单层石英砂滤料滤速8~10m/h ,当一格滤池冲洗或检修停止使用时,其余滤池的滤速(强制滤速)10~14m/h ;滤料厚度70cm
由石英砂和无烟煤组成的双层滤料滤速10~14m/h ,强制滤速14~18m/h ;滤料总厚度70~80cm
由石英砂、无烟煤、石榴石组成的三层滤料滤速18~20m/h ,强制滤速20~25m/h;滤料总厚度70~80cm。
8.5配水系统
滤池配水系统是:在滤料层的底部,为使冲洗水在整个滤池平面上均匀分布而设置的布水系统。
8.6 滤料的冲洗
滤料的冲洗的目的是支除前期过滤粘附在滤料上的污泥。
随着滤出悬浮物在滤层间的堆积,滤层的水阻力逐渐增大。此时虽然水浊度不会发生大的改变,但如不及时反洗,则由于泥渣过多积聚,会造成滤料层结构的变化;滤料见空岛横断面和形状的改变,滤层被压实等。同时,由于水阻力的增大,也会使滤层发生“破裂”,造成过滤水短路,出水水质变差。
冲洗方式一般有:单独用水反冲洗、气水反问冲洗、有表面辅助的冲洗的气水反冲洗。 单独用水反冲洗是高速冲洗,即反冲洗时滤料膨胀、液化、整个滤层呈悬浮状态。
8.7虹吸滤池
虹吸滤池是快滤池的一种形式,它的特点是利用虹吸原理进水和排走洗砂水,因此节省了两个闸门。此外,它利用小阻力配水系统和池子本身的水位来进行反冲洗,不需另设冲洗水箱或水泵,加之较易利用水力,自动控制池子的运行,所以已较多地得到应用。
虹吸滤池是由6~8个单元滤池组成一个整体。滤池的形状主要是矩形,水量少时也可建成圆形。滤池的中心部分相当于普通快滤池的管廊,滤池的进水和冲诜水的排除由虹吸管完成。管廊上部设有真空控制系统14。
经过澄清的水由进水槽1流入滤池上部的配水槽2。经虹吸管3流入单元滤池的进水槽4,再经过进水堰5(调节单元滤池的进水量)和布水管6流入滤池。水经过滤层7和配水系统8而流入清水槽9,再经出水管10流入出水井11,通过控制堰流出滤池。
滤池在过滤过程中滤层的含污量不断增加,水头损失不断增长,要保持出水堰12上的水位,即维持一定的滤速,则滤池内的水位应该不断地上升,才能克服滤层增长的水头损失。当滤池内水位上升到预定的高度时,水头损失达到了最大允许值,(一般采用1.5~2.0米)滤层就需要进行冲洗。
虹吸滤池在过滤时,由于滤后水位永远高于滤层,保持正水头过滤,所以不会发生负水头现象。每个单元滤池内的水位,由于通过滤层的水头损失不同而不同。 滤池的配水系统必须采用小阻力配水系统。因此可以利用滤池本身的滤过水的水位(清水槽内水位)即可冲洗。
滤池冲洗时的情况:首先破坏进水虹吸管3的真空,则配水槽2的水不再进入滤池,滤池继续过滤。起初滤池内水位下降较快,但很快就无显著下降,此时就可以开始冲洗。利用真空系统14抽出冲洗虹吸管15中的空气,使它形成虹吸,并把滤池内的存水通过冲洗虹吸管15抽到池中心的下部,再由冲洗排水管16排走。此时滤池内水位降低,当清水槽的水位与池内水位形成一定的水位差时,冲洗工作就正式开始了。冲洗水的流程与普通快滤池相似。当滤料冲洗干净后,破坏冲洗虹吸管15的真空,冲洗立即停止,然后,再启动虹吸管3,滤池又可以进行过滤。
冲洗水头一般采用1.1~1.3米。是由清水槽9的水位与冲洗排水槽顶的高差来控制的。滤池平均冲洗强度一般采用10~15升/秒2米2,冲洗历时5~6分钟。一个单元滤池在冲洗时,其他滤池会自动调整增加滤速使总处理水量不变。由于滤池的冲洗水是直接由清水槽9供给,因此一个单元滤池冲洗时,其它单元滤池的总出水量必须满足冲洗水量的要求。
8.8.重力式无阀滤池
无阀滤池的构造如图3.28所示,
其平面形状一般采用图形,也可采用方形。从澄清池来的水,经进水分配槽1,进水管2,及配水挡板5的消能和分散作用后,比较均匀地分布在滤层上部,水流通过滤层6、滤头7与垫板8进入集水空间9,然后经联络管10上升到冲洗水箱11。
随着过滤的进行,冲洗水箱中的水位逐渐上升(虹吸上升管8中水位也相应上升)。当水位达到出水管12喇叭口的上缘时,便从喇叭口溢流到清水池。这就是无阀的过滤池的过滤过程。
无阀滤池的冲洗用水,全靠自己上部的冲洗水箱暂时储存。冲洗水箱的容积是按照一个 滤池的一次冲洗水量设计。无阀滤池常用小阻力配水系统。
当滤池刚投入运转时,滤层较清洁,虹吸上升管内外的水面差便反映了滤池清洁滤层过滤时的水头损失,如图3.28中所示的H初,这一数值一般在20厘米左右,也称它为初期水头损失。随着过滤的进行,水头损失逐渐增加,但是由于澄清池来水不变,就使得虹吸上升管内的水位缓慢上升,也就使得滤层上的过滤水头加大,用以克服滤层中增加的阻力,使滤速不变,过滤水量也因此不变。
当虹吸上升管内的水位逐渐上升,在到达虹吸辅助管13以前(即过滤阶段),上升管中被水排挤的空气受到压缩,从虹吸下降管15的下端穿过水封进入大气。当虹吸上升管中的水位超过t虹吸辅助管18的上端管口时(此时的H终称“终期允许水头损失”一般采用1.5~2.0米),水便从虹吸辅助管中流下,当急速的水流经过抽气管14与管13连接处的水射器20时,就把管14中的空气带走,使它产生负压,同时把管15上端的空气抽走,也使虹吸管造成负压,由于在虹吸辅助管13上口入流处因产生旋涡,也夹带了一部分气体,更加速了虹吸管中真空度的增加。虹吸管上升管中的水位继续上升,同时虹吸管下降管15中的水位也在上升,当虹吸管3、15中两股水柱汇合后,虹吸即形成,水流便冲出管口流入排水井16,冲洗就开始了。虹吸的流量约为滤池进水流量的六倍,因此,由进水管来的水即被带入虹吸管。虹吸形成后,冲洗水箱的水便沿着与过滤相反的方向,通过管10,从下而上地经过滤池,自动进行冲洗,冲洗后的水进入虹吸管3,流到排水井。
在冲洗过程中,冲洗水箱的水位逐渐下降,当降到虹吸破坏斗17缘口以下时,虹吸破坏管18把斗中水吸光,管口露出水面,空气便大量由破坏管进入虹吸管,虹吸被破坏,冲洗即停止,虹吸上升管中的水位回降,过滤又重新开始。
无阀滤池的冲洗强度可用升降锥形挡板19来进行调整。起始冲洗强度一般采用12升/秒·米,终了强度为8升/秒·米,滤层膨胀率为30~50%,冲洗时间为3.5~5.0分钟。
无阀滤池能自动进行冲洗,这是它的特点,但是,由于某种原因(如出水水质已经恶化)。需要提前冲洗时(此时水头损失尚没达到终期允许水头损失),就需要另外设置强制冲洗设备,一般可以采用两种方法达到以上目的。一种是在虹吸辅助管上的水射器上端,按入一根高压水管(压力在2公斤/厘米以上),两管夹角为15度,有闸门控制,当需要人工强制冲洗时,开启闸门,高压水通过水射器,抽走虹吸管的空气,形成虹吸。另一种方法是用真空泵抽出抽气管14中的空气,使虹吸形成,达到人为地强制冲洗的目的。
无阀滤池的运行全部自动,操作方便,工作稳定可靠;在运转过程中滤层内不会出现负水头,结构简单,材料节省,造价比普通快滤池 低30~50%。但由于冲洗水箱建于滤池的上部,滤池的总高度较大;滤池冲洗时,进水管照样进水,并被排走,浪费了一部分澄清水,并且增加了虹吸管管径;因滤池有顶盖,所以滤料只能由顶盖和池壁的入孔装卸,并且不能观察到滤池的整个冲洗情况。
根据目前的实践经验,无阀滤池的进水浊度一般希望在10度(毫克/升)以下。由于采用的是小阻力配水系统,所以滤他面积不能太大。目前已投入运转的单个无阀滤池的出水最均在160米3/时以内。无阀滤池适用于工矿、城镇的小型给水工程。
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