杨佑宁 杀青:双鸭山净水厂v型滤池设计

双鸭山净水厂v型滤池设计 
　

 
 
摘要： 滤池有多种型式，以石英砂作为滤料的普通快滤池使用历史悠久。在此基础上，人们从不同的工艺角度发展了其它型式的快滤池。V型滤池就是在此基础上由法国德利满公司在70年代发展起来的。V型滤池采用了较粗、较厚的均匀颗粒的石英砂滤层；采用了不使滤层膨胀的气、水同时反冲洗兼有待滤水的表面扫洗；采用了气垫分布空气和专用的长柄滤头进行气、水分配等工艺。它具有出水水质好、滤速高、运行周期长、反冲洗效果好、节能和便于自动化管理等特点。因此70年代已在欧洲大陆广泛使用 。 80年代后期，我国南京、西安、重庆等地开始引进使用。90年代以来，我国新建的大、中型净水厂差不多都采用了V型滤池这种滤水工艺 。

关键词： 净水厂 v型滤池 设计
 
 

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　　滤池有多种型式，以石英砂作为滤料的普通快滤池使用历史悠久。在此基础上，人们从不同的工艺角度发展了其它型式的快滤池。V型滤池就是在此基础上由法国德利满公司在70年代发展起来的。V型滤池采用了较粗、较厚的均匀颗粒的石英砂滤层；采用了不使滤层膨胀的气、水同时反冲洗兼有待滤水的表面扫洗；采用了气垫分布空气和专用的长柄滤头进行气、水分配等工艺。它具有出水水质好、滤速高、运行周期长、反冲洗效果好、节能和便于自动化管理等特点。因此70年代已在欧洲大陆广泛使用 。  80年代后期，我国南京、西安、重庆等地开始引进使用。90年代以来，我国新建的大、中型净水厂差不多都采用了V型滤池这种滤水工艺  。

　　双鸭上净水厂的生产能力为80000m3/d,采用对置放置共六组，廊道在中间，在设计之前法国方面虽然给了工艺导图。但是许多方面值得推敲。在这里，根据本工程的实际情况，以及与建成的水厂作比较。谈谈在设计该水厂，尤其是滤池部分的一些心得。

　　首先是对反冲洗废水排水管的设计。按照法国方面的建议，开始时候的排水管采用每一组单独出户，但这样一来，造成了三个方面的不便。首先是净水间要留出六个预留孔洞，结构上出力不便。其次是排水管在净水间内埋深比较浅，与其他的管线相碰的机会较多。其他的管线要绕过排水管线，这样管线的水利条件大大的降低。施工安装时处理也比较麻烦。第三个不便利是因为如果这样布置，在净水间外的外网的长度会增加，整体埋深会增加一米多。所以设计者将反冲洗废水排水管线作了改动，

　　附图（一）

　　改动的主要内容是将反冲洗废水集水池用DN1000低碳钢管相连接，然后接入流程上方的总管，这样就有一个总出水口，与其他管线只有一次交叉，外网的长度也相应的减小了。改动之后，节省工程费用10 万余元。并且方便了施工安装。

　　法国方面所提供的图纸上虽然表明了主要尺寸，但是设计者也应该严格的按照设计规范要求复核工艺导图。下面我介绍一下主要的工艺尺寸的计算情况。                                                                  

　　　堰口的淹没深度及长度计算：

　　Q= 1.84bh1.5

　　堰口长度b取4m

　　计算的h=0.076m  本工程取0.09m .基本符合。

　　滤池反冲洗时排水槽顶的水深

　　根据

　　H1=[(q1+q3)B/042(2g)0.5]2/3

　　q1-------表面扫洗水强度[m3/(s.m2)]

　　q3-------表面扫洗水强度[m3/(s.m2)]

　　B --------单边滤床宽度（m）

　　其中q1取2，q3取4，计算h1=0.081m 本工程取0.1m 基本符合。

　　滤池溢流堰的计算

　　溢流堰计算按照不淹没式矩形堰来计算：

　　根据公式：Q=mb(2g)0.5H1.5

　　其中 b--------堰宽(m)

　　     H--------堰上水头(m)

　　     m--------流量系数

　　经计算b=2.8m,本工程为4.0m 考虑到安全系数等因素,基本符合.

　　在复核中还有很多计算的比如滤速、滤池的面积、高度和尺寸。还有进水系统、配水系统、进气系统、、反冲洗系统、排水系统、清水系统、都要进行认真仔细的核对。

　　滤池施工安装的好坏直接关系到滤池竣工投产后能否满足工艺设计要求而正常运行。V型滤池对施工安装的要求更是有严格的规定：滤板的水平误差不得大于±2毫米；各滤池间的水平误差不得大于±5毫米；梁中心和锚固筋之间距离误差为±2毫米；板尺寸制作误差为±2毫米；它要求中央排水渠堰顶的水平度误差不能大于±2毫米；滤池所有内边尺寸都要求严格控制。因此，要保证滤池的施工安装质量要求，除对全池土建施工的严格管理控制外，最关键还得严格控制滤板滤梁的制作及安装，只有滤板、滤梁平整了，滤头实质上也就平整了。而滤板和滤梁我们往往都制成预制件。在预制场，我们用钢模具、钢筋和砼精心制作滤板、滤梁，保证单件滤板、滤梁的水平度和滤板厚度，并对其进行养护，把好质量第一关。要使整池滤板面水平度高，关键在滤梁的安装上。我们将安装滤梁用的预埋铁件准确平整地预埋在池底上，然后在这块预埋铁件上焊一条DN100钢短管，又在预制好的滤梁下方的预埋铁件上焊一条DN80钢管，将DN80钢管套入DN100钢管中，用水准仪校水平，水平调准后，再将管焊牢成一整体。然后用DN200管作模，将水泥砂浆灌入模中，使在DN100、DN80管的外面形成一层保护膜防止钢管支承生锈，同时又加强了它的支承强度。在滤梁安装好的基础上，又用水准仪严格控制滤板的水平度安装。真正做到了全池滤板面水平误差不超过±5毫米。我们采用905接缝专用密封胶（按水泥:砂:905胶=1:1:0.5比例配制成905砂浆）对滤板之间及滤板与池壁之间的缝隙进行了密封。保证了不漏水不漏气的密封性能，从而也保证了气、水反冲洗的成功。

　　在设计中感觉到根据流体的流动特性，为了保证反冲洗时滤池平面气、水分配的均匀，滤池平面尺寸的长宽比稍大一些为好。一般为：长:宽=4：1～3.5:1（宽度不包括中央气水分配槽，中央气水分配槽宽度一般为0.7～0.9米）。一般情况下，池的长度最好不要小于11米。滤池中央气水分配槽将滤池宽度分成两半，每半的宽度都不宜超4米。         

　　为了确保反冲洗时滤板下面任何一点的压力均等，并使滤板下压入的空气可以尽快形成一个气垫层，滤板与池底之间应有一个高度适当的空间。我们把滤板下面清水库的高度一般设计为0.85～0.95米。这个高度足以使空气通过滤头的孔和缝得到充分的混合并均匀分布在整个滤池面积之上，从而保证了滤池的正常滤水工作和滤池的再生效果。待滤水通过进水总渠，经两个气动橡皮阀和一个手动闸板阀后，再通过溢流堰由两个侧孔进入V型槽后流入滤格。我们把中间的那个方孔（用W1表示）设计成用手动闸板阀来控制的进水孔，这个闸板阀一般情况下是常开的（只有在滤格维修时才关上），滤池反冲洗时，表面扫洗水由此方孔经溢流堰进入。我们把两边的进水方孔（分别用W21和W22表示，W1=W2），设计成两个大小尺寸相等，用枕形充气橡胶阀来控制待滤水进入的方孔，滤池反冲洗时，此两孔被枕形充气橡胶阀堵上。我们把这三个进水孔面积大小的比例设计为：W1:W21=W1:W22=1:3；进水孔流速控制在0.40～0.5m/s；用这两条原则来相互修订并最后确定进水孔的大小。             

　　表面扫洗是通过由V型槽底部小孔喷出的射流来实现的。根据射流的性质，要使表面扫洗效果最佳，此射流最好为半淹没射流。因此，V型槽底部小孔中心标高的确定就显得非常关键。根据我们的经验，小孔中心标高比反冲洗水位低0.8～1.2cm为最佳。我们曾经参观过由法国德利满公司设计的肇东一间水厂，他们设计的小孔中心标高比反冲洗水位低了1.3cm。滤池反冲洗时，表面扫洗效果不及我们设计的滤池。

　　滤池其它方面的设计我们与有关资料介绍的基本一致，此处不多赘述。