某水厂翻板滤池工艺的设计.pdf

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第35卷2014年第1期有色冶金设计与研究2月某水厂翻板滤池工艺的设计刘奕（中国瑞林工程技术有限公司，江西南昌330031）〔摘要〕结合某水厂翻板滤池工艺的设计实践,从滤池构造、工艺特点、核心设备、工作原理、设计参数以及运行和控制流程等方面,对翻板滤池设计的主要环节作了系统而全面的介绍,并对该工艺的应用范围进行了总结。〔关键词〕翻板滤池；翻板阀；布水布气系统；运行与控制中图分类号：TU991.24文献标识码：B文章编号：1004－4345（2014）01-0036-04DesignonProcessofFlapFilterTankforaCertainWaterPlantLIUYi(ChinaNerinEngineeringCo.,Ltd.,Nanchang,Jiangxi330031,China)AbstractCombiningwithdesignpracticeofprocessofflapfiltertankforacertainwaterplant,thepapersystematicallyintroducesthemainstepsofdesignofflapfiltertankfromtheaspectsofstructureoffiltertank,processproperties,keyequipment,workingprinciples,designparameters,operationandcontrolflow,andsummarizesapplicationscopeofthisprocess;Keywordsflapfiltertank;flapvalve;water-gasdistributionsystem;operationandcontrol翻板滤池源于瑞士苏尔寿公司的研究成果,因进水闸门其反冲洗排水阀板在0°～90°范围内来回翻转而得进水总渠名。翻板滤池具有构造简单、施工方便、滤料选择灵翻板闸反冲洗气管活、截污量大、过滤效果好、反冲洗后滤料洁净度高反冲进气控制阀反冲洗排水渠无烟煤滤料层且不跑料、省水等诸多优点，在国外较多的水厂得到反冲洗水管砾石承托层石英砂滤料层横向配水配气管反冲进水控制阀放空（初滤水排放）阀了广泛应用。近年来，该工艺在国内也逐渐普及,其在乐平润泉水厂的应用取得了较好的效果。本文结空气挡板配水配所总渠竖向配水配气管可视窗放空（初滤水排放）管合该项目翻板滤池的设计实践对该工艺的几个核心滤后水出水管（接出水调节阀）环节进行介绍。滤后水出水渠（a）纵剖面1工程概况翻板阀气动执行器乐平润泉水厂位于吴乐公路北面叶家坞的东北43溢流孔侧,总设计规模10×10m/d。其中一期供水规模5×反冲洗排水孔（翻板阀）4310m/d，于2010年投产,水源取自共产主义水库,原水输水距离33.7km，净水工艺为：原水→取水泵无烟煤，粒径1.4~2.5mm，K＜1.7，厚0.5~0.7m石英砂，粒径0.7~1.2mm，K＜1.6，厚0.6~0.8m房→管式混合器→网格反应池→平流沉淀池→翻板[1-2]滤池→清水池→送水泵房→用户。横向配水配气管砾石垫层，粒径8.0~12.0mm，K＜1.6，厚100mm砾石垫层，粒径3.0~6.0mm，厚100mm竖向配水配气管砾石垫层，粒径8.0~12.0mm，厚250mm配水配气总渠2滤池构造及工艺特点放空（初滤水排放）管（b）横剖面[3]翻板滤池主要构造见图1。图1翻板滤池主要构造收稿日期：2013-12-29作者简介：刘奕（1979—），男，高级工程师，主要从事给排水工程设计工作。 第1期某水厂翻板滤池工艺的设计·37·翻板滤池的主要工艺特点如下：气动执行器气动执行器气动执行器1)采用闭池反冲洗,冲洗过程中不排水,一个冲洗阶段完成后,静置沉淀20～30s之后再排水,冲洗翻板阀体过程与排水过程分开,有效避免了滤料流失的问题。翻板阀体翻板阀体2)反冲洗采用三段气水反冲+单独水冲的冲洗连动机构连动机构连动机构2方式,其中单独水冲采用高强度［14～16L/(m·s）］、全流化(膨胀率15%～25%)冲洗,冲洗后滤料洁净度高。翻板阀全闭状态翻板阀半开状态翻板阀全闭状态3)采用横向配水配气管和竖向配水配气管结合[开启50%]的方式，在配水配气总渠和横向配水配气管中形成图3翻板阀开启方式示意上下两个气垫层,既保证了布气、布水的均匀性,又可3.2布水布气系统以避免气、水分配出现脉冲现象从而影响反冲效果。布水布气系统主要由配水配气竖管(以下简称4)由于其闭池反冲洗的特点,可根据滤池进水水“竖向管”，由配水竖向管和配气竖向管组合而成）、质与出水水质要求的不同,自由选择单层均质滤料配水配气横管(以下简称“横向管”)以及其它安装配或双层、多层滤料,亦可更改滤层中的滤料。一般单件(如定位钢板和托板等)组成,详见图4。层均质滤料采用石英砂或陶粒,双层滤料为无烟煤配水配气横管配气孔配水孔和石英砂或陶粒和石英砂。当滤池进水水质差,亦可用颗粒活性炭置换无烟煤等滤料。3核心设备及工作原理定位钢板托板配气孔3.1翻板阀配水配气横管翻板阀及控制系统主要由阀框、阀板、推拉杆、配水配气总渠配水孔转动方管、与池壁固定件、主动力杆和气缸驱动装置等组成。翻板阀阀框嵌入滤池壁的预留孔中,通常每图4布水布气系统构造套翻板阀包括两套阀板，由一套气缸驱动装置驱动,布水布气系统采用中小阻力配水结构和大阻力构造详见图2。配气结构，不仅对过滤进水分配和滤后水收集都能起到均匀分配的作用，更重要的是在反冲洗过程中能均匀地分配反冲洗进水和反冲洗进气。滤池的气水联合反冲洗过程按气冲、气水合冲、水冲3个阶段先后进行，其中单独气反冲洗和单独水反冲洗的气或水先经竖向管初步分配到每个横向管之后，再由横向管的圆孔均匀地分配并进入滤料。在气水联合反冲洗过程中，气和水同时进入配水配气总渠，由竖向管进行初次配水配气：反冲洗气体由图2翻板阀构造示意配气竖向管的气孔进入横向管，其中进气孔还有调在翻板滤池的反冲洗过程中,阀板可在0°～90°节空气层高度的作用，而反冲洗水由配水竖向管进范围内来回翻转。滤池反冲洗时,先关进水阀门,然后入横向管，这样在配水配气总渠中形成第一个均匀按气冲、气水合冲、水冲3个阶段先后进行，当最后的空气层。进入横向管中的气和水实现二次均匀分一步水冲洗完成，静置20～30s，待滤料沉降后再逐配：气体通过横向管顶部排气孔和中部布气孔进行步开启翻板阀(开启过程见图3),从而保证滤料不至均匀分配，其中中部布气孔还可以调节空气层的高于通过翻板阀排水而流失,同时滤池中的微细污泥颗度,反冲洗水进入横向管的下部，在横向管中形成第粒仍呈悬浮状态,不会发生沉淀，随水流一起排出。冲二个均匀的空气层(详见图5)。洗过程与排水过程分开,有效避免了滤料流失的问题。 ·38·有色冶金设计与研究第35卷横向配水管上部气垫层配气管口径30mm，反冲洗竖向配水管设计流速为1.99m/s,配气管设计流速为16.5m/s;单格滤池平面尺寸L×B=11.6m×6.0m，按孔口流速及布置间距要排气孔求,设置配水配气横管100根,单根横管设配水孔38反冲洗进气个,口径17mm,Φ3.5mm配气孔78个,Φ1.5mm配下部气垫层气孔19个，反冲洗配水配气横管水孔设计流速为下部冲洗水层纵向布气管1.16m/s，气孔设计流速为14.88m/s。纵向布气管反冲洗进水5滤池的运行与控制图5双层布水布气效果示意5.1滤池的过滤流程与控制采用布水布气系统后，在滤池配水配气系统中1)自沉淀池来水由总进水渠经闸板阀进入每个形成了上、下两个均匀的气垫层,保证了布水、布气滤池的配水渠，然后通过溢流堰进入滤池开始过滤,的均匀性,避免气水分配出现脉冲现象,有效提高了过滤后的水经出水管送至清水池。反冲洗的质量。2)每组滤池在恒定液位下连续工作，通过滤池4主要设计参数中液位计的信号与设定值的比较，出水调节阀可自动调整其开启程度，使滤池整个系统水头损失恒定，[4-5]4.1主体设计从而保持滤池中的水位恒定，滤速恒定。43润泉水厂一期工程供水规模5×10m/d,翻板滤5.2滤池启动反冲洗的控制条件池分4格,单格平面尺寸L×B=11.6m×6m，面积当滤池运行工况满足以下4项中任意1项时,2269.6m,总面积278.4m,正常滤速8.08m/h,强制滤启动反冲洗程序：1)单格滤池出水调节阀至全开状速10.77m/h,为恒水位等速过滤,进水采用气动闸门,态(即滤层水头损失达到设定值,一般为2.0m）。2)连出水采用气动调节蝶阀。续运行时间超过48h(可调)而尚未进行冲洗的单格滤料采用无烟煤—石英砂双层滤料，总厚度1.2m,滤池。3)池内水位超过最高控制水位20mm以上。上层无烟煤粒径1.4～2.5mm,不均匀系数K<1.7,厚4)人工强制顺序或单格冲洗。度为0.5m;下层石英砂粒径0.7～1.2mm,不均匀系5.3滤池反冲洗的工作流程数K<1.6,厚度为0.7m。承托层厚度0.45m,按粒径滤池反冲洗运行与控制流程如下：1)当水头损不同分为3层。滤层上部最大水深1.9m,按反冲洗失达到设定值时(一般为2.0m),关闭进水阀门,滤池最大蓄水量确定;进水系统跌落差0.2m,进水总渠板继续过滤。2)待池中水面降至近滤料层时,关闭出水顶超高0.5m,滤池主体部分总净高4.25m。阀门。3)开启鼓风机和反冲洗进气阀门,松动滤料层,4.2反冲洗系统设计摩擦滤料的被截污物,强度约为16.7L/(m2·s),历时滤池采用气水反冲洗，按过滤水头或时间控制。3min。4)开启反冲洗水泵和反冲洗进水阀门，此时气反冲洗流程一般为“气冲—气水同时冲—水冲+重冲强度仍约为16.7L/（m2·s），水冲强度为3.5L/(m2·s）,2复水冲”。其中气冲强度16.7L/(m·s),气水合冲时水历时5min。5)关闭鼓风机和反冲洗进气阀门,增加22冲强度3.5L/(m·s），单水冲强度14L/(m·s）。反冲洗水泵开启台数,使水冲强度达到14L/(m2·s),反冲洗进水和进气采用气动蝶阀,排水采用气历时1min。6)关闭反冲洗水泵和反冲洗进水阀门,动翻板阀。单格滤池宽度6m,每格滤池配备一套2×此时池中水位约达最高运行水位。7)静置20～30s后2400×150型翻板阀，每套含两组翻板，每组翻板开开启翻板阀,先开50%开启度,然后开100%开启度孔尺寸L×H=2400mm×150mm，共用一组连杆和气进行排水,一般在60～80s内排完滤池中的反冲洗动启闭装置,气动装置设于排水槽上方。水,关闭翻板阀。8)重复单独水反冲,强度不变,历时反冲洗布水布气系统采用横向管和竖向管相结2min。9)关闭反冲洗水泵和反冲洗进水阀,静置20～合的配水系统。单格滤池配水配气总渠尺寸L×B=30s后开启翻板阀,排放反冲洗水(一般通过2次反11.6m×1.5m，根据管道流速及布置间距要求,设置冲洗后,滤料中含污率低于0.1kg/m3,并且附着在滤配水配气竖管100根,单根竖管中配水管口径80mm,料上的小气泡也基本上被冲掉）。10)关闭翻板阀,开 第1期某水厂翻板滤池工艺的设计·39·启反冲洗水泵将滤池水位提升至滤料顶面以上0.6m势非常明显。另外,对于现有水厂的改造项目,特别是后停泵。11)开启进水阀门,待池中水位上升至设计水采用虹吸滤池的老厂,由于其具有较深的池体结构，位时,开启出水阀门,进入新一轮过滤周期。比较容易改造为翻板滤池,从而提高产水量和出水水质。6结语参考文献乐平润泉水厂自投产以来,运行状况良好,翻板[1]上海市政工程设计研究院.给水排水设计手册:城镇给水[M].2版.滤池出水水质稳定达标，反冲洗滤料洁净度高，不跑北京:中国建筑工业出版社,2004.料,运行管理方便,获得了业主的充分肯定。相对于广[2]刘文君,施周.公共供水技术手册:水质与水处理[M].北京:中国建泛使用的V型滤池,翻板滤池虽然具有诸多优点,但筑工业出版社,2008.也存在设备投资和运行电耗偏高的缺点,在工艺选[3]秦新民.净水厂两种典型滤池设计应用解析[J].有色冶金设计与研究,2013,34(6):92-95.择时应有所权衡。[4]CECS321-2012,翻板滤池设计规程[S].翻板滤池不仅适用于常规过滤工艺，还可应用[5]CECS50:93,滤池气水反冲洗设计规程[S].于各类水厂的深度处理工程，由于其具有闭池冲洗、轻质滤料流失率低的特点,应用在活性炭滤池上优!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!（上接第32页）3结语起着不可忽视的作用。软件只是工具，技术成果在于设计人员自身把握，只有对软件本身功能进行全面通过本工程实例可知，由于高烈度区底部加强系统认识，才能充分发挥软件作用，将其更好应用于部位约束边缘构件局部配筋较大，设计人员绘图前实践工程中。充分掌握TSPT软件读取的计算数据及计算的结果与SATWE计算结构中边缘构件配筋信息之间的关参考文献系，并结合自身专业知识进行相应复核，能更有效完[1]11G101-1,混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构成图纸绘制并确保图纸质量。造详图[S].随着现代社会经济日益增长，软件也层出不穷，[2]GB50011-2010,建筑抗震设计规范[S].[3]JGJ3-2010,高层建筑混凝土结构技术规程[S].如何选择合适软件并有效应用软件对提高工作效率