重力式無閥濾池的技術(shù)改造環(huán)境保護(hù)論文

1、重力式無閥濾池的技術(shù)改造環(huán)境保護(hù)論文重力式無閥濾池的技術(shù)改造環(huán)境保護(hù)論文論文作者：江立文 方永忠 胡鋒平 程繼曾 廖春年網(wǎng)摘要：通過改變國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖 S77(七)中重力式無閥濾池的 U 型進(jìn)水系統(tǒng)和改用單層均質(zhì)石英砂濾料層，使單池的產(chǎn)水量按設(shè)計(jì)要求由 240m3/h 提高到320m3/h。經(jīng)過將近三年的運(yùn)行表明：改造后的重力式無閥濾池?zé)o夾氣運(yùn)行現(xiàn)象，出水濁度在 3NTU 以下。網(wǎng)關(guān)鍵詞：重力式 無閥濾池 技術(shù)改造 網(wǎng)網(wǎng)0概況重力式無閥濾池具有無大型閥門、正水頭過濾、沖洗自動(dòng)化、造價(jià)低及操作管理方便等優(yōu)點(diǎn)，因而在鐵路或縣鎮(zhèn)中小型水廠中得到了廣泛的應(yīng)用。但重力式無閥濾池存在以下問題：進(jìn)水系統(tǒng)復(fù)雜、施

2、工要求高；進(jìn)水過程易夾氣，影響正常的過濾和反沖洗；采用單層石英砂濾料，濾池產(chǎn)水量低，不能滿足供水量日益增大的要求。上饒鐵路東門給水所的給水改擴(kuò)建工程是將原 12 000m3/d 的供水規(guī)模擴(kuò)建成 20000m3/d，其中增加 320m3/h 的重力式無閥濾池 1 座。作者對(duì)國(guó)家onclick=g(標(biāo)準(zhǔn)圖);標(biāo)準(zhǔn)圖中 240m3/h 的重力式無閥濾池進(jìn)行了技術(shù)改造，改造后的重力式無閥濾池產(chǎn)水量提高到 320m3/h，較成功地解決了以上幾個(gè)方面的問題。1改造后的構(gòu)造和工作原理改造后的無閥濾池構(gòu)造見圖 1。過濾時(shí)的工作情況：渾水經(jīng)進(jìn)水總管 1 流入進(jìn)水分配箱 22，由進(jìn)水分配堰 2 進(jìn)入豎井進(jìn)水渠

3、3，經(jīng)消能板 4 消能后，均勻地分布在濾料層 5 上，通過承托層 6、小阻力配水系統(tǒng) 7 進(jìn)入底部配水空間8。濾后水從底部配水空間經(jīng)連通區(qū) 9 上升到?jīng)_洗水箱 10。當(dāng)水箱水位達(dá)到出水渠 11 的溢流堰頂后，溢入渠內(nèi)，最后流入清水池。反沖洗時(shí)的工作情況：濾池運(yùn)行中，濾層阻力逐漸增加，虹吸上升管 14 中的水位相應(yīng)逐漸升高。當(dāng)水位達(dá)到虹吸輔助管 12 管口時(shí)，水自該管中落下，并通過抽氣管 13 不斷將虹吸下降管 15 中的空氣帶走，使虹吸管中形成真空。當(dāng)虹吸上升管中的水越過虹吸管頂端與虹吸下降管中上升的水柱相匯時(shí)，兩股水流匯成一股，沖出虹吸下降管管口，把虹吸管中殘存的空氣全部帶走，形成連續(xù)的虹吸

4、流。這時(shí)，水箱中的水自下而上對(duì)濾料進(jìn)行反沖洗。圖 1改造后的重力式無閥濾池結(jié)構(gòu)1 進(jìn)水總管2 進(jìn)水分配堰3 豎井進(jìn)水渠4 消能板 5 濾料層6 承托層7 小阻力配水系統(tǒng)8 配水空間 9 連通區(qū)10 沖洗水箱11 出水渠12 虹吸輔助管13 抽氣管14 虹吸上升管15 虹吸下降管16 排水渠17 反沖洗調(diào)節(jié)器18 虹吸破壞斗19 虹吸破壞管20 傘形頂蓋21 水封斗22進(jìn)水分配箱在沖洗過程中，水箱內(nèi)水位逐漸下降。當(dāng)水位下降到虹吸破壞斗 18 時(shí)，虹吸破壞管 19 把小斗中的水吸完。管口與大氣相通，虹吸破壞，沖洗結(jié)束，過濾重新開始。2技術(shù)改造要點(diǎn)及其分析(1)改變渾水進(jìn)水方式，取消原無閥濾池的進(jìn)水

5、 U 型存水彎和進(jìn)水三通，增加豎井進(jìn)水渠 3 。豎井進(jìn)水渠在池子內(nèi)部連接濾池的進(jìn)水分配箱和傘形頂蓋。濾池進(jìn)水分配箱中的渾水直接 由豎井進(jìn)水渠進(jìn)入錐形罩體內(nèi)部。給水所中原有160m3/h 的重力式無閥濾池是按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 圖建造的，濾池在進(jìn)水過程中夾進(jìn)的氣體，一部分可上逸并通過排水虹吸管出口端排出池外 ，一部分將進(jìn)入濾池并在傘形頂蓋下積聚且受壓縮。在濾池過濾階段，受壓縮的氣體會(huì)時(shí)斷 時(shí)續(xù)地膨脹并將虹吸管中的水頂出池外，影響正常過濾；在濾池反沖洗階段，受壓縮的氣體 會(huì)使排水虹吸管虹吸破壞不徹底，造成濾池連續(xù)反沖洗。這兩種現(xiàn)象在原有的重力式無閥濾 池運(yùn)行中時(shí)有發(fā)生，影響給水所的正常生產(chǎn)。目前，解決這種現(xiàn)

6、象采取的措施是：在進(jìn)水管 上設(shè)置進(jìn)水 U 型存水彎或在適當(dāng)位置設(shè)置氣水分離器。前者(國(guó)家onclick=g(標(biāo)準(zhǔn)圖);標(biāo)準(zhǔn)圖中采用的)較方便但 解決措施不徹底，后者需增加設(shè)備。為了保證進(jìn)水系統(tǒng)不產(chǎn)生夾氣運(yùn)行現(xiàn)象，考慮以下幾方 面：防止濾池夾氣運(yùn)行。原進(jìn)水系統(tǒng)進(jìn)水管中的流速較大(規(guī)范中的設(shè)計(jì)流速為 0.50.7m/s)，空氣不易從水中分離；改造后的進(jìn)水系統(tǒng)豎井進(jìn)水渠中的流速較小(設(shè)計(jì)流速為 0.1m/s 左右)，水流的夾氣作用減弱。排除積聚在傘形頂蓋下面受壓縮的氣體。在過濾初期，虹吸管中氣體和進(jìn)水系統(tǒng)進(jìn)水過程中夾進(jìn)的氣體積聚在傘形頂蓋下面，由于豎井

7、進(jìn)水渠中水流速度較小，氣體受壓縮后易于從豎井進(jìn)水渠中分離。(2)改變進(jìn)水分配箱。據(jù)報(bào)道：onclick=g(標(biāo)準(zhǔn)圖);標(biāo)準(zhǔn)圖中的無閥濾池產(chǎn)生夾氣運(yùn)行的主要原 因是分配水箱中的配水堰與濾池進(jìn)水管口兩次水位跌差造成的，當(dāng)渾水進(jìn)入濾池的進(jìn)水管時(shí)，在管口又形成一個(gè)跌水漏斗形的水封，這種水封將空氣帶入進(jìn)水管內(nèi)并阻礙從管內(nèi)分離出來的空氣排出。改造后的無閥濾池進(jìn)水系統(tǒng)，由于豎井進(jìn)水渠中的水流速度較小，管口水封作用減弱，所以作者認(rèn)為進(jìn)水分配水箱設(shè)計(jì)時(shí)僅需滿足水力條件。(3)改用單層均質(zhì)石英砂濾料層，石英砂濾料層的粒徑為 0.81.0mm，厚度為 1100mm。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，濾料

8、層的設(shè)計(jì)膨脹率取 30%，反沖洗強(qiáng)度取 15L/(sm2)，設(shè)計(jì)濾速取 13m/h(為了保證安全，設(shè)計(jì)濾速偏低，通過實(shí)際運(yùn)行，作者認(rèn)為濾速還可以提高一些)。承托層的級(jí)配及其厚度同onclick=g(標(biāo)準(zhǔn)圖);標(biāo)準(zhǔn)圖。(4)在虹吸上升管管口安裝水封斗 21。其主要作用是：增加濾料層膨脹后與虹吸上升管管口之間的安全高度。防止濾池反沖洗過程中跑砂。便于濾池調(diào)試運(yùn)行，防止調(diào)試過程中濾料流失。3運(yùn)行情況上饒鐵路東門給水所水源取自信江。原水濁度在 10700NTU 之間，水力循環(huán)澄清池的出水濁度在 8NTU 以下，改造后的無閥濾池的出水濁度在 3NTU 以下。運(yùn)行過程中，改造后的無閥濾池與給水所原有的無閥濾池對(duì)比表明：改型后的濾池運(yùn)行穩(wěn)定，從未出現(xiàn)過夾氣運(yùn)行現(xiàn)象，工作周期比原有的無閥濾池相對(duì)延長(zhǎng)。4結(jié)束語本改造工程于 1995 年 6 月設(shè)計(jì)完畢，次年全部工程順利按設(shè)計(jì)要求竣工并投入運(yùn)行，1998 年 12 月通過南昌鐵路局驗(yàn)收。改造后的無閥濾池，單池產(chǎn)水量由 240m3/h 提高到 320m3/h，投資 15 萬元，比建造一座 320m3/h 的池子節(jié)省投資 5 萬余元。至今為止，該無閥濾池已穩(wěn)定運(yùn)行