變孔隙濾池簡介

2022-04-28 22:24:05 字數 3237 閱讀 4423

變孔隙濾池計算校核:

本工程設定3座變孔隙濾池,每座濾池額定處理能力q=250m3/h,最大處理能力qmax可達433m3/h。變孔隙濾池過濾區間尺寸為5.5m×3.75m,具體計算校核如下:

1)濾速校核

過濾面積為:

a=5.5×3.75=20.625m2

則額定濾速為:

v=q/a=250/20.625=12.12m/h;

最大濾速為:

vmax=qmax/a=433/20.625=21m/h;

經複核,濾速範圍在12.12~21之間,滿足設計要求。

2)反洗水幫浦選型校核

變孔隙重力式砂濾池的水反沖洗強度為15.8l/

q水=15.8×20.625×3.6=1173.15m3/h;

為簡化系統、節約投資,濾池反洗水幫浦採用免基礎固定型的自控自吸幫浦,根據廠家樣本資料,反洗水幫浦流量選用1220m3/h,兩台,一用一備。

3)羅茨風機選型校核

變孔隙重力式砂濾池的氣反沖洗強度為52.4m3/

q氣=52.4×20.625/60=18m3/min;濾池反洗風機取風量為18.5m3/min,兩台,一用一備。

變孔隙濾池的結構與執行

水的過濾對大多數水處理系統來說是乙個不可缺少的組成部分,目前國內採用的通常都是均孔隙過濾系統 (相對於變孔隙而言),這種濾池的過濾介質顆粒比較均勻,懸浮雜質主要截留在濾池表面,而很難深入到床層的內部。經多年的執行實踐表明,這種濾池效率高,出水水質好。下面對這種濾池的原理進行剖析,並介紹其結構特點。

1、過濾原理

變孔隙濾池是一種以「同向凝聚」理論設計的正流深床濾池,主要特點是採用了兩種粒度明顯不同的過濾介質,即粗砂(粒度為2~3mm)和細砂(粒度為0.5~1mm),粗砂與細砂的組成比為30:1。

投運前用空氣攪拌加水反洗,使細砂與粗砂混合,細砂在整個床層上的分布基本上均勻,而不是象通常的濾池鄢樣主要集中在表面。這樣形成的孔隙就不是均勻孔隙而是所謂的變孔隙」,而且這些孔隙延伸至整個床層的縱深區域。這就好象在過濾床層上形成了無數個微型過濾 「漏斗」,每組粗砂與粗砂之間較大的縫隙就是漏斗的上埠,粗砂之間夾雜的細砂形成的縫隙較小,便形成漏斗的錐底,水中的懸浮物被這些漏斗截留。

由於粗砂之間形成的孔隙佔大多數,帶有雜質的水經這些孔隙的引導流向床層的縱深,於是過濾不僅僅發生在表面附近,而是在整個床層上進行。這就是所謂的變孔隙深床層砂濾池,簡稱變孔隙濾池。

2、結構特點

濾池主要由濾料和承托層、進氣裝置、配水裝置、進出水堰室和閥門等組成。結構圖見下圖。

孔隙濾池結構示意圖

2.1 承托層

承托層一般自下向上裝填粒徑逐級變小的卵石,**填高度一般不小於400mm,常見的卵石粒徑級配分布見表1集水管設在承托層中,承托層和配水系統的設定對配水的均勻性均有較大影響。

表1 承托層卵石粒徑級配分布表

2.2 過濾床層

變孔隙濾池與一般濾池相比最大的區別在於濾料。由於是深床層過濾,其過濾床層較一般濾池要厚,達1500mm,由粗砂和細砂混合組成。值得指出的是這裡的粗砂和細砂是指天然海砂,而不宜採用人工破碎的石英砂。

這是由於對濾料有一定的圓度要求。天然海砂由於常年累月水的衝擊,幾何形狀呈流線型,可以形成比較規則的過濾「微孔」,也有利於減少過濾阻力。人工石英砂由於其不規則性,水濾過時有較多的「紊流」現象。

這對於深床層過濾時,不易保證出水水質。石英砂濾料性質引數見表2。

表2 石英砂濾料性質參數列

2.3 配水、配氣裝置

濾池墊層的底部,是由許多橫向支管組成的整合系統,支管朝下開有許多小孔,清水由這些支管手機經排水母管流出。這個集水系統同時也用作濾池反洗時的配水系統。為保證配水的均勻性,支管間距一般≤150mm,配水孔間距一般≤100mm,支管布置的數量及管上的開孔數量,需進行嚴格的設計核算,根據設計及工程經驗,一般開孔面積佔過濾面積的0.

58%左右。支管的安裝須保證水平,以確保配水的均勻性。

承托層的上面支承著反洗配氣系統,配氣系統也是由許多橫向支管組成,上面裝有大量的水帽,在整個池體平面上呈均勻分布。每個配氣水帽的下面都必須裝有節墊流圈,否則將造成配氣不勻。支管和水帽的安裝必須保證水平,安裝後在填裝濾料前要進行曝氣試驗,以確保曝氣的均勻性,同時為了保證曝氣的均勻性,一般選用小型水帽,水帽的布置數量約60只/m2,水帽孔隙寬度<0.

5mm,縫隙面積約100mm2/只,水帽的材質多選用abs,也可選用不鏽鋼材質。

變孔隙濾池反洗時先經過大流量水沖洗,接著進行氣水聯合洗。大流量沖洗時,不同級配的濾料會被水力部分篩分,所以氣水聯合洗,既有擦洗濾料以剝落粘附在上面的懸浮物的作用,又有使粗細濾料重新混合均勻的作用。為避免擾動承托層,濾池布氣管布置在承托層之上。

注:本工程濾池的布氣和集水管道採用使用壽命更長的不鏽鋼t型繞絲管。

2.4 進出水堰室

每台變孔隙濾池的一端設定有進出水堰室,過濾進水與反洗排水均通過堰室,設定堰室的目的是均勻分配水量,同時某濾池反洗時,進水堰室的設定有效緩衝了執行濾池的濾速變化。反洗排水堰室的設定使反洗水耗低於設定排水槽的濾池形式。

2.5 濾池的閥門

每台濾池設定電動閥門5只,分別為進水門、反洗排水門、反洗進水門(調節型)、反洗進氣門、過濾出水門(調節型)。為保障濾池恆壓過濾,過濾出水門採用自動調節閥,隨著過濾時間的增長,濾層阻力變大,該閥門慢慢加大開啟度,保持濾層上的執行水位穩定。同時,反洗進水門採用自動調節閥,為實現大、小流量的反洗。

3 濾池的安裝和執行

3.1 安裝

配水、配氣裝置安裝結束後,裝填承托層。填放卵石時必須避免卵石和管道直接碰撞,以免把管道砸傷、砸裂,卵石填放的高度不能超過氣管的高度。承托層裝填完畢,應進水進行布氣試驗,以檢驗布氣均勻性。

濾料裝填時,先裝填主濾料,並進行充分反沖洗,記錄主濾料濾層高度。然後裝填輔助濾料。通過氣水聯合沖洗的方式使兩種濾料混合均勻,停止沖洗後,濾層高度和主濾料高度相同,證明輔助濾料已經均勻填入主濾料中。

3.2 執行

變孔隙濾池為恆水位(恆壓)過濾,濾池出水調節閥門與濾池液位進行連鎖以保證恆水位。

每台濾池執行至設定週期或濾池水位達到預先設定的反洗水位時,自動進行反洗操作,以防止濾池內雜質停留時間過長而發生濾層板結現象。

反洗程式如下:

(1)排水:關閉濾池進水門,開濾池出水門,等液位下降到設定值時,關濾池出水門。

(2)大流量反洗:啟動反洗水幫浦,開啟反洗排水門、反洗進水門,反洗母管調節門到大流量,反洗2~5分鐘。反洗強度為15.8l/

(3)氣水合洗:調節反洗母管調節門到小流量,開反洗進氣門,啟動反洗風機,反洗約2分鐘。氣水合洗時空氣反洗強度52.4m3/水反洗強度12 l/

(4)小流量反洗:停風機,關反洗進氣門,小流量反洗2~5分鐘。反洗強度為12l/

表3 過濾器反洗自動閥門狀態表

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