砂滤层、细砂滤层、无烟煤或活性炭等低比重材料所组成的滤层，以及双层滤料滤层，可采用先气、后水的二段式冲洗方式，并在水冲洗时使滤层膨胀，实现水力筛分。均粒石英砂或均粒无烟煤滤层适宜采用先气、气水同时、后水的三段式冲洗方式。较大粒径的滤料颗粒有滤层垂直方向分布均匀的特性，使其经气冲、气水同时冲洗后，仅需较低的水冲强度产生微膨胀（膨胀率约7%～10%），即可有效去除滤层中剩余的脱落污泥，并保持滤层的均粒状态。常用气水冲洗强度与冲洗历时见表3-10。

冲洗水为滤后水，一般采用冲洗水泵或水箱供水。水泵吸水侧需有稳定水位的措施。冲洗空气一般采用鼓风机直接供气。配气配水系统的合理设计是取得理想冲洗效果的关键。普遍采用的有长柄滤头配气配水系统和滤砖配气配水系统，二者均较好地达到了均匀配气配水。

表3-10 常用气水冲洗强度与冲洗历时

滤池冲洗

冲洗的目的是清除滤层中所截留的污物，使滤池恢复过滤能力。快滤池冲洗方法有以下几种：

1）高速水流反冲洗；

2）气、水反冲洗；

3）表面助冲加高速水流反冲洗。

高速水流反冲洗方法操作方便，池子结构和设备简单，是当前我国广泛采用的一种冲洗方法。图3-72所示为反冲洗流程图。

图3-72 反冲洗流程图

2.气水反冲洗程序实现

阀门变量见表3-11。

表3-11 阀门变量表

首先，当滤格使用时间多于设定值时，程序会自动向主控制器发送一个冲洗申请信号，如图3-73所示。

图3-73 申请冲洗梯级

如果公共PLC返回一个允许信号，则冲洗过程开始，如图3-74所示。

图3-74 冲洗梯级

如果冲洗过程开始或者系统此时运行在远控状态，则将申请冲洗位解锁，如图3-75所示。

图3-75 申请冲洗解锁梯级

如果冲洗开始，则将注水阀关闭，同时开始计时，记录冲洗及注水阀关闭时间。如图3-76所示。

图3-76 注水阀关闭、计时梯级

当注水阀全关之后，检测滤池液位，如果液位低于设定的冲洗水位，或者冲洗计时完成，那么将冲洗过程停止，如图3-77所示。

图3-77 冲洗解锁梯级

将出水阀开启，出气阀关闭，如图3-78所示。

图3-78 出水阀开启、出气阀关闭

如果以上条件均满足，且排水阀没有故障，开启气冲阀并开两台鼓风机。当气冲阀全开后，气冲阀开启信号将不再保持，如图3-79所示。(www.daowen.com)

图3-79 开两台鼓风机

下一步如图3-80所示，将气冲状态位置位，同时开始对气冲过程计时（s）。

图3-80 气冲计时梯级

当气冲计时超过设定值，则进入下一步骤（关鼓风机、开水冲阀进行气水混合冲洗），如图3-81所示。

进入步骤3，开水冲阀，关闭第一台鼓风机，进入气水混合冲洗状态。先开第一台冲洗泵，同时开始计时，当计时达到设定值时，开第二台冲洗泵，如图3-82所示。

混冲计时，如图3-83所示。

当混冲计时达到设定值时，关闭所有鼓风机，此时系统为水冲状态。此时的逻辑与之前基本类似，此处不再赘述。

图3-84为水冲计时。

图3-81 进入步骤3梯级

图3-82 开冲洗泵梯级

图3-83 混冲计时梯级

图3-84 水冲计时梯级

当水冲计时达到设定值后，关闭所有出水阀和出水泵。反冲洗结束，如图3-85所示。

图3-85 关闭所有出水阀和出水泵梯级

3.滤池反冲洗的节能优化

经过一段生产试运行后发现，上述冲洗模式存在不完善的地方。因为进行多个滤格冲洗时，当鼓风机完成滤池的气冲任务后，一直处于运行空挂状态，要等到下一个滤池的气冲任务才进入下一个冲洗过程。鼓风机是大功率用电设备，空挂会消耗大量电能，造成浪费。理论上虽可通过停止鼓风机降低电耗，但频繁的起动、停止会对电网造成冲击，同时降低设备使用寿命，增加设备的运行故障。因此，通过开停鼓风机及反冲洗水泵节能是不可行的。

而通过对滤池的运行特点的研究，发现可以使鼓风机在结束一格滤池的气水混冲任务后，直接进入下一格滤池的气冲任务，将鼓风机等待的时间最小化，由此来降低电耗，从而对反冲洗过程进行优化。

图3-86 节能模式滤池反冲洗流程

经过节能优化的反冲洗过程如图3-86所示。从图中可以看出，滤池的冲洗与之前所述的过程完全相同。只是在混冲结束以后，加入一个列表判断语句，看看队列中是否有其他需要冲洗的滤池。如果有，则鼓风机不停止，直接进入下一格滤池的冲洗过程。

图3-87为滤池的列表判断语句，判断当前是否有其他滤池在等待冲洗，如果有，则使能wash_application标签。

如果wash_application标签使能，则程序自动搜索下一个需要冲洗的滤池，并且使能该滤格允许冲洗信号，如图3-88所示。

图3-87 列表判断语句

图3-88 下一格滤池冲洗申请

进行下一格滤池冲洗，同时解锁申请冲洗信号，如图3-89所示。

图3-89 下一格滤池冲洗