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机械知识

气反水冲滤池的设计技术及其操作方法

发布时间:2016-09-02

设计参数的确定

  气水反冲滤池的过滤设计负荷主要与进水浊度、温度等因素有关。理论上讲,滤速一般为8~12m/h,冲洗周期24~48h。随着强化出水水质和挖潜要求的提高,过滤滤速和周期分别有降低和减少的趋势。根据多年设计和施工的体会,建议滤速采用7~10m/h,冲洗周期仍保持24~48h。

  气水反冲滤池的反冲洗过程一般采用气冲洗、气水同时冲洗加表洗、水冲洗等。在选择设计参数时,一般气冲强度为(50±5)m3/(s?m2)、水冲洗强度13~15m3/(s?m2)、表洗强度为7~7.5m3/(s?m2);冲洗历时分别为1~3min、2~4min、1~3min。当遇特殊情况时,冲洗强度可适当增减。

  2滤池的进水、出水

  由于气水反冲滤池一般为恒水位均匀过滤,因此滤池的进、出水处均应设置堰板,但堰板形式最好采用可调式。滤池的进水渠需设置溢流井,同时排气阀出水管的标高要高于溢流水位。出水井堰板后应考虑足够的空间,便于堰后出水的消力。出水井亦应贴白瓷砖,其上应设照明设施,并加设玻璃罩。

  滤池的内外装修应由设计确定,但选择滤池内表面的装修材料时,需考虑反冲时水垢颜色的影响。

  3滤池进水、排水闸门

  滤池进水、排水闸门一般采用气动或电动提板闸,其密封要求为迎水面漏失小于0.021L/(s?m2)。一般,提板闸的密封条和金属框架直接相连,而密封条又与池壁相连,密封条的厚度只有10mm。由于土建施工不可能像设备加工那样精确,容易造成误差,产生过度漏水或提板闸垂直度不够而影响传动系统的寿命。因此在设计和施工时,安装提板闸部位的土建应留有30mm厚的找平带,便于设备安装。目前设计和施工的工程也有采用快开阀的,可降低土建要求。

  滤池进水、排水闸门洞的预留位置也非常重要,土建施工中容易造成预留洞堆模、跑模、下沉,给闸板的安装造成不便。在施工中,闸门洞口采用钢板模与主筋焊在一起(不拆除),这样不会造成过多的偏差。

  4排水渠下进气管

  滤池过滤出水渠和反冲洗进水、进气渠一般布置在排水渠下面,在出水渠和反冲洗进水、进气渠两侧,与滤板底标高相平的位置。根据过滤面积的不同,均匀布有梭形Φ32mm或Φ50mm进气管,管材一般为ABS,其要求为整池所有进气管的标高误差不得超过±5mm。由于该管的埋设与池壁混凝土浇注在一起,在混凝土震捣过程中,极容易发生下沉、偏移,会造成气反冲洗进气不均匀,影响气垫层稳定,严重时还会造成冲洗时局部雍砂。为防止这种现象的发生,在施工中应考虑用钢筋将进气管箍住,并与结构主筋焊接,这样可保证误差能满足要求;也可以采用同号或大一号镀锌钢管并注意内防腐后,直接与主筋焊接。

  进水渠底部设有进水孔,尺寸大小和分布应均匀。一般管廊侧常设有预留检修孔,便于安装和检修,但应注意安装和检修完成后需将此孔填成与其他进水孔一样的尺寸,否则会造成反冲洗不均匀。

  5滤梁

  滤梁用来支撑滤板,有现浇滤梁和预制滤梁两种形式。滤梁形式的选择与设计思想、施工经验、闭气试验要求等因素有关。从安全角度出发,笔者建议采用现浇滤梁。

  现浇滤梁最好与滤池底板连接,在1m长度方向上不少于两根Φ16mm预埋钢筋;滤梁本身宽一般为120mm,高度为600~1000mm;滤梁在制作时要注意滤板紧固螺栓的预埋(一般在滤梁板制作完成之后),应按图纸规定的尺寸放置垂直,且有固定措施,不得在浇倒过程中歪斜、移位;滤梁下边有过水孔,呈八字形,均匀布置;滤梁上面应留有30mm高的后浇找平层,单根滤梁平整度不超过±2mm,整池滤梁平整度不超过±3mm;在找平层中,每块滤板中心位置应设一个不小于300mm×30mm的通气孔,可起到平衡气垫层压力的作用。

  滤板平整与否首先是滤梁是否平整,因此滤梁的制作和安装是滤板安装的第一道工序,是气水反冲滤池施工中的重要环节。

  滤梁制作完成之后应由监理、质检进行验收,复测每根滤梁的平整度,每根滤梁的测量点数不少于梁上滤板数,并作好记录。

  6滤板的制作和安装

  滤板安装之前必须对池底进行严格的清扫、清洗,确保不得有污物。

  滤板的制作和安装是滤池过滤和气水反冲成败的关键,其主要要求是滤板整体平面的平整度。平整度不仅体现在每块滤板上,而且包括每个滤池及整个滤站所有的池子,即每块滤板的平整度不超过±2mm,单个池子滤板的平整度不超过±4mm,整个滤站(所有池)的平整度不超过±5mm。其中一个滤池两个格的平整度不超过±4mm尤为重要。这主要是因为一个滤池中,一般两个格要同时冲洗,气垫层同时形成,其平整度决定了反冲洗的均匀程度。

  滤板的制作要求很高,最好由专业厂家生产。由于每块滤板的平整度误差不得超过±2mm,这要求制作滤板模具和滤板制作的误差不得超过±1mm。生产滤板主要采用水平滤板模具和立式滤板模具,滤板的材料应符合有关卫生标准,主要材料有钢筋混凝土、玻璃钢、ABS等。从国内近几年的生产和使用情况来看,立式滤板模具工艺生产的钢筋混凝土滤板平整度好,质量相对更稳定可靠,价格低,使用周期长。每块滤板的四周均有25mm×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。滤板的尺寸和定位尺寸应严格按照设计要求进行,滤板定位后,每块滤板需进行平整度测量,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。

  滤板定位、平整度调整完成后,再进行滤板的固定。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8mm的S304不锈钢钢板;当为周边固定时,压板采用100mm×50mm、厚8mm的S304不锈钢角钢。对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;螺检采用Φ14S304不锈钢螺栓,在1m长度方向上不少于两个。

  滤板之间及滤板与池壁之间的密封采用胶泥,不得有漏气漏水。为避免胶泥遗落池底,在封胶泥前应垫垫片保护池底,垫片材料可采用ABS、聚乙烯等。胶泥的密封应分两次进行,第一次先封厚度60mm,24h后再封第二次,厚度40mm,养护3d以上再安装滤头。

  滤板上的滤头一般为49~64个/m2,综合考虑冲洗均匀性及土建尺寸等因素,建议采用56个/m2。滤头应采用标准长柄滤头,其上配有气孔、水孔,每个滤头开孔面积不小于2.5cm2。滤头安装时要注意标高一致、均匀,密封紧密,不得损坏。

  完成之后进行闭气或均匀性试验,由于闭气试验过程复杂,土建安全性差,建议采用均匀性试验。?

  均匀性试验完成之后可装填砾石(承托层)和石英砂(滤料)。砾石(承托层)的厚度一般为100mm,粒径为3~5mm;石英砂(滤料)的厚度一般为1000~1400mm,均质滤料粒径为0.9~0.95mm±0.03mm,不均匀系数1.3~1.4,其他可参照有关规范标准。?

  7拉毛与喷浆

  滤池内滤板以上排水渠堰口以下需要拉毛或喷浆,其目的是为了改善池反冲洗的周边条件,反冲均匀,减少短路、跑砂。

  拉毛土建施工相对困难,需人工操作,施工质量随机性较大;喷浆施工可由人工操作机械设备进行,施工效率高,质量容易保证。喷浆厚度一般为6~8mm,表面粗糙度好,相对均匀,更适用于气水反冲滤池要求。

  8阀门动力管线

  滤站中工艺部分的动力线主要为设备和阀门服务,一般设备动力线都预埋在地下或走在桥架中,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在设计时应考虑好预埋管或管槽,尽量走暗线;当采用气动阀门时,阀门动力需由管道输送,管廊中可沿桥架标高的墙壁走,滤池上最好走管槽和预埋管,管道的管材最好采用紫铜管,卡箍连接或焊接。

  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,但以设置为好。

  9鼓风机和水泵

  在气水反冲滤池的设计中,鼓风机和水泵台数的选择一般为两台(一用一备);近几年多选择为三台(两用一备),这有助于气垫层形成过程稳定和减少初期反冲洗时对滤料层的冲击。

  由于鼓风机的压力一般为39~49kPa,无论采用罗茨风机还是离心风机,都不强调空车启动,但这与所选择的产品有关。鼓风机内一般有止回阀,但有时效果不理想,应考虑加设电动或气动阀连动,也可加设可靠的微阻止回阀。同时,特别要注意管廊中空气管的高度,避免反冲洗时倒水。另外,鼓风机必需设置减震垫、隔音罩、进出气过滤器等设施。

  反冲洗泵房设计时一定要设置吸水井,容积应大于单台水泵额定5min的流量,并设置通气管。同时,清水池进水端应设置进水堰(停留时间>30s),既可保证滤池反冲洗有足够的水量,又可使氯与滤后水有充分的接触消毒时间,这在水厂试运行和误操作、故障时尤为重要;反冲洗泵的工作压力一般为88~108kPa,由于止回阀的最小工作额定压力为1.0Mpa,设计时需特别注明,否则可能由于止回阀密封不严引起水泵的倒转。同时,水泵最好采用自灌式吸水和闭阀启动,一步化操作,并注意排气设施;滤池的反冲洗水管最好采用两根,并分设闸门.

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