饮用水应用案例 | 使用浊度传感器优化滤池反冲洗

发布时间：2025-06-04

在快速重力过滤系统中，反冲洗是一个关键工艺—它能清除滤床积聚的固体，从而延长滤池寿命并保障出水安全优质。仅靠定时器控制反冲洗常导致过度清洗或清洗不足，既浪费宝贵饮用水和能源，又可能使滤池清洁不彻底。

实时浊度传感器提供了一种更好的方案。通过实时监测水体清澈度，操作员能够精准把握滤池清洗时机，并在达到最佳处理效果时立即停止作业。

滤池反冲洗的重要性

反冲洗对维持滤池性能至关重要。随着颗粒物和污染物在滤床不断积聚，需定期清洗以恢复水流并确保水质。反冲洗通过逆向水流冲脱截留固体，为滤池的下一个周期做好准备。

典型反冲洗流程包括

1. 停用滤池

2. 采用高速气流进行空气冲刷，剥离介质颗粒、松动沉积杂质，为滤池的后续阶段做好准备。

3. 使用较低流速的水进行低流量反冲洗，温和地冲走松动颗粒，并确保过滤介质不受干扰。

4. 用更高流速的水进行全流量反冲洗，彻底冲洗滤池，确保所有颗粒都被冲走。

5. 反冲洗后的成熟期，滤池在恢复使用前重新形成自然表面层。

仅凭时间控制这些流程存在两大风险：清洗不足或过度清洗。过度清洗会浪费饮用水和能源，并可能导致过滤介质损失。冲洗不足会导致固体堆积和介质迁移，从而导致运行周期缩短、滤池堵塞以及出水水质恶化。

浊度监测为反冲洗控制提供了可靠依据。

使用浊度传感器实现更智能的反冲洗

浊度是饮用水处理中表征悬浮固体浓度的关键参数。在反冲洗期间，它能实时反映清洗效果。

浊度监测可在滤床三个主要位置实施：

1. 滤床内部。这是最简单的安装位置之一，但反冲洗时的湍流和夹带的气泡会干扰浊度传感器的光束。为实现最佳精度，建议将传感器安装在介质正上方，以减少气泡干扰。这个位置的局限在于它仅反映滤池中一个固定点的状态。

图一

滤床中的VisoTurb 700 IQ传感器。这个位置便于安装，当传感器安装在过滤介质的正上方可提供准确测量。

2.冲洗水槽。位于滤床顶部，用于排放反洗水。这个位置可提供更具代表性的整体滤床样本。但安装难度取决于水槽设计。像 VisoTurb 700 IQ 这样的传感器需距离表面至少10 cm（4英寸）。

图二

滤床顶部的冲洗水槽。在这个位置设置传感器可获得更具代表性的浊度读数，但需综合考虑安装限制条件。

3.反冲洗出水总渠。这个位置提供稳定和代表性的测量结果，湍流和曝气干扰最小。但可达性较差。需配置具有滤池专用滞后时间的SCADA系统，以确保测量数据与对应滤池精准匹配。由于滤池通常采用单格轮流反冲洗模式，这种滞后调整易于实现。

依靠该阈值（而非任意时间值）可优化性能、减少水资源浪费并提升滤池就绪状态。

实际优化案例

在一个示例站点，反冲洗过程遵循以下顺序：

在反冲洗循环开始时的空气冲刷过程中，浊度峰值达90 FNU。

图3：快速重力过滤空气冲刷浊度示例

在冲洗过程中，浊度逐渐下降。4分钟后浊度稳定在10 FNU——结束反冲洗的目标设定值。但是，实际过程持续了额外7分钟，期间浊度没有进一步改善。

图4：反冲洗过程中的浊度水平

过度反冲洗每次循环会浪费70.5立方米水。按每年122次清洗计算，单格滤池年浪费水量超过8,600 立方米。

先进浊度传感器技术

精确浊度读数依赖清洁的光学窗口。传统传感器采用机械刮片清洁表面，但在长期运行中，活动部件易发生故障且需定期维护。

VisoTurb 700 IQ采用一体化超声波清洁技术—通过高频振动防污，无需机械部件。这降低了维护需求，提高了长期可靠性。

图5：具备超声波自清洁功能的VisoTurb 700 IQ。高频振动保持光学表面清洁，无需机械刮片。

结论

浊度传感器为滤池反冲洗提供直接、实时的数据支持。通过智能控制，运营商可减少水资源浪费、保护设备并提升整体处理性能。升级至VisoTurb 700 IQ等先进传感器是能产生持久效益的简单举措。