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V型濾池技術(shù)

作者:神泰環(huán)保 日期:2015-08-04

 V型濾池概況

1. 概述

V型濾池是快濾池的一種形式,因?yàn)槠溥M(jìn)水槽形狀呈V字形而得名,也叫均粒濾料濾池(其濾料采用均質(zhì)濾料,即均粒徑濾料)、六閥濾池(各種管路上有六個(gè)主要閥門)。它是我國于20世紀(jì)80年代末從法國Degremont公司引進(jìn)的技術(shù)。

v型濾池.jpg

2.特點(diǎn):

(1)恒水位等速過濾。濾池出水閥隨水位變化不斷調(diào)節(jié)開啟度,使池內(nèi)水位在整個(gè)過濾周期內(nèi)保持不變,濾層不出現(xiàn)負(fù)壓。當(dāng)某單格濾池沖洗時(shí),待濾水繼續(xù)進(jìn)入該格濾池作為表面掃洗水,使其他各格濾池的進(jìn)水量和濾速基本不變。

(2)采用均粒石英砂濾料,濾層厚度比普通快濾池厚,截污量也比普通快濾池大,故濾速高,過濾周期長,出水效果好。

(3)V型進(jìn)水槽(沖洗時(shí)兼作表面少洗布水槽)和排水槽沿池長方向布置,單池面積較大時(shí),有利布水均勻,因此更適合用于大、中型水廠。

(4)承托層較薄。

(5)沖洗采用空氣、水反沖和表面掃洗,提高了沖洗效果并節(jié)約沖洗用水。

(6)沖洗時(shí),濾層保持微膨脹狀態(tài),避免出現(xiàn)跑砂現(xiàn)象。

3. 工作過程

(1)過濾過程:

待濾水由進(jìn)水總渠經(jīng)進(jìn)水閥和方孔后,溢過堰口再經(jīng)側(cè)孔進(jìn)入被待濾水淹沿的V型槽,分別經(jīng)槽底均勻的配水孔和V型槽堰進(jìn)入濾池。被均質(zhì)濾料濾層過濾的濾后水經(jīng)長柄濾頭流入底部空間,由方孔匯入氣水分配管渠,在經(jīng)管廊中的水封井、出水堰、清水渠流入清水池。

(2)反沖洗過程:

關(guān)閉進(jìn)水閥,但有一部分進(jìn)水仍從兩側(cè)常開的方孔流入濾池,由V型槽一側(cè)流向排水渠一側(cè),形成表面掃洗。而后開啟排水閥將池面水從排水槽中排出直至濾池水面與V型槽頂相平。反沖洗過程常采用“氣沖氣水同時(shí)反沖水沖”三步。

氣沖 打開進(jìn)氣閥,開啟供氣設(shè)備,空氣經(jīng)氣水分配渠的上部小孔均勻進(jìn)入濾池底部,由長柄濾頭噴出,將濾料表面雜質(zhì)擦洗下來并懸浮于水中,被表面掃洗水沖入排水槽。

氣水同時(shí)反沖洗 在氣沖的同時(shí)啟動(dòng)沖洗水泵,打開沖洗水閥,反沖洗水也進(jìn)入氣水分配渠,氣、水分別經(jīng)小孔和方孔流入濾池底部配水區(qū),經(jīng)長柄濾頭均勻進(jìn)入濾池,濾料得到進(jìn)一步?jīng)_洗,表掃仍繼續(xù)進(jìn)行。

停止氣沖,單獨(dú)水沖 表掃仍繼續(xù),后將水中雜質(zhì)全部沖入排水槽。

V型濾池的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)參數(shù)

濾速可達(dá)7~20m/h,一般為12.5~15.0m/h。

采用單層加厚均粒濾料,粒徑一般為0.95~1.35mm,允許擴(kuò)大到0.7~2.0mm,不均勻系數(shù)1.2~1.6或1.8之間。

對(duì)于濾速在7~20m/h之間的濾池,其濾層高度在0.95~1.5m之間選用,對(duì)于更高的濾速還可相應(yīng)增加。

底部采用帶長柄濾頭底板的排水系統(tǒng),不設(shè)礫石承托層。濾頭采用網(wǎng)狀布置,約55個(gè)/m2。

反沖洗一般采用氣沖、氣水同時(shí)反沖和水沖三個(gè)過程,反沖洗效果好,大大節(jié)省反沖洗水量和電耗。氣沖強(qiáng)度為50~60m3/(h.m2)(13~16L/s.m2),清水沖洗強(qiáng)度為13~15m3/(h.m2)(3.6~4.1L/s.m2),表面掃洗用原水,一般為5~8m3/(h.m2)(1.4~2.2L/s.m2)。

整個(gè)濾料層在深度方向的粒徑分布基本均勻,在反沖洗過程中濾料層不膨脹,不發(fā)生水力分級(jí)現(xiàn)象,保證深層截污,濾層含污能力高。

濾層以上的水深一般大于1.2m,反沖洗時(shí)水位下降到排水槽頂,水深只有0.5m。

4.設(shè)計(jì)要點(diǎn)及數(shù)據(jù)

4.1、布置

就整體而言,均粒濾料濾池的布置可分為單排及雙排布置,就單池而言,可分為單格及雙格布置。當(dāng)濾池的個(gè)數(shù)少于3個(gè)時(shí),宜采用單排布置,反之可采用雙排布置。單池內(nèi)的分格布置一般采用雙格對(duì)稱布置。

4.2、濾速和過濾周期

(1)濾速:可采用較高的濾速,根據(jù)待濾水濁度的大小,濾速一般為8-14m/h。

(2)過濾周期:過濾周期較長,可達(dá)48h甚至更長,考慮到保持濾層較好狀態(tài),目前國內(nèi)水廠一般采用24-48h進(jìn)行沖洗。

(3)濾層水頭損失:沖洗前的濾層水頭損失一般采用1.5-2.0m。

4.3、個(gè)數(shù)及單池尺寸

(1)濾池個(gè)數(shù):單純過濾面大可達(dá)210m2.濾池個(gè)數(shù)的確定應(yīng)做技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。濾池個(gè)數(shù)減少,相應(yīng)閥門及管道數(shù)量也減少,但管道口徑及沖洗設(shè)備容量將增加。

濾池個(gè)數(shù)

濾池總過濾面積(m2

濾池個(gè)數(shù)

濾池總過濾面積(m2

濾池個(gè)數(shù)

小于80

2

250-350

4-5

80-150

2-3

350-500

5-6

150-250

4

500-800

5-8

(2)單池尺寸:為了保證沖洗時(shí)表面掃洗及排水效果,單格濾池的寬度一般在3.5m以內(nèi),大不超過5m。

濾池尺寸及面積

寬度(m)

長度(m)

單格面積(m2

雙格面積(m2

3.50

8.60-14.30

30.0-50.0

60.0-100.0

4.00

12.50-16.30

50.0-65.0

100.0-130.0

4.50

12.20-17.80

55.0-80.0

110.0-160.0

5.00

14.00-20.00

70.0-100.0

140.0-200.0

4.4、濾料及承托層

(1)濾料:濾料采用均粒石英砂,其粒徑大小根據(jù)待濾水水質(zhì)、處理要求采用混凝劑等因素確定。濾料的一般技術(shù)要求如下:

①有效粒徑一般為0.90-1.20mm。②不均勻系數(shù)K為1.2-1.4。③具有良好的機(jī)械強(qiáng)度,經(jīng)20%濃度的鹽酸溶液浸泡24h后,重量減少應(yīng)小于2%。

(2)濾層厚度:濾層厚度一般為0.90-1.50之間。當(dāng)濾速為8-12m/h時(shí),一般采用1.10-1.20.濾速增大,宜相應(yīng)增加濾層厚度。

(3)承托層:濾池濾帽頂至濾料層之間承托層厚度為50-100mm,采用粒徑為2-4mm的粗石英砂。

4.5、濾層上層水深

濾層上的設(shè)計(jì)水深,在過濾工況時(shí)一般為1.2-1.5m

4.6、進(jìn)水及布水系統(tǒng)

進(jìn)水及布水系統(tǒng)由進(jìn)水總渠、進(jìn)水孔、控制閘閥、溢流堰、過水堰板及V型槽組成。

V型槽在過濾時(shí)處于淹沒狀態(tài)。槽內(nèi)設(shè)計(jì)始端流速不大于0.6m/s。沖洗時(shí),池水位下降,槽內(nèi)水面低于斜壁頂約50-100mm。V型槽底部開有水平布水孔,表面掃洗水經(jīng)此布水。布水孔沿槽長方向均勻布置,內(nèi)徑一般為Φ20-Φ30,過孔流速2.0m/s左右,孔中心一般低于用水單獨(dú)沖洗池內(nèi)水面50-150mm。

4.7、沖洗水排水系統(tǒng)

該系統(tǒng)包括排水槽及排水渠

排水槽底板以≥0.02的坡度坡向出口;底板面積低處應(yīng)高出濾板底約0.1m,高處高出0.4-0.5m,使有足夠高度安裝沖洗空氣進(jìn)氣管;排水槽內(nèi)的高水面宜低于排水槽頂面50-100mm。排水槽底層為配氣配水渠。為方便施工,兩者的寬度宜一致。

排水渠設(shè)在與管廊相對(duì)的一側(cè)。排水槽出口設(shè)置電動(dòng)或氣動(dòng)閘閥。出口流速可按2.0m/s左右設(shè)計(jì)。

4.8、配氣配水系統(tǒng)

配氣配水系統(tǒng)一般采用長柄濾頭。該系統(tǒng)由配氣配水渠、氣水室及濾板和濾頭組成。

(1)配氣配水渠:配氣配水渠的功能是在過濾時(shí)收集濾后水,在沖洗時(shí)沿池長方向分布沖洗空氣和沖洗水。進(jìn)氣干管管頂宜平渠頂,沖洗水干管管底宜平渠底。配氣配水渠斷面尺寸的確定應(yīng)滿足以下條件:

①進(jìn)口處沖洗水流速:一般≤1.5m/s;②進(jìn)口處沖洗空氣流速:一般≤5m/s;③斷面尺寸應(yīng)和排水槽及氣水室相配合,并能滿足施工要求。

(2)氣水室:濾池池底表面以上、濾板地面以下,由池壁所圍成的空間,稱為氣水室。氣水沖洗時(shí),沖洗空氣在氣水室上部形成穩(wěn)定的空氣層稱為氣墊層。氣墊層的厚度一般為100-200mm。氣水室下部為沖洗水層。配氣配水渠的空氣和沖洗水分別通過配氣孔和配水孔進(jìn)入氣水室。氣水室的設(shè)計(jì)要點(diǎn):

①配氣孔孔頂宜平濾板板底,有困難時(shí)可低于板底,但高差不宜超過30mm。過孔流速為15m/s左右,通常預(yù)埋UPVC管,配氣孔平面配置時(shí)應(yīng)注意避開濾板梁;②配水孔孔底應(yīng)平池底,孔口流速為1.0-1.5m/s左右。③為了使氣墊層布?xì)饩鶆蚣皦毫ζ胶猓螢V板的濾梁應(yīng)垂直于配氣配水渠,且梁頂應(yīng)留空氣平衡縫,縫高20-50mm,長為1/2濾板長,在每塊濾板長度的中間部位。④氣水室宜設(shè)檢查孔,檢查孔可設(shè)在管廊側(cè)池壁上,孔徑≮Φ400mm,孔底平氣水室底。

(3)濾頭及濾板

①濾頭:濾頭由無毒塑料制成,它由濾帽、濾柄、預(yù)埋套組成。濾頭的長度為:濾板厚度+氣墊層厚度+50mm(淹沒水深)。②濾頭個(gè)數(shù)的確定:濾頭濾帽縫隙總面積與濾池過濾面積之比(β值)應(yīng)在1.2%-2.4%之間。一般每平方米濾池面積布置30-50個(gè)。③濾板是安裝濾頭的支承板,須具有足夠的強(qiáng)度和剛度,濾板表面應(yīng)光滑平整,安裝時(shí)每塊板的水平誤差應(yīng)小于±1mm,整個(gè)池內(nèi)板面的水平誤差不得大于±3mm。鋼筋混凝土濾板內(nèi)鋼筋保護(hù)厚度應(yīng)符合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。

4.9、濾后水出水穩(wěn)流槽

(1)槽內(nèi)水面標(biāo)高與濾料層底面標(biāo)高基本持平。

(2)槽內(nèi)水深為2-2.5倍濾后水出水管管徑,出水管應(yīng)為淹沒出流,管頂不應(yīng)高出溢流堰堰頂。

(3)溢流堰堰上水深取0.2-0.25m。

4.10、管廊布置

(1)空氣干管應(yīng)架高敷設(shè),使其高出濾池過濾時(shí)池內(nèi)待濾水位,防止水流倒灌。

(2)進(jìn)氣控制閥至配氣配水渠端壁間的進(jìn)氣管段上應(yīng)接出放氣支管,管徑為進(jìn)氣管管徑的1/4-1/3,管上應(yīng)設(shè)電磁閥。支管出口高出濾池液面頂面50-100mm,管口與水平面夾角45°-60°。放氣支管也可以從配氣配水渠進(jìn)口端壁高處接出。

(3)管廊門及通道應(yīng)能通過大配件,配件較重時(shí),可考慮設(shè)置起重設(shè)備。

(4)管廊內(nèi)應(yīng)有良好的防水、排水設(shè)施和適當(dāng)?shù)耐L(fēng)、照明等設(shè)施。

4.11、管(渠)流速

管(渠)流速

名稱

待濾水進(jìn)水總渠

濾后水進(jìn)水總管

沖洗水輸水管

沖洗空氣輸氣管

排水總渠

流速(m/s)

0.7-1.0

0.6-1.2

2.0-3.0

10-15

0.7-1.5

4.12、沖洗強(qiáng)度和沖洗時(shí)間

氣水沖洗強(qiáng)度和沖洗時(shí)間

濾料層結(jié)構(gòu)和水沖洗時(shí)濾料層膨脹率

先氣沖洗

氣水同時(shí)沖洗

后水沖洗

強(qiáng)度

[L/(s·m)]

沖洗時(shí)間(min)

氣強(qiáng)度

[L/(s·m)]

水強(qiáng)度

[L/(s·m) ]

沖洗時(shí)間(min)

強(qiáng)度

[L/(s·m)]

沖洗時(shí)間(min)

均粒石英砂

微膨脹

13-17

(13-17)

2-1

(2-1)

13-17

(13-17)

3-4

(3-4.5)

4-3

(4-3)

4-8

(4-6)

8-5

(8-5)

4.13、沖洗水的供應(yīng)

沖洗水可由沖洗水泵或沖洗水箱供應(yīng)。

4.14、運(yùn)行控制

均粒濾料濾池采用恒水位等速過濾。

當(dāng)某格濾池沖洗時(shí),進(jìn)入該格濾池的表面掃洗水量大致與其過濾時(shí)的水量相當(dāng),因此進(jìn)入其他各格的過濾水量基本保持不變。

濾池恒水位過濾可以通過調(diào)節(jié)出水系統(tǒng)助力來實(shí)現(xiàn)?刂七^程采用自動(dòng)控制,不受人為因素影響。

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