V型滤池的设计与施工

摘要：结合小榄水厂设计规模为10 ×104 m3/ d 的扩建工程,对V 型滤池在施工中存在的问题进行了探讨,并提出了改进措施,使V 型滤池的运行更加安全可靠。

在小榄水厂三期扩建工程(10 ×104 m3/ d) 的V型滤池施工中,由于对一些细节问题给予了充分重视,使得V 型滤池顺利通过气密性试验,自投运以来运行良好,出水浊度< 0. 5 NTU ,达到了设计要求。

1进、出水装置

由于V 型滤池一般为变水位匀速过滤,因此在进、出水处均应设置堰板,且最好采用可调式。V 型滤池的待滤水一般通过进水总渠经两个气动橡皮阀和中间一个用橡胶气囊控制的表面扫洗进水孔进入,再通过溢流堰由两个侧孔经V 型槽流入滤池。三期工程中把两边的气动橡皮阀取消,中间一个则改为多点定位气动提板阀,过滤时阀门全开,气洗反冲阶段关闭,气水反冲洗及水反冲洗阶段闸板 开启到表面冲洗水量调节位(该位置可根据表面扫洗强度来调节,初设进水闸板开启高度为220 mm ,经调试后基本固定) 。滤池的进、排水闸门一般采用气动或电动提板闸,对其密封要求为迎水面漏失< 0. 021L/ (s·m2) 。由于提板闸的密封条与金属框架、池壁直接相连,密封条的厚度只有10 mm ,因而容易产生误差,造成漏水或提板闸垂直度不够。因此在施工时,于安装提板闸的部位设置了30 mm 厚的找平带。此外,还在进水渠处设置了溢流井,出水堰板后则留有足够的空间以满足堰后出水的消力,并确保排气管出口标高在溢流水位之上。

2V 型槽孔口标高的确定

滤池气水冲洗设计规程(CECS50 :1993) 规定:表面扫洗水配水孔低于排水槽顶面的垂直距离,一般可为150 mm。水厂原滤池就据此设计,扫洗时发现孔口淹没水深较大,造成扫洗力度不足而使冲洗过程产生的浑浊液及泡沫粘附在池壁上,外观很不整洁。另一方面,V 型槽扫洗孔中心仅比滤料面高0. 25 m ,而低于排水堰0. 15 m ,在反冲洗时尽管滤料只是微膨胀,但其膨胀高度仍达0. 10～0. 125m(膨胀率按8 %～10 %计) ,使得V 型槽扫洗孔中心仅高出滤料膨胀面约0. 15～0. 125 m ,而低于排水堰顶水面近0. 2 m。在这种情况下,扫洗孔的出水将冲向流动水层的中部,把小粒径滤料冲向排水堰,造成滤料面倾斜。根据射流的性质,要使表面扫洗效果最佳则该射流最好为半 淹没流,因此在三期工程设计中,将配水孔中心标高设为比反冲洗水位低1. 2～2. 0 cm。实际运行表明,反冲过程中产生的浑浊液和泡沫被扫洗干净,效果理想。

3滤梁、滤板的安装

为保证过滤效果,应确保滤板的水平误差不得超过±2 mm ,否则空气就无法均匀地分配在滤层上。滤板平整与否首先是滤梁是否平整,工程中滤梁采用10 号工字钢为主筋,其宽为110 mm、高为800 mm ,预埋的紧固螺栓按图纸规定的尺寸垂直放置,且有固定措施,并保证在浇捣过程中不发生歪斜和移位。滤梁下边的过水孔(呈八字形) 应均匀布置,滤梁上面则留有30 mm 高的后浇找平层,并确保单根滤梁的平整度不超过±2 mm ,整池滤梁的平整度不超过±3 mm。安装滤梁用的预埋件要准确平整地预埋在池底上,并在预埋件上焊一根DN100钢短管,于滤梁下方的预埋件上焊一根DN80 钢管,将DN80 钢管插入DN100 钢管中,用千斤顶托住滤梁,用水准仪和水平尺配合控制精度(单格滤池滤板的平整度为±5 mm ,各滤池之间滤板的平整度为±10 mm ,梁中线与锚固螺栓中线间距误差< 2 mm) ,然后将管焊接成一个整体。最后用DN200 塑料管作模,将水泥砂浆灌入模中,在DN100 、DN80 管的外面形成一层保护膜,既可防止钢管生锈,又增加了钢管的支承强度。

滤板的安装应采用整体控制的方法,首先控制好支撑柱和梁的标高,然后控制好每块滤板的标高,进而控制整组滤池滤板的标高。滤板用特制的定型模具在振动台上 制作成型,确保精度不低于设计要求,并对其进行养护。滤板定位后对每块滤板进行平整度测量并作好相应记录,当滤板平整度超过误差范围时通过加装垫片和塞片 进行调整,垫片和塞片的材料可采用S304 不锈钢、ABS、聚乙烯等。滤板平整度调整完成后便可进行滤板的固定(采用压板和螺栓) ,当为中间固定时压板采用平面尺寸为100 mm ×50 mm、厚为8 mm 的S304 不锈钢钢板;当为周边固定时压板采用同尺寸的S304 不锈钢角钢。对用于池壁侧滤板固定的角钢,其上应采用20mm 腰子孔,不平时填塞片;螺栓采用É16 的S304不锈钢螺栓,在1 m 长度方向上不少于两个。每块滤板的四周均有15 mm ×50 mm 的燕尾形折槽,可填充胶泥,用于滤板之间及滤板与池壁之间的密封。滤板的嵌缝密封处理采用无毒的905 接缝专用密封胶合剂(按水泥∶砂∶905 胶= 1∶1∶0. 5 的比例配制成905砂浆) ,用垫条垫入拼缝底部,用905 胶泥嵌缝30～50 mm ,上部用水泥砂浆抹平,以保证不漏水、不漏气。V 型滤池长柄滤头的安装精度是保证气水冲洗是否均匀、彻底的关键,为此要确保滤头安装端正(无明显的高低歪斜现象) 、进水端管口高程差< 2mm ;安装完毕后还应进行滤池的放水放气调试检验。

4反冲洗系统

在进行反冲洗泵房设计时,为节省投资把滤池的清水箱(容积大于单台水泵额定5 mm 流量,并设通气管) 作为吸水井,同时在清水箱出水处设置了出水堰,既可保证反冲洗有足够的水量,又可使清水箱水位保持恒定,避免反冲洗时的压力波动。由于反冲洗泵的工作压力 为88～108 kPa ,而止回阀的最小额定工作压力为1. 0 MPa ,所以在设计时应特别注明,以避免因止回阀密封不严而引起水泵的倒转。另由于反冲水来自清水箱,考虑到滤池大修时要停水,因此将水厂清水池作为备用水源。

5其他措施

滤池工艺部分的动力线主要为设备和阀门服务,走向复杂。当采用电动阀时,管廊中可沿桥架走,滤池上的阀门动力线尽量走暗线;当采用气动阀门时,管廊中可沿 桥架等高处的墙壁走,滤池上最好走管槽和预埋管,管材采用PU 塑料软管,用快速接头连接。采用气动阀门时还应注意气动头的形式,当气动头为“气保型”时必须设置阀前过滤器;当气动头为“气散型”时可不设置阀前过滤 器。工程中都设有过滤器和空气净化组合。滤板以上、排水渠堰口以下需要作拉毛或喷浆,用以改善反冲洗的周边条件,确保反冲均匀,减少短路和跑砂。