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V型滤池反冲洗排水系统的设计探讨

论文类型 技术与工程 发表日期 2001-02-01
来源 《中国给水排水》2001年第2期
作者 王争元,徐强,胡宝娣
关键词 V型滤池 反冲洗排水系统 滤料漂移
摘要 王争元1,徐强1,胡宝娣2 (1.中国市政工程华北设计研究院,天津300074;2.大同市热力有限公司,山西大同037006)   摘 要:V型滤池反冲洗排水系统的排水堰顶、V型槽扫洗孔及滤料面标高的设计不当会导致滤料面倾斜,进而影响滤池的正常运行和滤后水质。在对若干个V型滤池的运行状况进行调查分析 ...

王争元1,徐强1,胡宝娣2
(1.中国市政工程华北设计研究院,天津300074;2.大同市热力有限公司,山西大同037006)

  摘 要:V型滤池反冲洗排水系统的排水堰顶、V型槽扫洗孔及滤料面标高的设计不当会导致滤料面倾斜,进而影响滤池的正常运行和滤后水质。在对若干个V型滤池的运行状况进行调查分析的基础上,提出了改进设计的建议。
  关键词:V型滤池;反冲洗排水系统;滤料漂移
  中图分类号:TU991.24
  文献标识码:C
  文章编号 :1000-4602(2001)02-0050-03

  V型滤池是近年来国内给水处理厂普遍选用的一种池型,已建成运行的约在20座以上,颇有取代四阀和双阀滤池之势。

  1 V型滤池的工艺概况

  从V型滤池的构造和运行情况看,与四阀和双阀滤池相比,具有如下优点:
  ①反冲洗的排水系统简单,施工方便,省去了为排水均匀而设的众多集水槽。
  ②滤层厚,采用等粒径粗颗粒滤料,截污能力强,截污量大,过滤周期长。
  ③采用气水反冲洗,反冲洗效果好,节水。
  ④自动化程度高,控制系统成熟。
  但也存在一些问题:
  ①配水、配气系统复杂,施工要求高,造价高。
  ②反冲洗时滤料有向排水堰方向漂移的现象,影响了滤池的正常工作,需定期平整。
  一次在某给水厂工作时发现V型滤池滤料面倾斜,近排水堰一侧滤料面高,近V型槽一侧滤料面低,两者相差约0.10~0.15 m,如图1所示。

  该厂为新建给水厂,运行时间仅三个月左右就发生滤料面倾斜0.10~0.15m,可以说是比较严重的。如果长时间运行,滤料漂移量会大大增加,滤料面的倾斜度也会加大,这种情况会影响滤池的正常运行,并容易引起下列问题:
  ①滤速大小不一,影响滤后水质。由于滤层厚薄不均,在过滤时会出现滤速大小不一,滤层厚的部位阻力大,滤速小;滤层薄的部位阻力小,滤速大,还有可能出现穿透现象,降低出水水质。反冲洗也会出现强度不一,阻力大的部位,反冲洗强度小,滤料可能冲洗不净;阻力小的部位,反冲洗强度大。
  ②出现水力筛分,缩短过滤周期。反冲洗时漂移的成分是细颗粒滤料(因其重量轻),这样在排水堰一侧,滤层加厚部位的滤料粒径多为小粒径滤料,其孔隙小,容易堵塞,缩短了过滤周期。

  2 滤池运行情况的调查

  为了防止或减小V型滤池在运行过程中出现滤料面倾斜,保证V型滤池正常运行,必须找出造成滤料漂移、滤料面倾斜的原因及解决办法,为今后设计V型滤池提出修正意见。
  为此,对国内一些正在运行的V型滤池进行了调查,现将有代表性的调查结果简述如下:
  2.1 广东某给水厂的V型滤池
  煤、砂双层滤料,煤滤料有效粒径为1.5mm,层厚为0.85m;石英砂滤料有效粒径为0.75mm,层厚为0.45m;承托层厚为0.1 m,过滤层总厚度为1.30m。排水堰高出设计滤料面0.7m,V型槽扫洗孔中心高出设计滤料面0.35m。滤池扫洗水强度为2.8L/(s·m2),单水冲洗强度为15L/(s·m2),气水同时 冲洗的水洗强度为2~4L/(s·m2),气洗强度为15L/(s·m2)。滤池横断面如图2所示,调查时该滤池运行时间约三个月,滤料面倾斜0.1~0.15m。

  2.2 海口某给水厂的V型滤池
  单层石英砂滤料滤池的滤料粒径为0.95~1.35mm,滤层厚为1.25m,承托层厚为0.05m,排水堰顶高出设计滤料面0.4m,V型槽扫洗孔中心高出设计滤料面0.25m,单格滤池 宽度为3.53m。滤池扫洗水强度为2.8L/(s·m2),水洗强度为4L/(s·m2),气洗强度为15L/(s·m2)。滤池横断面如图3所示。该滤池已运行一年多,滤料面倾斜,且有明显的折点,排水堰一侧滤料面高,V型槽一侧滤 料面低,两者相差0.15~0.20m。

  2.3 深圳某给水厂的V型滤池
  单层石英砂滤料滤池的滤料粒径为0.8~1.2mm,层厚为1.5m,排水堰顶高出滤料面0.5m,V型槽扫洗孔中心高出滤料面0.515m,单格滤池宽为3.5m。滤池扫洗水强度为2.8L/(s·m2),单水冲洗强度为15L/(s·m2),气水同时冲洗的水洗强度为2~4L/(s·m2),气洗强度为15L/(s· m2)。滤池横断面如图4所示,滤料面无明显变化。
  从上述调查中可知,V型滤池运行过程中滤料漂移、滤料面倾斜是较普遍的现象,究其原因,主要是V型槽扫洗孔的设计标高不当所致。

  例1,广东某给水厂V型滤池(图2)为双层滤料,该滤池V型槽扫洗孔中心的设计标高大大低于反冲洗时滤料膨胀高度(滤料反冲洗时膨胀面高出设计滤料面0.5m,而扫洗孔中心仅高出设计滤料面0.35m,在滤料膨胀范围内)。当滤池反冲洗时,V型槽扫洗孔出流水和反冲洗水将悬浮着的滤料冲向排水堰一侧,久而久之即出现滤料面倾斜现象。
  例2,海口某给水厂V型滤池(图3)为单层石英砂滤料,V型槽扫洗孔中心高于设计滤料面仅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(微膨胀率按8%~10%计),V型槽扫洗孔中心仅高出滤料膨胀面0.15~0.125m,而低于反冲洗时排水堰顶水面近0.2m。在这种情况下,反冲洗时扫洗孔的出水冲向流动水层的中部,也必然将悬浮着的小粒径滤料冲向排水堰,造成滤料面倾斜。
  例3,深圳某给水厂V型滤池(图4),石英砂滤料,滤层厚为1.5m,排水堰顶高出设计滤料面0.5m,V型槽扫洗孔中心高出设计滤料面0.515m,反冲洗时滤料为微膨胀状态,最大膨胀高度0.15m(按10%膨胀率计)。该滤池已运行了五年,滤料面未出现倾斜现象,主要原因是V型 槽扫洗孔中心标高设计比较合理,其标高既接近排水堰顶标高,充分发挥了扫洗作用和起点的推动作用,又高于滤料反冲洗时的膨胀面,有较多安全余量(0.365m),保证了反冲洗 滤料微膨胀时悬浮着的滤料不被扫洗水冲动,使滤料面稳定,保证了滤池正常工作和滤后水质。

  3 几点建议

  据前述V型滤池运行过程中出现的问题及其设计情况,参考国外有关V型滤池的设计资料和我国现行气水反冲洗滤池的设计规程,对今后V型滤池排水系统设计参数的取值提出如下建议 :
  ①排水堰高度(h)——指设计滤料面至排水堰顶之间的高差,其高度的确定依据以下情况(见图5):a.对于单层滤料微膨胀V型滤池,设计滤料面至排水堰顶的高度h=0.50m;b.对于双层滤池和其他非微膨胀V型滤池,设计滤料面至排水堰顶的高度h=0.35m+滤料膨胀高度,但滤料的最小膨胀高度按0.15m计。

  ②V型槽扫洗孔高度(h1)——指设计滤料面至V型槽扫洗孔中心的高差,一般应接近排水堰顶的高度,其偏差应<0.05m。


电话:(0898)6710596
收稿日期:2000-09-19

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