重力式無閥濾池的技術改造環(huán)境保護論文

1、重力式無閥濾池的技術改造環(huán)境保護論文重力式無閥濾池的技術改造環(huán)境保護論文論文作者：江立文 方永忠 胡鋒平 程繼曾 廖春年網(wǎng)摘要：通過改變國家標準圖 S77(七)中重力式無閥濾池的 U 型進水系統(tǒng)和改用單層均質石英砂濾料層，使單池的產水量按設計要求由 240m3/h 提高到320m3/h。經(jīng)過將近三年的運行表明：改造后的重力式無閥濾池無夾氣運行現(xiàn)象，出水濁度在 3NTU 以下。網(wǎng)關鍵詞：重力式 無閥濾池 技術改造 網(wǎng)網(wǎng)0概況重力式無閥濾池具有無大型閥門、正水頭過濾、沖洗自動化、造價低及操作管理方便等優(yōu)點，因而在鐵路或縣鎮(zhèn)中小型水廠中得到了廣泛的應用。但重力式無閥濾池存在以下問題：進水系統(tǒng)復雜、施

2、工要求高；進水過程易夾氣，影響正常的過濾和反沖洗；采用單層石英砂濾料，濾池產水量低，不能滿足供水量日益增大的要求。上饒鐵路東門給水所的給水改擴建工程是將原 12 000m3/d 的供水規(guī)模擴建成 20000m3/d，其中增加 320m3/h 的重力式無閥濾池 1 座。作者對國家onclick=g(標準圖);標準圖中 240m3/h 的重力式無閥濾池進行了技術改造，改造后的重力式無閥濾池產水量提高到 320m3/h，較成功地解決了以上幾個方面的問題。1改造后的構造和工作原理改造后的無閥濾池構造見圖 1。過濾時的工作情況：渾水經(jīng)進水總管 1 流入進水分配箱 22，由進水分配堰 2 進入豎井進水渠

3、3，經(jīng)消能板 4 消能后，均勻地分布在濾料層 5 上，通過承托層 6、小阻力配水系統(tǒng) 7 進入底部配水空間8。濾后水從底部配水空間經(jīng)連通區(qū) 9 上升到?jīng)_洗水箱 10。當水箱水位達到出水渠 11 的溢流堰頂后，溢入渠內，最后流入清水池。反沖洗時的工作情況：濾池運行中，濾層阻力逐漸增加，虹吸上升管 14 中的水位相應逐漸升高。當水位達到虹吸輔助管 12 管口時，水自該管中落下，并通過抽氣管 13 不斷將虹吸下降管 15 中的空氣帶走，使虹吸管中形成真空。當虹吸上升管中的水越過虹吸管頂端與虹吸下降管中上升的水柱相匯時，兩股水流匯成一股，沖出虹吸下降管管口，把虹吸管中殘存的空氣全部帶走，形成連續(xù)的虹吸

4、流。這時，水箱中的水自下而上對濾料進行反沖洗。圖 1改造后的重力式無閥濾池結構1 進水總管2 進水分配堰3 豎井進水渠4 消能板 5 濾料層6 承托層7 小阻力配水系統(tǒng)8 配水空間 9 連通區(qū)10 沖洗水箱11 出水渠12 虹吸輔助管13 抽氣管14 虹吸上升管15 虹吸下降管16 排水渠17 反沖洗調節(jié)器18 虹吸破壞斗19 虹吸破壞管20 傘形頂蓋21 水封斗22進水分配箱在沖洗過程中，水箱內水位逐漸下降。當水位下降到虹吸破壞斗 18 時，虹吸破壞管 19 把小斗中的水吸完。管口與大氣相通，虹吸破壞，沖洗結束，過濾重新開始。2技術改造要點及其分析(1)改變渾水進水方式，取消原無閥濾池的進水

5、 U 型存水彎和進水三通，增加豎井進水渠 3 。豎井進水渠在池子內部連接濾池的進水分配箱和傘形頂蓋。濾池進水分配箱中的渾水直接 由豎井進水渠進入錐形罩體內部。給水所中原有160m3/h 的重力式無閥濾池是按國家標準 圖建造的，濾池在進水過程中夾進的氣體，一部分可上逸并通過排水虹吸管出口端排出池外 ，一部分將進入濾池并在傘形頂蓋下積聚且受壓縮。在濾池過濾階段，受壓縮的氣體會時斷 時續(xù)地膨脹并將虹吸管中的水頂出池外，影響正常過濾；在濾池反沖洗階段，受壓縮的氣體 會使排水虹吸管虹吸破壞不徹底，造成濾池連續(xù)反沖洗。這兩種現(xiàn)象在原有的重力式無閥濾 池運行中時有發(fā)生，影響給水所的正常生產。目前，解決這種現(xiàn)

6、象采取的措施是：在進水管 上設置進水 U 型存水彎或在適當位置設置氣水分離器。前者(國家onclick=g(標準圖);標準圖中采用的)較方便但 解決措施不徹底，后者需增加設備。為了保證進水系統(tǒng)不產生夾氣運行現(xiàn)象，考慮以下幾方 面：防止濾池夾氣運行。原進水系統(tǒng)進水管中的流速較大(規(guī)范中的設計流速為 0.50.7m/s)，空氣不易從水中分離；改造后的進水系統(tǒng)豎井進水渠中的流速較小(設計流速為 0.1m/s 左右)，水流的夾氣作用減弱。排除積聚在傘形頂蓋下面受壓縮的氣體。在過濾初期，虹吸管中氣體和進水系統(tǒng)進水過程中夾進的氣體積聚在傘形頂蓋下面，由于豎井

7、進水渠中水流速度較小，氣體受壓縮后易于從豎井進水渠中分離。(2)改變進水分配箱。據(jù)報道：onclick=g(標準圖);標準圖中的無閥濾池產生夾氣運行的主要原 因是分配水箱中的配水堰與濾池進水管口兩次水位跌差造成的，當渾水進入濾池的進水管時，在管口又形成一個跌水漏斗形的水封，這種水封將空氣帶入進水管內并阻礙從管內分離出來的空氣排出。改造后的無閥濾池進水系統(tǒng)，由于豎井進水渠中的水流速度較小，管口水封作用減弱，所以作者認為進水分配水箱設計時僅需滿足水力條件。(3)改用單層均質石英砂濾料層，石英砂濾料層的粒徑為 0.81.0mm，厚度為 1100mm。根據(jù)設計規(guī)范，濾料

8、層的設計膨脹率取 30%，反沖洗強度取 15L/(sm2)，設計濾速取 13m/h(為了保證安全，設計濾速偏低，通過實際運行，作者認為濾速還可以提高一些)。承托層的級配及其厚度同onclick=g(標準圖);標準圖。(4)在虹吸上升管管口安裝水封斗 21。其主要作用是：增加濾料層膨脹后與虹吸上升管管口之間的安全高度。防止濾池反沖洗過程中跑砂。便于濾池調試運行，防止調試過程中濾料流失。3運行情況上饒鐵路東門給水所水源取自信江。原水濁度在 10700NTU 之間，水力循環(huán)澄清池的出水濁度在 8NTU 以下，改造后的無閥濾池的出水濁度在 3NTU 以下。運行過程中，改造后的無閥濾池與給水所原有的無閥濾池對比表明：改型后的濾池運行穩(wěn)定，從未出現(xiàn)過夾氣運行現(xiàn)象，工作周期比原有的無閥濾池相對延長。4結束語本改造工程于 1995 年 6 月設計完畢，次年全部工程順利按設計要求竣工并投入運行，1998 年 12 月通過南昌鐵路局驗收。改造后的無閥濾池，單池產水量由 240m3/h 提高到 320m3/h，投資 15 萬元，比建造一座 320m3/h 的池子節(jié)省投資 5 萬余元。至今為止，該無閥濾池已穩(wěn)定運行