浅谈V型滤池设计

浅谈V型滤池设计

作者：邢颖王永付

来源：《中国工业年鉴》2014年第05期

【摘要】本文旨在根据V型滤池对工艺设计、施工精度要求相对甚严的特点，结合以往项目中V型滤池的设计、施工、运行情况，对相关标准规范未做规定或已做规定需进一步讨论的地方，提出几点看法。

【关键词】扫洗孔初滤水排放口池壁阻流池构件的预制

一、概述

V型滤池是法国德格雷蒙公司设计的一种快滤池，V型滤池因进水槽设计成V字形而得名，目前在我国普遍应用，适用于大、中型水厂。

V型滤池一般采用＼均匀颗粒的石英砂滤层，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。

对于V型滤池的工作原理、设计要求及设计计算在设计手册、教材及标准规范中均有系统的说明和规定，本文不再赘述。本文旨在根据V型滤池对工艺设计、施工精度要求相对甚严的特点，结合以往项目中V型滤池的设计、施工、运行情况，对相关标准规范未做规定或已做规定需进一步讨论的地方，提出几点看法。

二、V型槽扫洗孔高度的确定

V型滤池的表面扫洗功能是通过滤池两侧的V型槽底部扫洗孔喷出的射流来实现的，表面扫洗不但能把滤层反冲上来的污物推向反洗排水渠，而且还加快了反冲洗水的漂洗速度。

但如果V型槽扫洗孔标高设计不当，其效果会适得其反。国内某60万m3/d水厂的V型槽扫洗孔中标高低于排水堰150mm，低于反冲洗水面约200mm。存在问题如下：因扫洗孔全部淹没于水下近200mm，射流几乎起不到扫洗水面漂浮物的作用；扫洗孔的射流冲向反洗流动水层的中部将悬浮的小粒径滤料冲向排水方向，使滤料面出现倾斜现象。

对于V型槽扫洗孔标高的确定相关标准及资料情况如下：

《滤池气水冲洗设计规程》CECS 50-1993中第7.0.4条规定：表面扫洗配水孔低于排水槽顶面的垂直距离一般可为150mm。

《给排水设计手册》第3册——城镇给水中对于V型槽扫洗孔中标高低于反冲洗水面的高度建议值为50～150mm。即表面扫洗配水孔低于排水槽顶面的垂直距离建议值约为0～

100mm。

《室外给水设计规范》 GB 50013-2006中9.5.31条文解释指出了CECS 50-1993建议的表面扫洗配水孔低于排水槽顶面的垂直距离150mm，存在滤料高度发生倾斜的问题；列举了面扫洗配水孔低于排水槽顶面30～50mm和高于槽顶面30mm的不同观点但未对表面扫洗孔的高程做出规定，需设计根据具体情况设定。

综上，笔者认为：

（一）V型槽扫洗孔的标高应以滤池反冲洗时水位为基准进行确定。表面扫洗是通过扫洗孔的射流来实现的，根据射流的性质，若表面扫洗效果最佳，射流最好为半淹没射流。根据以往项目经验，V型槽扫洗孔的孔径通常为25～30mm，扫洗孔中心标高比反洗冲洗水位低8～12mm为佳。

（二）设计计算结果与实际运行情况肯定会存在一定差别的，为保证滤池的扫洗效果，V 型滤池反洗排水槽可设置不锈钢可调堰板。V型滤池反洗排水槽的顶标高是确定滤池冲洗时水位的基础，若其可调，反洗水位亦可调，可以在一定范围内对表面扫洗效果进行控制。

三、初滤水排放口的设置

对于V型滤池设置初滤水排放设施，《室外给水设计规范》 GB 50013-2006中9.5.6的规定是宜设置，没有强制要求，在以往的工程项目中V型滤池设置和未设置初滤水排放设施的情况都有。

本文认为V型滤池设置初滤水排放口是有必要的。滤池反冲洗水后，滤层中积存的冲洗水和滤池滤层以上的水较为浑浊，因此在冲洗完成开始过滤时的初滤水水质较差、浊度较高。另，一旦滤池反冲洗过程失败，滤料脱落的污染物将会部分进入滤层下的集水空间并流入集水渠污染滤后水水质。

V型滤池设置初滤水排放设施建议设置办法如下：在每格滤池配气配水渠（与滤池反洗排水口同侧，便于初滤水的排放和收集）的下方设置初滤水排放管，管径按管内流速3.0～

4.5m/s确定（约为3倍的正常滤池出水管流速），初滤水排放阀门的开关可以与滤池其他自控阀门一起并入滤池的控制程序，其在控制程序中的步序位于滤池水反洗之后，步序时间宜设为现场可调，以便现场运行管理。

四、池壁阻流处理

滤池内滤料层及反洗排水槽堰口以下的池壁做阻流处理可有效防止出现反冲洗短路、跑砂现象。

对于池壁阻流处理的方式主要以下三种：一是池壁凿毛或抹灰拉毛，这种传统方法沿用已久，但耗工费时。二是在处理区域内喷涂高标号水泥砂浆，机械喷浆厚度控制在8mm。三是设置阻流条，可以采用宽度为60mm 厚度为20mm的聚丙烯条。

个人倾向于采用第二种方式，因其表面粗糙度相对均匀，适宜各种重力滤池，既省工时又能确保质量。

五、V型滤池混凝土构件的预制处理。

V型滤池的V型进水槽、反洗排水渠、配水配气室、滤板、滤梁等核心部分在传统做法中均为混凝土或钢筋混凝土材质，且V型滤池对施工安装的要求有严格的规定：每块滤板的水平误差应小于±1mm，整个池内板面的水平误差不得大于±3mm。滤池其他部位的偏差，也基本要求控制在±2mm；

如此高精度的土建施工安装要求，对于土建施工的困难不言而喻。

为便于施工，我们在以往的工程项目中已经实践了滤板厂外预制现场安装，滤梁与池体一同施工的办法，整体效果可以接受，但存在的主要问题是滤梁浇筑时不可避免的将部分预留的滤池反洗配气孔堵塞，只能后期返工开孔，另滤梁表面平整度还是难以达到精度要求，需后期处理。

国内已有滤板和滤梁都制成预制件的做法的实例，可以借鉴。即在预制场利用钢模具、钢筋和砼预制单件的滤板和滤梁，养护完成后将其安装在滤池内，安装办法是将安装滤梁用的预埋铁件准确平整的预埋在池底上，然后在这块预埋铁件上焊上一条DN100的钢短管，又在预制好的滤梁下方的预埋铁件上焊一条DN80的钢管，将DN80钢套管套入DN100钢管中，水平调准后再将管焊牢成一整体。然后用DN200管做模，将水泥砂浆灌入膜中，使钢管外面形成一层保护膜防止钢管支撑锈蚀，同时又加强了其支撑强度。此种方式需注意池底和滤梁下方预埋件的防腐。

六、结术语

V型滤池作为广泛应用的水处理构筑物，其混凝土结构为主体和施工精度要求相对甚严的特点，决定了若使其达到应有的运行效果，作为设计人员应慎重考虑设计参数、关注设计细节。同时从便于施工、安装以及有利于日后运行维护的角度出发，也有利于我们设计水平的提升。

参考文献：

[1]《滤池气水冲洗设计规程》CECS 50-1993

[2] 《城镇供水厂运行、维护及安全技术规程》CJJ 58-2009