無閥濾池工作原理

1、無閥濾池工作原理原水經(jīng)進(jìn)水分配槽后，由進(jìn)水管進(jìn)入虹吸管上升管，再經(jīng)頂蓋下面的擋板均勻分布在濾料層上， 濾后水經(jīng)連通渠上升到?jīng)_洗水箱，經(jīng)溢流堰流入清水池。隨著過濾時間的增加，濾料層水頭損失逐漸增加，虹吸上升管水位相應(yīng)升高，當(dāng)水位上升到虹吸輔助管管口時，水從輔助管流下， 管中形成的真空帶動下降管中的水流一起流入，而使管中的真空急劇增加，形成反沖洗，當(dāng)水箱水位下降到虹吸破壞斗時，沖洗結(jié)束，過濾重新開始。工藝特點(diǎn)無閥門， 可實現(xiàn)自動過濾自動反沖洗，操作管理方便； 但池體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，濾料處于封閉結(jié)構(gòu)中，裝、卸困難；池體較高。特制無閥濾池特制無閥濾池是我公司利用自來水行業(yè)的無閥濾池改造而成的高效過濾設(shè)備，它

2、采用虹吸原理進(jìn)水和排走洗砂水，并利用小阻力配水系統(tǒng)和池體本身的水箱來進(jìn)行反沖洗，且可輔以氣、水強(qiáng)制反沖洗。多層濾料級配科學(xué)合理，截污能力強(qiáng)，出水濁度低。原水由進(jìn)水管送入池內(nèi)，經(jīng)過濾層自上而下地過濾，清水即從連通管注入沖洗水箱內(nèi)貯存，水箱充滿后，通過出水管入清水池。濾層不斷截留懸浮物，造成濾層阻力的逐漸增加，因而促使虹吸管內(nèi)的水位不斷的升高，當(dāng)水位達(dá)到虹吸輔助管管口時，便發(fā)生虹吸作用。這時，沖洗水箱中的水自下而上地通過濾層，對濾料進(jìn)行反沖洗。當(dāng)沖洗水箱水面降至虹吸破壞管時，空氣進(jìn)入虹吸管，破壞虹吸作用。濾池反沖洗結(jié)束，進(jìn)入下一個周期。突出優(yōu)點(diǎn)投資省、運(yùn)行費(fèi)用低；管理簡單；易于自動化控制；無大型閥

3、門及相應(yīng)電動、水力控制設(shè)備；氣、水反沖洗效果好，濾料使用壽命長；可人工設(shè)定反沖洗強(qiáng)度；濾料層濾速快，過濾周期長；用 于污水處理時應(yīng)調(diào)整濾料級配。1. 高位進(jìn)水槽； 2. 進(jìn)水管； 3. 虹吸上升管； 4. 頂蓋； 5. 布水檔板； 6. 濾料； 7. 承托層； 8. 格柵； 9.集水區(qū)；10. 連通管（渠）； 11. 沖洗水箱； 12. 出水管； 13. 虹吸輔助管； 14. 抽氣管； 15. 虹吸下降管； 16. 排水井； 17. 虹吸破壞斗； 18. 虹吸破壞管； 19. 反沖洗強(qiáng)度調(diào)節(jié)器無閥濾池結(jié)構(gòu)示意圖虹吸濾池工作原理待濾水通過進(jìn)水槽進(jìn)入環(huán)形配水槽，經(jīng)進(jìn)水虹吸管流入單格濾池進(jìn)水水封槽，

4、從進(jìn)水堰流進(jìn)布水管進(jìn)入濾池。隨著過濾水頭損失逐漸增大，濾池水位上升至最高設(shè)計水位時，停止過濾，進(jìn)行反沖洗。反沖洗時， 先破壞進(jìn)水虹吸管的真空停止進(jìn)水，利用真空罐抽出沖洗虹吸管的空氣形成虹吸；當(dāng)濾池水位低于集水槽水位時，反沖洗開始； 濾料沖洗干凈后， 破壞沖洗虹吸管的真空，沖洗停止，再恢復(fù)進(jìn)水虹吸管的真空，過濾重新開始。工藝特點(diǎn)無需大型閥門及相應(yīng)的開閉控制設(shè)備，無需沖洗水箱或沖洗水泵，易于自動化操作；土建結(jié)構(gòu)復(fù)雜，池深大，單池面積不能過大，反沖洗效果不易控制。應(yīng)用范圍適用于中型水廠。虹吸濾池是快濾池的一種形式，它的特點(diǎn)是利用虹吸原理進(jìn)水和排走洗砂水，因此節(jié)省了兩個閘門。此外，它利用小阻力配水系統(tǒng)

5、和池子本身的水位來進(jìn)行反沖洗，不需另設(shè)沖洗水箱或水泵，加之較易利用水力，自動控制池子的運(yùn)行，所以已較多地得到應(yīng)用。(1)虹吸濾池是由68 個單元濾池組成一個整體。濾池的形狀主要是矩形，水量少時也可建成圓形。濾池的中心部分相當(dāng)于普通快濾池的管廊，濾池的進(jìn)水和沖詵水的排除由虹吸管完成。管廊上部設(shè)有真空控制系統(tǒng)14。經(jīng)過澄清的水由進(jìn)水槽1 梳入濾池上部的配水槽2。經(jīng)虹吸管3 流入單元濾池的進(jìn)水槽4，再經(jīng)過進(jìn)水堰5(調(diào)節(jié)單元濾池的進(jìn)水量)和布水管 6 流入濾池。水經(jīng)過濾層7 和配水系統(tǒng)8 而流入清水槽9，再經(jīng)出水管10 流入出水井11，通過控制堰流出濾池。濾池在過濾過程中濾層的含污量不斷增加，水頭損失

6、不斷增長，要保持出水堰12 上的水位，即維持一定的濾速，則濾池內(nèi)的水位應(yīng)該不斷地上升，才能克服濾層增長的水頭損失。當(dāng)濾池內(nèi)水位上升到預(yù)定的高度時，水頭損失達(dá)到了最大允許值，(一般采用1.52.0 米 )濾層就需要進(jìn)行沖洗。虹吸濾池在過濾時，由于濾后水位永遠(yuǎn)高于濾層，保持正水頭過濾，所以不會發(fā)生負(fù)水頭現(xiàn)象。每個單元濾池內(nèi)的水位，由于通過濾層的水頭損失不同而不同。濾池的配水系統(tǒng)必須采用小阻力配水系統(tǒng)。因此可以利用濾池本身的濾過水的水位(清水槽內(nèi)水位)即可沖洗。濾池沖洗時的情況：首先破壞進(jìn)水虹吸管3 的真空，則配水槽2 的水不再進(jìn)入濾池，濾池繼續(xù)過濾。起初濾池內(nèi)水位下降較快，但很快就無顯著下降，此時

7、就可以開始沖洗。利用真空系統(tǒng)14 抽出沖洗虹吸管15 中的空氣，使它形成虹吸，并把濾池內(nèi)的存水通過沖洗虹吸管 15 抽到池中心的下部，再由沖洗排水管16 排走。此時濾池內(nèi)水位降低，當(dāng)清水槽的水位與池內(nèi)水位形成一定的水位差時，沖洗工作就正式開始了。沖洗水的流程與普通快濾池相似。當(dāng)濾料沖洗干凈后，破壞沖洗虹吸管15 的真空，沖洗立即停止，然后，再啟動虹吸管3，濾池又可以進(jìn)行過濾。沖洗水頭一般采用1.1 1.3 米。是由清水槽9 的水位與沖洗排水槽頂?shù)母卟顏砜刂频?。濾池平均沖洗強(qiáng)度一般采用1015 升/秒 米 2，沖洗歷時56 分鐘。 一個單元濾池在沖洗時，其他濾池會自動調(diào)整增加濾速使總處理水量不變

8、。由于濾池的沖洗水是直接由清水槽9 供給，因此一個單元濾池沖洗時，其它單元濾池的總出水量必須滿足沖洗水量的要求。供給單元濾池沖洗強(qiáng)度的大小與采用的單元個數(shù)有關(guān)，它們的關(guān)系可表示如下：(3.38) 式中q沖洗強(qiáng)度 (升/秒 米 2) ；n 單元濾池個數(shù)；q 單元濾池的過濾水量(升秒 )；f 單元濾池的面積(米 2)。上式也可以用濾速表示：(3.39) 式中v 過濾速度 (米時 )。當(dāng)沖洗強(qiáng)度為10 15 升 /秒 米 2，濾速為8 米/時。利用上式可以算出濾池至少需要5 7 個單元。如采用的濾速再高一些，則需要的單元濾池數(shù)目可以少一些。圓形或多邊形平面的虹吸濾池施工復(fù)雜。其單元池的平面為扇面形或

9、梯形。沖洗時沿池壁處因離排水槽較遠(yuǎn)，所以沖洗不干凈，會有積泥?，F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)圖都采用矩形平面。處理水量為160 米 3/時 2400 米 3/時的虹吸濾池都有國家標(biāo)準(zhǔn)圖可以選用。2. 虹吸濾池的設(shè)計虹吸濾池在設(shè)計中有些問題考慮的原則與普通快濾池相同，不再重述，這里把設(shè)計中特殊的問題進(jìn)行討論。(1)濾池深度虹吸濾池的深度因包括了沖洗水頭，故比普通快濾池要深，目前我國設(shè)計的虹吸濾池深4.5 5 米。其組成尺寸如下：濾池的總深度h1+h2+h3+h4+h5+h6+h7+h8 (3.40) 式中h1 濾池底部集水空間的高度，一般采用0.3 米；h2 小阻力配水系統(tǒng)的高度；h3 濾料層的厚度，按設(shè)計需要決定；h

10、4 沖洗時濾料層的膨脹高度，h4 h3 e；h5 沖洗排水槽總高度，h5 沖洗排水槽凈高+槽底結(jié)構(gòu)厚度(約 0.1 米)；h6 出水控制堰與沖洗排水槽槽頂?shù)母叨炔睿礇_洗水頭(1.0 1.3 米)；h7 最大過濾水頭采用1.5 2.0 米；h8 濾池保護(hù)高度，采用0.1 0.3 米。(2) 配水系統(tǒng)虹吸濾池的沖洗水頭，僅1.1 1.3 米左右，它的配水系統(tǒng)只能采用小阻力配水系統(tǒng)。小阻力配水系統(tǒng)采用較多的有雙層孔板，孔板網(wǎng)、三角槽孔板、穿孔濾磚和縫隙式濾頭等。小面積濾池宜采用濾頭，大面積濾池宜采用雙層孔板。縫隙式濾頭小阻力配水系統(tǒng)在虹吸濾池、無閥濾池、壓力濾池及離子交換器中普遍使用，通過生產(chǎn)實踐

11、，證明它能保證運(yùn)轉(zhuǎn)，并可省去礫石墊層，降低濾池深度；缺點(diǎn)是安裝較復(fù)雜、造價較高，每平方米約裝4060 個。每個濾頭的縫隙面積在100 350 毫米 2，總縫隙面積約占濾池面積的0.5 2。濾頭與濾板的連接方式有兩種：當(dāng)濾板用鋼板或鑄鐵板時，濾頭可以不用底座而直接擰在鋼板上孔的絲扣中，當(dāng)濾水板采用鋼筋混凝土板時，可采用底座上予埋短管而后接濾頭的方式。(3) 真空虹吸系統(tǒng)真空虹吸系統(tǒng)是虹吸濾池的重要組成部分，系由真空泵、真空罐、管路(包括控制閥門 )和進(jìn)水、沖洗虹吸管等組成。真空系統(tǒng)中可以不用真空泵而用水射器來代替。可以設(shè)制真空罐集中控制，也可不設(shè)真空罐，直接用水射器或真空泵抽氣來形成虹吸。進(jìn)水虹

12、吸管與沖洗虹吸管的尺寸按所通過的流量選定，其斷面可為圓形或矩形。材料可采用鋼板焊制，也可采用鑄鐵管材。真空泵按預(yù)定時間內(nèi)完成虹吸管需要的真空抽氣量，并考慮適當(dāng)?shù)挠嗔縼磉x定，形成沖洗虹吸的時間以25 分鐘左右為宜。在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計中虹吸系統(tǒng)也可采用水力自動控制(也可手動操作 )代替真空系統(tǒng)，不必另設(shè)真空泵。3 虹吸濾池的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件虹吸濾池在工藝構(gòu)造方面有許多優(yōu)點(diǎn)，同時也存在一定問題，它與普通快濾池相比有以下的優(yōu)缺點(diǎn)。(1) 優(yōu)點(diǎn)不需要大型的閘閥及相應(yīng)的電動或水力等控制設(shè)備，可以利用濾池本身的出水量、水頭進(jìn)行沖洗，不需要設(shè)置洗水塔或水泵；可以在一定范圍內(nèi)，根據(jù)來水量的變化自動均衡地調(diào)節(jié)各單元濾池的濾速，不需要濾速控制裝置；濾過水位永遠(yuǎn)高于濾層，可保持正水頭過濾，不至于發(fā)生負(fù)水頭現(xiàn)象；設(shè)備簡單，管廊面積小，控制閘閥和管路可集中在濾池中央的真空罐周圍，操作管理方便，易于自動化控制，減少生產(chǎn)管理人員，降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用；在投資上與同樣生產(chǎn)能力的普通快濾池相比能降低造價2030，且節(jié)約金屬材料3040。(2) 缺點(diǎn)與普通快濾池相比，池深較大 (5 6 米 )；采用小阻力配水系統(tǒng)單元濾池的面積不宜過大，因沖洗水頭受池深的限制，最大在 1.3米左右，沒有富余的水頭