長柄濾頭氣水反沖洗原理,長柄濾頭水頭損失估算,濾板安裝要求

長柄濾頭氣水反沖洗原理,長柄濾頭水頭損失估算,濾板安裝要求

一、簡述
     濾池反沖洗方式主要有：水反沖洗、氣水混合反沖洗和水反沖洗同時(shí)附以表面沖洗三種。由于氣水混合使濾料在反沖洗過程中碰撞作用加強(qiáng)，提高了水流的剪切力，消除了濾層中結(jié)成的泥球，大大地提高了反沖洗效果，并節(jié)約了沖洗水量；特別是使用長柄濾頭進(jìn)行配水配氣，效果更加顯著，所以氣水反沖洗技術(shù)在我國應(yīng)用很快。但由于其對施工和操作要求很嚴(yán)，也出現(xiàn)了諸如脈沖、氣沖不均勻、跑砂等一些問題。本文根據(jù)馬鋼氣水反沖洗濾池遇到的一些具體情況作探討。
二、長柄濾頭氣水反沖洗原理 
      2.1濾頭的構(gòu)造 
     濾頭是由濾帽、濾柄及預(yù)埋件組成。濾帽上有 許多狹縫構(gòu)成氣水混合通道，濾柄頂部與濾帽連成一體，中、上部有一至三個(gè)進(jìn)氣水小孔，靠近底部設(shè)有二到三個(gè)進(jìn)氣水狹縫，末端孔口可進(jìn)水，因氣水反沖洗使用的濾頭濾柄較長（一般＞150mm），此種濾頭又稱長柄濾頭。氣水反沖洗時(shí)，氣水可同時(shí)從濾柄上小孔和狹縫進(jìn)入，由濾帽上狹縫冒出。濾頭具體構(gòu)造因型號(hào)而異。以供排水廠及凈化站氣水反沖洗濾池選用的QS-1型濾頭為例，進(jìn)氣孔為三個(gè)，每個(gè)直徑2mm，總面積9.4m2，位置分別在離頂端5mm、30mm和107mm處；進(jìn)氣縫兩條，每條長13mm， 寬2mm，兩條縫之間的間隙為2mm，進(jìn)氣總面積52mm2，上面的進(jìn)氣縫上口位置離最下邊一個(gè)進(jìn)氣孔125mm，離濾柄末端30mm，濾柄外徑為21mm， 內(nèi)徑為16mm，底端孔管面積為201mm2；濾帽共有40條狹縫，縫單寬0.2mm，總面積250mm。其構(gòu)造如圖1所示。

圖1長柄濾頭結(jié)構(gòu)

     2.2 濾板和濾頭的關(guān)系 對濾板要求平整，實(shí)際上是為了濾頭平整。濾 板按濾格大小，分塊預(yù)制后固定在濾池底部的分格梁上，起安裝濾頭、支承濾料作用。
濾板與濾池底部有一個(gè)適當(dāng)?shù)母叨瓤臻g，沖氣時(shí)在濾板下形成氣墊層，氣墊層上任何一點(diǎn)的壓力均相等，保證空氣和水通過濾頭時(shí)，均勻地分布在整個(gè)濾池面積上，因此長柄濾頭配氣比其它配氣方式更均勻。由于濾頭是用ABS工程塑料通過模具壓塑制成的，國產(chǎn)濾頭質(zhì)量目前也達(dá)到了較高的水平，其幾何尺寸一般可以保證，因此要保證濾頭安裝平整，必須使濾板鋪設(shè)平整。
     2.3長柄濾頭氣水反沖洗原理
     氣水反沖洗時(shí)，只要?dú)鈮捍笥诜礇_水壓力，空氣就匯聚在濾板下形成氣墊層并逐漸增厚。當(dāng)水面漸漸降至長柄管上的進(jìn)氣小孔時(shí)，空氣開始經(jīng)小孔流入長柄管，再通過濾帽進(jìn)入濾層。如果流入的空氣量與經(jīng)小孔流走的氣量相等時(shí)，水面便停止下降形成一個(gè)穩(wěn)定的氣墊層；若進(jìn)氣量大，小孔不足以排走進(jìn)入的空氣量，水面會(huì)繼續(xù)下降至濾柄下部的狹縫處，這時(shí)剩余的空氣就經(jīng)過狹縫流入濾柄。由于狹縫是長條形的，其進(jìn)氣面積隨水位下降而增大，且總面積比進(jìn)氣小孔又大許多，因此不僅足以排走小孔中未排走的空氣量，而且可以起到控制氣墊層厚度的作用，使氣墊層不能到達(dá)長柄管底端。氣水通過濾柄，從濾帽上狹縫冒出，攪動(dòng)濾料，加強(qiáng)了濾料的碰撞作用，使濾料中難以形成泥球，污物易沖走，從而達(dá)到?jīng)_洗的目的。
     2.4濾板不平度對反沖洗效果的影響 在濾板平整的情況下，每個(gè)濾頭進(jìn)氣小孔、狹縫標(biāo)高一致，各個(gè)濾頭出氣量當(dāng)然相等。如果濾板不平，在同樣的氣墊層厚度情況下，每個(gè)濾頭的進(jìn)氣流量就不同，進(jìn)氣狀況發(fā)生很大的變化，空氣將無法均勻地分配在濾層上，必將導(dǎo)致沖洗效果不良 。
長柄濾頭水頭損失估算；
     以供排水廠氣水反沖洗濾池為例，空氣設(shè)計(jì)流量為181./m2.s.，水流量5.11/m2.s，此時(shí) 氣墊層厚度為135m。據(jù)安徽建工學(xué)院對QS1型長柄濾頭實(shí)測;當(dāng)兩個(gè)濾頭標(biāo)高差10mm時(shí)，進(jìn)入濾頭的空氣 量就差2倍，相差30mm時(shí)則為47倍，這時(shí)一個(gè)濾頭的進(jìn)氣量就相當(dāng)于1m2面積所有濾頭的80%進(jìn)氣量，一個(gè)池子中只要有幾個(gè)這樣的濾頭就足以使空氣分配極不均勻了。
     由于濾柄的進(jìn)氣狹縫起到調(diào)整和控制氣墊層厚度的作用，如氣量過大，使水面低于濾柄，就可能使濾桿底端進(jìn)氣，從而破壞進(jìn)氣平衡。根據(jù)安徽建工學(xué)院試驗(yàn)數(shù)據(jù)，幾乎所有濾頭不平度在≤±5mm時(shí)均能達(dá)到理想的沖洗效果，有些型號(hào)的濾頭允許不平度在一定的氣水流量下也可以達(dá)到±15mm。
     所以從安全角度出發(fā)，如果沒有經(jīng)過試驗(yàn)選定允許不平度較大的濾頭，則濾板安裝的水平誤差必須保持在±5mm以內(nèi)。
三、濾板安裝

     3.1濾板安裝要求 
     濾池濾板或過濾器鋼支承板安裝一般要求：單 個(gè)濾池濾板或支承板的水平誤差不得大于±5mm；各濾池間水平誤差不得大于10mm；濾板尺寸制作誤差為±2mm； 所有安裝后的濾頭標(biāo)高誤差應(yīng)不大于±5mm。通過對長柄濾頭氣水反沖洗進(jìn)行試驗(yàn)并對其它水廠長柄濾頭氣水反沖洗濾池進(jìn)行了解可知，對濾板安裝提出嚴(yán)格要求是十分必要的。
     3.2實(shí)現(xiàn)濾板平整的基本方法
     以某供排水廠氣水反沖洗濾池為例，每只濾池長6m，寬6m，一個(gè)池子內(nèi)設(shè)5根分格梁，每根梁上安裝0.6m2大小的10塊濾板，共60塊濾板2100個(gè)濾頭。在如此大的面積中，最終要求每個(gè)濾頭的標(biāo)高差不能大于±5mm，這在施工中是十分困難的，我們經(jīng)過仔細(xì)探討最終采用如下方法才得以實(shí)現(xiàn)：
    （1）在設(shè)計(jì)交底時(shí)對施工單位詳細(xì)說明并嚴(yán)格 提出施工要求；
    （2）在濾板制作時(shí)要求板厚尺寸誤差不能大于±2mm進(jìn)入池內(nèi)安裝的濾板要逐塊進(jìn)行驗(yàn)收；
    （3）在施工分格梁，澆搗混凝土前逐個(gè)校準(zhǔn)尺寸及高度，確保梁中心及錨固筋位置標(biāo)高誤差在±2mm內(nèi)， 拆模后再進(jìn)行校正；
    （4）濾板安裝后，逐個(gè)進(jìn)行測量和校正，確保水平誤差不大于±5mm；
    （5）安裝濾板后放入濾料前進(jìn)行放水試驗(yàn)，仔細(xì)檢查每個(gè)濾頭頂端標(biāo)高水平誤差，如出現(xiàn)大于±5mm的，須重新校正；
    （6）通氣試驗(yàn)，確保每個(gè)濾頭空氣分布均勻后再放入濾料。 
         施工中只要認(rèn)真按照上述步驟和要求，就可以達(dá)到濾板安裝平整的要求。
 四、進(jìn)氣與配氣
     氣沖濾池的進(jìn)氣方式有兩種。一種為分散式進(jìn) 氣，空氣用管道送入中央排水槽下面的氣水分配槽后，由直徑10mm、間距200mm的配氣孔分散進(jìn)入 濾池。這種方式由于配氣孔緊靠濾板下部，且是沿著濾池長度分散進(jìn)氣的，進(jìn)氣不僅均勻而且可以迅速形成氣墊層，因此在使用中很成功。但這種進(jìn)氣方式必須將池子一分為二，在池的平面布置及池型上受一定限制。另一種采用空壓機(jī)集中式進(jìn)氣，由空壓機(jī)將壓縮空氣壓入氣包，穩(wěn)壓后再通過供氣管將空氣直接送入池內(nèi)，進(jìn)氣孔設(shè)2個(gè)。但這種進(jìn)氣方式由于分格梁的高度比氣墊層高許多，因此無法迅速形成氣墊層及產(chǎn)生均勻的配氣條件。將這種方式進(jìn)行改進(jìn)后，其特點(diǎn)是將進(jìn)入池內(nèi)的空氣用橫管連成一體，并用多根支管向上分別送到濾板下，取得了滿意效果。
五、濾板接縫處理
    濾板接縫處理不當(dāng)，容易開裂，導(dǎo)致跑砂漏砂，嚴(yán)重的造成濾板翻轉(zhuǎn)，需重新按裝。國內(nèi)有的設(shè)計(jì)采用在預(yù)制濾板上加一層整澆混凝土層，預(yù)制板厚50mm，整澆層厚度50mm，施工時(shí)在池體外先把 長柄濾頭預(yù)埋件套入預(yù)制板的孔內(nèi)，用拼緊螺母固定預(yù)埋件，然后把預(yù)制板送入池內(nèi)就位，再制作整澆層，這樣預(yù)埋件全部埋入濾板內(nèi)。安裝濾頭時(shí)，先把管段裝入預(yù)埋件內(nèi)，再安裝濾帽。這種方法要求施工時(shí)把好每道關(guān)，只準(zhǔn)成功，不準(zhǔn)失敗。否則，整修是十分困難的。
    采用膨脹水泥砂漿嵌縫填料，經(jīng)兩年多的應(yīng)用，效果較好。膨脹水泥砂漿嵌縫填料，主要性能指標(biāo)為：抗拉強(qiáng)度4.92mpa，抗壓強(qiáng)度31.8mpa，抗?jié)B性能7mmS12其配合比為水泥C砂C膨脹料1:12:1.25(重量比)。水泥采用425號(hào)硅酸鹽水泥F砂采用1.3~1.9mm干燥天然砂，嵌縫材料干燥后涂一層玻璃膠密封。嵌縫施工前要將縫內(nèi)清洗干凈、初凝后要注意養(yǎng)護(hù)并保持3天以上的潮濕狀態(tài)、然后在干燥狀態(tài)下養(yǎng)護(hù)/7-10天，濾板上面仍需用角鋼和錨固螺栓加固。
六、總結(jié) 
     使用長柄濾頭氣水反沖洗濾池，必須按照科學(xué) 的方法，嚴(yán)格控制進(jìn)水、進(jìn)氣流量，發(fā)生脈沖、跑砂等現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)解決，不能憑經(jīng)驗(yàn)、憑感覺操作。只要解決好這些問題QS氣水反沖洗技術(shù)就可以取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。