V型滤池的设计与施工

V型滤池的设计与施工(2006-06-1214:43:24)分类：水处理工艺摘要：结合小榄水厂设计规模为10×104m3/d的扩建工程,对V型滤池在施工中存在的问题进行了探讨,并提出了改进措施,使V型滤池的运行更加安全可靠。关键字：V型滤池反冲洗施工在小榄水厂三期扩建工程(10×104m3/d)的V型滤池施工中,由于对一些细节问题给予了充分重视,使得V型滤池顺利通过气密性试验,自投运以来运行良好,出水浊度0.5NTU,达到了设计要求。1进、出水装置由于V型滤池一般为变水位匀速过滤,因此在进、出水处均应设置堰板,且最好采用可调式。V型滤池的待滤水一般通过进水总渠经两个气动橡皮阀和中间一个用橡胶气囊控制的表面扫洗进水孔进入,再通过溢流堰由两个侧孔经V型槽流入滤池。三期工程中把两边的气动橡皮阀取消,中间一个则改为多点定位气动提板阀,过滤时阀门全开,气洗反冲阶段关闭,气水反冲洗及水反冲洗阶段闸板开启到表面冲洗水量调节位(该位置可根据表面扫洗强度来调节,初设进水闸板开启高度为220mm,经调试后基本固定)。滤池的进、排水闸门一般采用气动或电动提板闸,对其密封要求为迎水面漏失0.021L/(s·m2)。由于提板闸的密封条与金属框架、池壁直接相连,密封条的厚度只有10mm,因而容易产生误差,造成漏水或提板闸垂直度不够。因此在施工时,于安装提板闸的部位设置了30mm厚的找平带。此外,还在进水渠处设置了溢流井,出水堰板后则留有足够的空间以满足堰后出水的消力,并确保排气管出口标高在溢流水位之上。2V型槽孔口标高的确定滤池气水冲洗设计规程(CECS50:1993)规定:表面扫洗水配水孔低于排水槽顶面的垂直距离,一般可为150mm。水厂原滤池就据此设计,扫洗时发现孔口淹没水深较大,造成扫洗力度不足而使冲洗过程产生的浑浊液及泡沫粘附在池壁上,外观很不整洁。另一方面,V型槽扫洗孔中心仅比滤料面高0.25m,而低于排水堰0.15m,在反冲洗时尽管滤料只是微膨胀,但其膨胀高度仍达0.10～0.125m(膨胀率按8%～10%计),使得V型槽扫洗孔中心仅高出滤料膨胀面约0.15～0.125m,而低于排水堰顶水面近0.2m。在这种情况下,扫洗孔的出水将冲向流动水层的中部,把小粒径滤料冲向排水堰,造成滤料面倾斜。根据射流的性质,要使表面扫洗效果最佳则该射流最好为半淹没流,因此在三期工程设计中,将配水孔中心标高设为比反冲洗水位低1.2～2.0cm。实际运行表明,反冲过程中产生的浑浊液和泡沫被扫洗干净,效果理想。3滤梁、滤板的安装为保证过滤效果,应确保滤板的水平误差不得超过±2mm,否则空气就无法均匀地分配在滤层上。滤板平整与否首先是滤梁是否平整,工程中滤梁采用10号工字钢为主筋,其宽为110mm、高为800mm,预埋的紧固螺栓按图纸规定的尺寸垂直放置,且有固定措施,并保证在浇捣过程中不发生歪斜和移位。滤梁下边的过水孔(呈八字形)应均匀布置,滤梁上面则留有30mm高的后浇找平层,并确保单根滤梁的平整度不超过±2mm,整池滤梁的平整度不超过±3mm。安装滤梁用的预埋件要准确平整地预埋在池底上,并在预埋件上焊一根DN100钢短管,于滤梁下方的预埋件上焊一根DN80钢管,将DN80钢管插入DN100钢管中,用千斤顶托住滤梁,用水准仪和水平尺配合控制精度(单格滤池滤板的平整度为±5mm,各滤池之间滤板的平整度为±10mm,梁中线与锚固螺栓中线间距误差2mm),然后将管焊接成一个整体。最后用DN200塑料管作模,将水泥砂浆灌入模中,在DN100、DN80管的外面形成一层保护膜,既可防止钢管生锈,又增加了钢管的支承强度。滤板的安装应采用整体控制的方法,首先控制好支撑柱和梁的标高,然后控制好每块滤板的标高,进而控制整组滤池滤板的标高。滤板用特制的定型模具在振动台上制作成型,确保精度不低于设计要求,并对其进行养护。滤板定位后对每块滤板进行平整度测量并作好相应记录,当滤板平整度超过误差范围时通过加装垫片和塞片进行调整,垫片和塞片的材料可采用S304不锈钢、ABS、聚乙烯等。滤板平整度调整完成后便可进行滤板的固定(采用压板和螺栓),当为中间固定时压板采用平面尺寸为100mm×50mm、厚为8mm的S304不锈钢钢板;当为周边固定时压板采用同尺寸的S304不锈钢角钢。对用于池壁侧滤板固定的角钢,其上应采用20mm腰子孔,不平时填塞片;螺栓采用?6的S304不锈钢螺栓,在1m长度方向上不少于两个。每块滤板的四周均有15mm×50mm的燕尾形折槽,可填充胶泥,用于滤板之间及滤板与池壁之间的密封。滤板的嵌缝密封处理采用无毒的905接缝专用密封胶合剂(按水泥∶砂∶905胶=1∶1∶0.5的比例配制成905砂浆),用垫条垫入拼缝底部,用905胶泥嵌缝30～50mm,上部用水泥砂浆抹平,以保证不漏水、不漏气。V型滤池长柄滤头的安装精度是保证气水冲洗是否均匀、彻底的关键,为此要确保滤头安装端正(无明显的高低歪斜现象)、进水端管口高程差2mm;安装完毕后还应进行滤池的放水放气调试检验。4反冲洗系统在进行反冲洗泵房设计时,为节省投资把滤池的清水箱(容积大于单台水泵额定5mm流量,并设通气管)作为吸水井,同时在清水箱出水处设置了出水堰,既可保证反冲洗有足够的水量,又可使清水箱水位保持恒定,避免反冲洗时的压力波动。由于反冲洗泵的工作压力为88～108kPa,而止回阀的最小额定工作压力为1.0MPa,所以在设计时应特别注明,以避免因止回阀密封不严而引起水泵的倒转。另由于反冲水来自清水箱,考虑到滤池大修时要停水,因此将水厂清水池作为备用水源。5其他措施滤池工艺部分的动力线主要为设备和阀门服务,走向复杂。当采用电动阀时,管廊中可沿桥架走,滤池上的阀门动力线尽量走暗线;当采用气动阀门时,管廊中可沿桥架等高处的墙壁走,滤池上最好走管槽和预埋管,管材采用PU塑料软管,用快速接头连接。采用气动阀门时还应注意气动头的形式,当气动头为“气保型”时必须设置阀前过滤器;当气动头为“气散型”时可不设置阀前过滤器。工程中都设有过滤器和空气净化组合。滤板以上、排水渠堰口以下需要作拉毛或喷浆,用以改善反冲洗的周边条件,确保反冲均匀,减少短路和跑砂。查看文章V型滤池的工艺设计、施工安装和自动控制2009年08月13日星期四16:39在近十年来的V型滤池的设计、施工安装以及自动控制过程中，我们取得了一定的实践经验，有以下几点工作体会：一、研究掌握V型滤池结构、工作原理、工艺特点滤池是水厂净水工艺中的重要环节，而滤池过滤能力的再生，是滤池稳定高效运行的关键。若采用较好的反冲洗技术，使滤池经常处于最优条件下工作，不仅可以节水、节能，还能提高水质，增大滤层的截污能力，延长工作周期，提高产水量。而V型滤池过滤能力的再生，就采用了先进的气、水反冲洗兼表面扫洗这一技术。因此滤池的过滤周期比单纯水冲洗的滤池延长了75%左右，截污水量可提高118%，而反冲洗水的耗量比单纯水冲洗的滤池可减少40%以上。滤池在气冲洗时，由于用鼓风机将空气压入滤层，因而从以下几方面改善了滤池的过滤性能：①压缩空气的加入增大了滤料表面的剪力，从而使得通常水冲洗时不易剥落的污物在气泡急剧上升的高剪力下得以剥落，从而提高了反冲洗效果。②气泡在滤层中运动产生混合后，可使滤料的颗粒不断涡旋扩散，促进了滤层颗粒循环混合，由此得到一个级配较均匀的混合滤层，其孔隙率高于级配滤料的分级滤层，改善了过滤性能，从而提高了滤层的截污能力。③压缩空气的加入，气泡在颗粒滤料中爆破，使得滤料颗粒间的碰撞磨擦加剧，在水冲洗时，对滤料颗粒表面的剪切作用也得以充分发挥，加强了水冲清污的效能。④气泡在滤层中的运动，减少了水冲洗时滤料颗粒间的相互接触的阻力，使水冲洗强度大大降低，从而节省冲洗的能耗。综上所述，气、水反冲洗时，由于气泡的激烈遄动作用，大大加强了污物剥落能力及截污能力。在滤池实际反冲洗时，我们观察到：当反冲时间约5分钟时的滤层污物剥落高达95%以上，因此V型滤池的反冲洗效果是肯定的。此外反冲洗时，原水通过与反冲洗排水槽相对的两个V型槽底部的小孔进入滤池，它扫洗滤层的表面，并把滤层反冲上来的污物、杂质推向排水槽，同时扫洗了水平速度等于零的一些地方，在这些地方漂起来的砂又重新沉淀下来。此外滤池的表面扫洗，还加快了反冲水的漂洗速度，用原水养活了反冲洗滤后水用量及电能，也节约了冲洗水量。养活冲洗水量是原水表面清扫的一个特别优点，事实上，它还起到了在一个滤池反冲洗时防止其它滤池在最大输出负荷下运行的作用。二、合理选用设计参数了解掌握了上述V型滤池的工作原理后，要想所设计的V型滤池能充分发挥其优越性。就必须严格保证其工艺要求的结构尺寸。因此，合理选用设计参数来进行滤池的工艺设计是至关重要的。近十年来由我们设计的多座V型滤池，建成投产后的实际运行效果普遍较好。这证明我们所选用的设计参数是理想的，简介如下：1、主要设计参数的采用滤料：石英海砂，最好是选择海水冲刷强度比较大的海边砂场的石英砂。粒径0.95～1.35mm；不均匀系数K80=1.0～1.3；滤层厚度1.2～1.5m。滤速：7～15m/h。沙上水深1.2～1.3m。反冲洗强度：压缩空气15～161/m2.s；水反冲4～51/m2.s；水表面扫洗1.5～1.8/m2.s。滤头：采用QS型长柄滤头，滤头长28.5cm；滤帽上有缝隙36条；滤柄上部有φ2mm气孔，下部有长65mm、宽1mm条缝；材质为ABS工程塑料。滤头均匀分布在滤板上，每平方米布置48～56个。滤板、滤梁均为钢筋砼预制件。滤板制成矩形或正方形，但边长最好不要超过1.2m。滤梁的宽度为10cm，高度和长度根据实际情况决定。2、滤池结构尺寸及标高确定根据流体的流动特性，为了保证反冲洗时滤池平面气、水分配的均匀，滤池平面尺寸的长宽比稍大一些为好。一般为：长:宽=4：1～3.5:1（宽度不包括中央气水分配槽，中央气水分配槽宽度一般为0.7～0.9米）。一般情况下，池的长度最好不要小于11米。滤池中央气水分配槽将滤池宽度分成两半，每半的宽度都不宜超4米。为了确保反冲洗时滤板下面任何一点的压力均等，并使滤板下压入的空气可以尽快形成一个气垫层，滤板与池底之间应有一个高度适当的空间。我们把滤板下面清水库的高度一般设计为0.85～0.95米。这个高度足以使空气通过滤头的孔和缝得到充分的混合并均匀分布在整个滤池面积之上，从而保证了滤池的正常滤水工作和滤池的再生效果。待滤水通过进水总渠，经两个气动橡皮阀和一个手动闸板阀后，再通过溢流堰由两个侧孔进入V型槽后流入滤格。我们把中间的那个方孔（用W1表示）设计成用手动闸板阀来控制的进水孔，这个闸板阀一般情况下是常开的（只有在滤格维修时才关上），滤池反冲洗时，表面扫洗水由此方孔经溢流堰进入。我们把两边的进水方孔（分别用W21和W22表示，W1=W2），设计成两个大小尺寸相等，用枕形充气橡胶阀来控制待滤水进入的方孔，滤池反冲洗时，此两孔被枕形充气橡胶阀堵上。我们把这三个进水孔面积大小的比例设计为：W1:W21=W1:W22=1:3；进水孔流速控制在0.40～0.5m/s；用这两条原则来相互修订并最后确定进水孔的大小。表面扫洗是通过由V型槽底部小孔喷出的射流来实现的。根据射流的性质，要使表面扫洗效果最佳，此射流最好为半淹没射流。因此，V型槽底部小孔中心标高的确定就显得非常关键。根据我们的经验，小孔中心标高比反冲洗水位低0.8～1.2cm为最佳。我们曾经参观过由法国德利满公司设计的一间水厂，他们设计的小孔中心标高比反冲洗水位低了1.3cm。滤池反冲洗时，表面扫洗效果不及我们设计的滤池。滤池其它方面的设计我们与有关资料介绍的基本一致，此处不多赘述。三、施工安装的做法滤池施工安装的好坏直接关系到滤池竣工投产后能否满足工艺设计要求而正常运行。V型滤池对施工安装的要求更是有严格的规定：滤板的水平误差不得大于±2毫米；各滤池间的水平误差不得大于±5毫米；梁中心和锚固筋之间距离误差为±2毫米；板尺寸制作误差为±2毫米；它要求中央排水渠堰顶的水平度误差不能大于±2毫米；滤池所有内