变孔隙滤池简介

变孔隙滤池简介

变孔隙滤池计算校核:

本工程设置3座变孔隙滤池,每座滤池额定处理能力Q=250m3/h,最大处理能力Qmax可达433m3/h。变孔隙滤池过滤区间尺寸为×，具体计算校核如下：1）滤速校核

过滤面积为：

A=×=

则额定滤速为：

V=Q/A=250/=h；

最大滤速为：

Vmax=Qmax/A=433/=21m/h；

经复核，滤速范围在~21之间，满足设计要求。

2）反洗水泵选型校核

变孔隙重力式砂滤池的水反冲洗强度为

=××=h；

Q

水

为简化系统、节约投资，滤池反洗水泵采用免基础固定型的自控自吸泵，根据厂家样本资料，反洗水泵流量选用1220m3/h，两台，一用一备。

3）罗茨风机选型校核

变孔隙重力式砂滤池的气反冲洗强度为

=×60=18m3/min；滤池反洗风机取风量为min，两台，一用一备。

Q

气

变孔隙滤池的结构与运行

水的过滤对大多数水处理系统来说是一个不可缺少的组成部分，目前国内采用的通常都是均孔隙过滤系统（相对于变孔隙而言），这种滤池的过滤介质颗粒比较均匀，悬浮杂质主要截留在滤池表面，而很难深入到床层的内部。经多年的运行实践表明，这种滤池效率高，出水水质好。下面对这种滤池的原理进行剖析，并介绍其结构特点。

1、过滤原理

变孔隙滤池是一种以“同向凝聚”理论设计的正流深床滤池，主要特点是采用了两种粒度明显不同的过滤介质，即粗砂（粒度为2～3mm）和细砂（粒度为～1mm），粗砂与细砂的组成比为30：1。投运前用空气搅拌加水反洗，使细砂与粗砂混合，细砂在整个床层上的分布基本上均匀，而不是象通常的滤池鄢样主要集中在表面。这样形成的孔隙就不是均匀孔隙而是所谓的变孔隙”，而且这些孔隙延伸至整个床层的纵深区域。这就好象在过滤床层上形成了无数个微型过滤“漏斗”，每组粗砂与粗砂之间较大的缝隙就是漏斗的上端口，粗砂之间夹杂的细砂形成的缝隙较小，便形成漏斗的锥底，水中的悬浮物被这些漏斗截留。由于粗砂之间形成的孔隙占大多数，带有杂质的水经这些孔隙的引导流向床层的纵深，于是过滤不仅仅发生在表面附近，而是在整个床层上进行。这就是所谓的变孔隙深床层砂滤池，简称变孔隙滤池。

2、结构特点

滤池主要由滤料和承托层、进气装置、配水装置、进出水堰室和阀门等组成。结构图见下图。

孔隙滤池结构示意图

承托层

承托层一般自下向上装填粒径逐级变小的卵石，总装填高度一般不小于

400mm，常见的卵石粒径级配分布见表1集水管设在承托层中，承托层和配水系统的设置对配水的均匀性均有较大影响。

表1 承托层卵石粒径级配分布表

过滤床层

变孔隙滤池与一般滤池相比最大的区别在于滤料。由于是深床层过滤，其过滤床层较一般滤池要厚，达1500mm，由粗砂和细砂混合组成。值得指出的是这里的粗砂和细砂是指天然海砂，而不宜采用人工破碎的石英砂。这是由于对滤料有一定的圆度要求。天然海砂由于常年累月水的冲击，几何形状呈流线型，可以形成比较规则的过滤“微孔”，也有利于减少过滤阻力。人工石英砂由于其不规则性，水滤过时有较多的“紊流”现象。这对于深床层过滤时，不易保证出水水质。石英砂滤料性质参数见表2。

表2 石英砂滤料性质参数表

配水、配气装置

滤池垫层的底部，是由许多横向支管组成的集成系统，支管朝下开有许多小孔，清水由这些支管手机经排水母管流出。这个集水系统同时也用作滤池反洗时的配水系统。为保证配水的均匀性，支管间距一般≤150mm，配水孔间距一般≤100mm，支管布置的数量及管上的开孔数量，需进行严格的设计核算，根据设计

及工程经验，一般开孔面积占过滤面积的%左右。支管的安装须保证水平，以确保配水的均匀性。

承托层的上面支承着反洗配气系统，配气系统也是由许多横向支管组成，上面装有大量的水帽，在整个池体平面上呈均匀分布。每个配气水帽的下面都必须装有节垫流圈，否则将造成配气不匀。支管和水帽的安装必须保证水平，安装后在填装滤料前要进行曝气试验，以确保曝气的均匀性，同时为了保证曝气的均匀性，一般选用小型水帽，水帽的布置数量约60只/m2，水帽孔隙宽度＜，缝隙面积约100mm2/只，水帽的材质多选用ABS，也可选用不锈钢材质。

变孔隙滤池反洗时先经过大流量水冲洗，接着进行气水联合洗。大流量冲洗时，不同级配的滤料会被水力部分筛分，所以气水联合洗，既有擦洗滤料以剥落粘附在上面的悬浮物的作用，又有使粗细滤料重新混合均匀的作用。为避免扰动承托层，滤池布气管布置在承托层之上。

注：本工程滤池的布气和集水管道采用使用寿命更长的不锈钢T型绕丝管。进出水堰室

每台变孔隙滤池的一端设置有进出水堰室，过滤进水与反洗排水均通过堰室，设置堰室的目的是均匀分配水量，同时某滤池反洗时，进水堰室的设置有效缓冲了运行滤池的滤速变化。反洗排水堰室的设置使反洗水耗低于设置排水槽的滤池形式。

滤池的阀门

每台滤池设置电动阀门5只，分别为进水门、反洗排水门、反洗进水门（调节型）、反洗进气门、过滤出水门（调节型）。为保障滤池恒压过滤，过滤出水门采用自动调节阀，随着过滤时间的增长，滤层阻力变大，该阀门慢慢加大开启度，保持滤层上的运行水位稳定。同时，反洗进水门采用自动调节阀，为实现大、小流量的反洗。

3 滤池的安装和运行

安装

配水、配气装置安装结束后，装填承托层。填放卵石时必须避免卵石和管道

直接碰撞，以免把管道砸伤、砸裂，卵石填放的高度不能超过气管的高度。承托层装填完毕，应进水进行布气试验，以检验布气均匀性。

滤料装填时，先装填主滤料，并进行充分反冲洗，记录主滤料滤层高度。然后装填辅助滤料。通过气水联合冲洗的方式使两种滤料混合均匀，停止冲洗后，滤层高度和主滤料高度相同，证明辅助滤料已经均匀填入主滤料中。

运行

变孔隙滤池为恒水位（恒压）过滤，滤池出水调节阀门与滤池液位进行连锁以保证恒水位。

每台滤池运行至设定周期或滤池水位达到预先设定的反洗水位时，自动进行反洗操作，以防止滤池内杂质停留时间过长而发生滤层板结现象。

反洗程序如下：

（1）排水：关闭滤池进水门，开滤池出水门，等液位下降到设定值时，关滤池出水门。

（2）大流量反洗：启动反洗水泵，开启反洗排水门、反洗进水门，反洗母管调节门到大流量，反洗2～5分钟。反洗强度为。

（3）气水合洗：调节反洗母管调节门到小流量，开反洗进气门，启动反洗风机，反洗约2分钟。气水合洗时空气反洗强度，水反洗强度12 L/。

（4）小流量反洗：停风机，关反洗进气门，小流量反洗2～5分钟。反洗强度为12L/。

（5）停止：关反洗进水门、反洗母管调节门，停反洗泵。反洗结束备用，等下一滤池反冲洗时启动运行。反洗时各自动阀门状态见表3。

表3 过滤器反洗自动阀门状态表