王爭元1，徐強(qiáng)1，胡寶娣2
(1.中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究院，天津300074；2.大同市熱力有限公司，山西大同037006)

　　摘 要：V型濾池反沖洗排水系統(tǒng)的排水堰頂、V型槽掃洗孔及濾料面標(biāo)高的設(shè)計(jì)不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致濾料面傾斜，進(jìn)而影響濾池的正常運(yùn)行和濾后水質(zhì)。在對若干個(gè)V型濾池的運(yùn)行狀況進(jìn)行調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，提出了改進(jìn)設(shè)計(jì)的建議。
　　關(guān)鍵詞：V型濾池；反沖洗排水系統(tǒng)；濾料漂移
　　中圖分類號：TU991.24
　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C
　　文章編號 ：1000-4602(2001)02-0050-03

　　V型濾池是近年來國內(nèi)給水處理廠普遍選用的一種池型，已建成運(yùn)行的約在20座以上，頗有取代四閥和雙閥濾池之勢。

　　1 V型濾池的工藝概況

　　從V型濾池的構(gòu)造和運(yùn)行情況看，與四閥和雙閥濾池相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
　　①反沖洗的排水系統(tǒng)簡單，施工方便，省去了為排水均勻而設(shè)的眾多集水槽。
　?、跒V層厚，采用等粒徑粗顆粒濾料，截污能力強(qiáng)，截污量大，過濾周期長。
　?、鄄捎脷馑礇_洗，反沖洗效果好，節(jié)水。
　　④自動(dòng)化程度高，控制系統(tǒng)成熟。
　　但也存在一些問題：
　?、倥渌?、配氣系統(tǒng)復(fù)雜，施工要求高，造價(jià)高。
　?、诜礇_洗時(shí)濾料有向排水堰方向漂移的現(xiàn)象，影響了濾池的正常工作，需定期平整。
　　一次在某給水廠工作時(shí)發(fā)現(xiàn)V型濾池濾料面傾斜，近排水堰一側(cè)濾料面高，近V型槽一側(cè)濾料面低，兩者相差約0.10～0.15 m，如圖1所示。

　　該廠為新建給水廠，運(yùn)行時(shí)間僅三個(gè)月左右就發(fā)生濾料面傾斜0.10～0.15m，可以說是比較嚴(yán)重的。如果長時(shí)間運(yùn)行，濾料漂移量會(huì)大大增加，濾料面的傾斜度也會(huì)加大，這種情況會(huì)影響濾池的正常運(yùn)行，并容易引起下列問題：
　　①濾速大小不一，影響濾后水質(zhì)。由于濾層厚薄不均，在過濾時(shí)會(huì)出現(xiàn)濾速大小不一，濾層厚的部位阻力大，濾速?。粸V層薄的部位阻力小，濾速大，還有可能出現(xiàn)穿透現(xiàn)象，降低出水水質(zhì)。反沖洗也會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度不一，阻力大的部位，反沖洗強(qiáng)度小，濾料可能沖洗不凈；阻力小的部位，反沖洗強(qiáng)度大。
　?、诔霈F(xiàn)水力篩分，縮短過濾周期。反沖洗時(shí)漂移的成分是細(xì)顆粒濾料(因其重量輕)，這樣在排水堰一側(cè)，濾層加厚部位的濾料粒徑多為小粒徑濾料，其孔隙小，容易堵塞，縮短了過濾周期。

　　2 濾池運(yùn)行情況的調(diào)查

　　為了防止或減小V型濾池在運(yùn)行過程中出現(xiàn)濾料面傾斜，保證V型濾池正常運(yùn)行，必須找出造成濾料漂移、濾料面傾斜的原因及解決辦法，為今后設(shè)計(jì)V型濾池提出修正意見。
　　為此，對國內(nèi)一些正在運(yùn)行的V型濾池進(jìn)行了調(diào)查，現(xiàn)將有代表性的調(diào)查結(jié)果簡述如下：
　　2.1 廣東某給水廠的V型濾池
　　煤、砂雙層濾料，煤濾料有效粒徑為1.5mm，層厚為0.85m；石英砂濾料有效粒徑為0.75mm，層厚為0.45m；承托層厚為0.1 m，過濾層總厚度為1.30m。排水堰高出設(shè)計(jì)濾料面0.7m，V型槽掃洗孔中心高出設(shè)計(jì)濾料面0.35m。濾池掃洗水強(qiáng)度為2.8L/(s·m²)，單水沖洗強(qiáng)度為15L/(s·m²)，氣水同時(shí) 沖洗的水洗強(qiáng)度為2～4L/(s·m²)，氣洗強(qiáng)度為15L/(s·m²)。濾池橫斷面如圖2所示，調(diào)查時(shí)該濾池運(yùn)行時(shí)間約三個(gè)月，濾料面傾斜0.1～0.15m。

　　2.2 ?？谀辰o水廠的V型濾池
　　單層石英砂濾料濾池的濾料粒徑為0.95～1.35mm，濾層厚為1.25m，承托層厚為0.05m，排水堰頂高出設(shè)計(jì)濾料面0.4m，V型槽掃洗孔中心高出設(shè)計(jì)濾料面0.25m，單格濾池 寬度為3.53m。濾池掃洗水強(qiáng)度為2.8L/(s·m²)，水洗強(qiáng)度為4L/(s·m²)，氣洗強(qiáng)度為15L/(s·m²)。濾池橫斷面如圖3所示。該濾池已運(yùn)行一年多，濾料面傾斜，且有明顯的折點(diǎn)，排水堰一側(cè)濾料面高，V型槽一側(cè)濾 料面低，兩者相差0.15～0.20m。

　　2.3 深圳某給水廠的V型濾池
　　單層石英砂濾料濾池的濾料粒徑為0.8～1.2mm，層厚為1.5m，排水堰頂高出濾料面0.5m，V型槽掃洗孔中心高出濾料面0.515m，單格濾池寬為3.5m。濾池掃洗水強(qiáng)度為2.8L/(s·m²)，單水沖洗強(qiáng)度為15L/(s·m²)，氣水同時(shí)沖洗的水洗強(qiáng)度為2～4L/(s·m²)，氣洗強(qiáng)度為15L/(s· m²)。濾池橫斷面如圖4所示，濾料面無明顯變化。
　　從上述調(diào)查中可知，V型濾池運(yùn)行過程中濾料漂移、濾料面傾斜是較普遍的現(xiàn)象，究其原因，主要是V型槽掃洗孔的設(shè)計(jì)標(biāo)高不當(dāng)所致。

　　例1，廣東某給水廠V型濾池(圖2)為雙層濾料，該濾池V型槽掃洗孔中心的設(shè)計(jì)標(biāo)高大大低于反沖洗時(shí)濾料膨脹高度(濾料反沖洗時(shí)膨脹面高出設(shè)計(jì)濾料面0.5m，而掃洗孔中心僅高出設(shè)計(jì)濾料面0.35m，在濾料膨脹范圍內(nèi))。當(dāng)濾池反沖洗時(shí)，V型槽掃洗孔出流水和反沖洗水將懸浮著的濾料沖向排水堰一側(cè)，久而久之即出現(xiàn)濾料面傾斜現(xiàn)象。
　　例2，?？谀辰o水廠V型濾池(圖3)為單層石英砂濾料，V型槽掃洗孔中心高于設(shè)計(jì)濾料面僅0.25m，而低于排水堰0.15m，在反 沖洗時(shí)盡管濾料只是微膨脹，但其膨脹高度仍達(dá)0.10～0.125m(微膨脹率按8%～10%計(jì))，V型槽掃洗孔中心僅高出濾料膨脹面0.15～0.125m，而低于反沖洗時(shí)排水堰頂水面近0.2m。在這種情況下，反沖洗時(shí)掃洗孔的出水沖向流動(dòng)水層的中部，也必然將懸浮著的小粒徑濾料沖向排水堰，造成濾料面傾斜。
　　例3，深圳某給水廠V型濾池(圖4)，石英砂濾料，濾層厚為1.5m，排水堰頂高出設(shè)計(jì)濾料面0.5m，V型槽掃洗孔中心高出設(shè)計(jì)濾料面0.515m，反沖洗時(shí)濾料為微膨脹狀態(tài)，最大膨脹高度0.15m(按10%膨脹率計(jì))。該濾池已運(yùn)行了五年，濾料面未出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象，主要原因是V型 槽掃洗孔中心標(biāo)高設(shè)計(jì)比較合理，其標(biāo)高既接近排水堰頂標(biāo)高，充分發(fā)揮了掃洗作用和起點(diǎn)的推動(dòng)作用，又高于濾料反沖洗時(shí)的膨脹面，有較多安全余量(0.365m)，保證了反沖洗 濾料微膨脹時(shí)懸浮著的濾料不被掃洗水沖動(dòng)，使濾料面穩(wěn)定，保證了濾池正常工作和濾后水質(zhì)。

　　3 幾點(diǎn)建議

　　據(jù)前述V型濾池運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題及其設(shè)計(jì)情況，參考國外有關(guān)V型濾池的設(shè)計(jì)資料和我國現(xiàn)行氣水反沖洗濾池的設(shè)計(jì)規(guī)程，對今后V型濾池排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)的取值提出如下建議 ：
　　①排水堰高度(h)——指設(shè)計(jì)濾料面至排水堰頂之間的高差，其高度的確定依據(jù)以下情況(見圖5)：a.對于單層濾料微膨脹V型濾池，設(shè)計(jì)濾料面至排水堰頂?shù)母叨萮＝0.50m；b.對于雙層濾池和其他非微膨脹V型濾池，設(shè)計(jì)濾料面至排水堰頂?shù)母叨萮＝0.35m+濾料膨脹高度，但濾料的最小膨脹高度按0.15m計(jì)。

　　②V型槽掃洗孔高度(h1)——指設(shè)計(jì)濾料面至V型槽掃洗孔中心的高差，一般應(yīng)接近排水堰頂?shù)母叨?，其偏差?yīng)＜0.05m。

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收稿日期：2000-09-19