氣反水沖濾池的設(shè)計及其操作方法

1設(shè)計參數(shù)的確定

氣水反沖濾池的過濾設(shè)計負荷主要與進水濁度、溫度等因素有關(guān)。理論上講，濾速一般為8～12m/h，沖洗周期24～48h。隨著強化出水水質(zhì)和挖潛要求的提高，過濾濾速和周期分別有降低和減少的趨勢。根據(jù)多年設(shè)計和施工的體會，建議濾速采用7～10m/h，沖洗周期仍保持24～48h。

氣水反沖濾池的反沖洗過程一般采用氣沖洗、氣水同時沖洗加表洗、水沖洗等。在選擇設(shè)計參數(shù)時，一般氣沖強度為(50±5)m3/(s?m2)、水沖洗強度13～15m3/(s?m2)、表洗強度為7～7.5m3/(s?m2)；沖洗歷時分別為1～3min、2～4min、1～3min。當(dāng)遇特殊情況時，沖洗強度可適當(dāng)增減。

2濾池的進水、出水

由于氣水反沖濾池一般為恒水位均勻過濾，因此濾池的進、出水處均應(yīng)設(shè)置堰板，但堰板形式最好采用可調(diào)式。濾池的進水渠需設(shè)置溢流井，同時排氣閥出水管的標(biāo)高要高于溢流水位。出水井堰板后應(yīng)考慮足夠的空間，便于堰后出水的消力。出水井亦應(yīng)貼白瓷磚，其上應(yīng)設(shè)照明設(shè)施，并加設(shè)玻璃罩。

濾池的內(nèi)外裝修應(yīng)由設(shè)計確定，但選擇濾池內(nèi)表面的裝修材料時，需考慮反沖時水垢顏色的影響。

3濾池進水、排水閘門

濾池進水、排水閘門一般采用氣動或電動提板閘，其密封要求為迎水面漏失小于0.021L/(s?m2)。一般，提板閘的密封條和金屬框架直接相連，而密封條又與池壁相連，密封條的厚度只有10mm。由于土建施工不可能像設(shè)備加工那樣精確，容易造成誤差，產(chǎn)生過度漏水或提板閘垂直度不夠而影響傳動系統(tǒng)的壽命。因此在設(shè)計和施工時，安裝提板閘部位的土建應(yīng)留有30mm厚的找平帶，便于設(shè)備安裝。目前設(shè)計和施工的工程也有采用快開閥的，可降低土建要求。

濾池進水、排水閘門洞的預(yù)留位置也非常重要，土建施工中容易造成預(yù)留洞堆模、跑模、下沉，給閘板的安裝造成不便。在施工中，閘門洞口采用鋼板模與主筋焊在一起(不拆除)，這樣不會造成過多的偏差。

4排水渠下進氣管

濾池過濾出水渠和反沖洗進水、進氣渠一般布置在排水渠下面，在出水渠和反沖洗進水、進氣渠兩側(cè)，與濾板底標(biāo)高相平的位置。根據(jù)過濾面積的不同，均勻布有梭形Φ32mm或Φ50mm進氣管，管材一般為ABS，其要求為整池所有進氣管的標(biāo)高誤差不得超過±5mm。由于該管的埋設(shè)與池壁混凝土澆注在一起，在混凝土震搗過程中，極容易發(fā)生下沉、偏移，會造成氣反沖洗進氣不均勻，影響氣墊層穩(wěn)定，嚴重時還會造成沖洗時局部雍砂。為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，在施工中應(yīng)考慮用鋼筋將進氣管箍住，并與結(jié)構(gòu)主筋焊接，這樣可保證誤差能滿足要求；也可以采用同號或大一號鍍鋅鋼管并注意內(nèi)防腐后，直接與主筋焊接。

進水渠底部設(shè)有進水孔，尺寸大小和分布應(yīng)均勻。一般管廊側(cè)常設(shè)有預(yù)留檢修孔，便于安裝和檢修，但應(yīng)注意安裝和檢修完成后需將此孔填成與其他進水孔一樣的尺寸，否則會造成反沖洗不均勻。

5濾梁

濾梁用來支撐濾板，有現(xiàn)澆濾梁和預(yù)制濾梁兩種形式。濾梁形式的選擇與設(shè)計思想、施工經(jīng)驗、閉氣試驗要求等因素有關(guān)。從安全角度出發(fā)，筆者建議采用現(xiàn)澆濾梁。

現(xiàn)澆濾梁最好與濾池底板連接，在1m長度方向上不少于兩根Φ16mm預(yù)埋鋼筋；濾梁本身寬一般為120mm，高度為600～1000mm；濾梁在制作時要注意濾板緊固螺栓的預(yù)埋(一般在濾梁板制作完成之后)，應(yīng)按圖紙規(guī)定的尺寸放置垂直，且有固定措施，不得在澆倒過程中歪斜、移位；濾梁下邊有過水孔，呈八字形，均勻布置；濾梁上面應(yīng)留有30mm高的后澆找平層，單根濾梁平整度不超過±2mm，整池濾梁平整度不超過±3mm；在找平層中，每塊濾板中心位置應(yīng)設(shè)一個不小于300mm×30mm的通氣孔，可起到平衡氣墊層壓力的作用。

濾板平整與否首先是濾梁是否平整，因此濾梁的制作和安裝是濾板安裝的第一道工序，是氣水反沖濾池施工中的重要環(huán)節(jié)。

濾梁制作完成之后應(yīng)由監(jiān)理、質(zhì)檢進行驗收，復(fù)測每根濾梁的平整度，每根濾梁的測量點數(shù)不少于梁上濾板數(shù)，并作好記錄。

6濾板的制作和安裝

濾板安裝之前必須對池底進行嚴格的清掃、清洗，確保不得有污物。

濾板的制作和安裝是濾池過濾和氣水反沖成敗的關(guān)鍵，其主要要求是濾板整體平面的平整度。平整度不僅體現(xiàn)在每塊濾板上，而且包括每個濾池及整個濾站所有的池子，即每塊濾板的平整度不超過±2mm，單個池子濾板的平整度不超過±4mm，整個濾站(所有池)的平整度不超過±5mm。其中一個濾池兩個格的平整度不超過±4mm尤為重要。這主要是因為一個濾池中，一般兩個格要同時沖洗，氣墊層同時形成，其平整度決定了反沖洗的均勻程度。

濾板的制作要求很高，最好由專業(yè)廠家生產(chǎn)。由于每塊濾板的平整度誤差不得超過±2mm，這要求制作濾板模具和濾板制作的誤差不得超過±1mm。生產(chǎn)濾板主要采用水平濾板模具和立式濾板模具，濾板的材料應(yīng)符合有關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，主要材料有鋼筋混凝土、玻璃鋼、ABS等。從國內(nèi)近幾年的生產(chǎn)和使用情況來看，立式濾板模具工藝生產(chǎn)的鋼筋混凝土濾板平整度好，質(zhì)量相對更穩(wěn)定可靠，價格低，使用周期長。每塊濾板的四周均有25mm×50mm的燕尾形折槽，可填充膠泥，用于濾板之間及濾板與池壁之間的密封。濾板的尺寸和定位尺寸應(yīng)嚴格按照設(shè)計要求進行，濾板定位后，每塊濾板需進行平整度測量，并作好相應(yīng)記錄。當(dāng)濾板平整度超過誤差范圍時，通過墊片和塞片進行調(diào)整，墊片和塞片的材料可采用S304不銹鋼、ABS、聚乙烯等。

濾板定位、平整度調(diào)整完成后，再進行濾板的固定。濾板的固定采用壓板和螺栓，當(dāng)為中間固定時，壓板采用平面尺寸為100mm×50mm、厚8mm的S304不銹鋼鋼板；當(dāng)為周邊固定時，壓板采用100mm×50mm、厚8mm的S304不銹鋼角鋼。對于池壁側(cè)濾板固定的角鋼，其上應(yīng)采用20mm腰子孔，不平時填塞片；螺檢采用Φ14S304不銹鋼螺栓，在1m長度方向上不少于兩個。

濾板之間及濾板與池壁之間的密封采用膠泥，不得有漏氣漏水。為避免膠泥遺落池底，在封膠泥前應(yīng)墊墊片保護池底，墊片材料可采用ABS、聚乙烯等。膠泥的密封應(yīng)分兩次進行，第一次先封厚度60mm，24h后再封第二次，厚度40mm，養(yǎng)護3d以上再安裝濾頭。

濾板上的濾頭一般為49～64個/m2，綜合考慮沖洗均勻性及土建尺寸等因素，建議采用56個/m2。濾頭應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)長柄濾頭，其上配有氣孔、水孔，每個濾頭開孔面積不小于2.5cm2。濾頭安裝時要注意標(biāo)高一致、均勻，密封緊密，不得損壞。

完成之后進行閉氣或均勻性試驗，由于閉氣試驗過程復(fù)雜，土建安全性差，建議采用均勻性試驗。?

均勻性試驗完成之后可裝填礫石(承托層)和石英砂(濾料)。礫石(承托層)的厚度一般為100mm，粒徑為3～5mm；石英砂(濾料)的厚度一般為1000～1400mm，均質(zhì)濾料粒徑為0.9～0.95mm±0.03mm，不均勻系數(shù)1.3～1.4，其他可參照有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。?

7拉毛與噴漿

濾池內(nèi)濾板以上排水渠堰口以下需要拉毛或噴漿，其目的是為了改善池反沖洗的周邊條件，反沖均勻，減少短路、跑砂。

拉毛土建施工相對困難，需人工操作，施工質(zhì)量隨機性較大；噴漿施工可由人工操作機械設(shè)備進行，施工效率高，質(zhì)量容易保證。噴漿厚度一般為6～8mm，表面粗糙度好，相對均勻，更適用于氣水反沖濾池要求。

8閥門動力管線

濾站中工藝部分的動力線主要為設(shè)備和閥門服務(wù)，一般設(shè)備動力線都預(yù)埋在地下或走在橋架中，走向復(fù)雜。當(dāng)采用電動閥時，管廊中可沿橋架走，濾池上的閥門動力線在設(shè)計時應(yīng)考慮好預(yù)埋管或管槽，盡量走暗線；當(dāng)采用氣動閥門時，閥門動力需由管道輸送，管廊中可沿橋架標(biāo)高的墻壁走，濾池上最好走管槽和預(yù)埋管，管道的管材最好采用紫銅管，卡箍連接或焊接。

采用氣動閥門時，還應(yīng)注意氣動頭的形式。當(dāng)氣動頭為“氣保型”時，必須設(shè)置閥前過濾器；當(dāng)氣動頭為“氣散型”時，可不設(shè)置閥前過濾器，但以設(shè)置為好。

9鼓風(fēng)機和水泵

在氣水反沖濾池的設(shè)計中，鼓風(fēng)機和水泵臺數(shù)的選擇一般為兩臺(一用一備)；近幾年多選擇為三臺(兩用一備)，這有助于氣墊層形成過程穩(wěn)定和減少初期反沖洗時對濾料層的沖擊。

由于鼓風(fēng)機的壓力一般為39～49kPa，無論采用羅茨風(fēng)機還是離心風(fēng)機，都不強調(diào)空車啟動，但這與所選擇的產(chǎn)品有關(guān)。鼓風(fēng)機內(nèi)一般有止回閥，但有時效果不理想，應(yīng)考慮加設(shè)電動或氣動閥連動，也可加設(shè)可靠的微阻止回閥。同時，特別要注意管廊中空氣管的高度，避免反沖洗時倒水。另外，鼓風(fēng)機必需設(shè)置減震墊、隔音罩、進出氣過濾器等設(shè)施。