V型濾池是指一種以恒定水位過濾的快濾池,也叫均粒濾料濾池(其濾料采用均質石英砂濾料),它是我國近代在水處理深度凈化領用常用的工藝。池兩側的進水槽成V字型,池內(nèi)的超聲波水位自動控制裝置可調節(jié)出水清水閥,閥門可根據(jù)池內(nèi)水位的高低。自動調節(jié)開啟程度,使池內(nèi)水位恒定。V型濾池使用單層砂濾料,粒徑通常為0.95-1.35mm,不均勻系數(shù)為1.2-1.6,濾料層厚度為1.0-1.5m。
一、工藝原理
濾池有多種型式,以石英砂作為濾料的普通快濾池使用歷史悠久。在此基礎上,人們從不同的工藝角度發(fā)展了其它型式的快濾池。V型濾池就是在此基礎上由法國德利滿公司在70年代發(fā)展起來的。V型濾池采用了較粗、較厚的均勻顆粒的石英砂濾層;采用了不使濾層膨脹的氣、水同時反沖洗兼有待濾水的表面掃洗;采用了氣墊分布空氣和專用的長柄濾頭進行氣、水分配等工藝。它具有出水水質好、濾速高、運行周期長、反沖洗效果好、節(jié)能和便于自動化管理等特點。因此70年代已在歐洲大陸廣泛使用。80年代后期,我國南京、西安、重慶等地開始引進使用。90年代以來,我國新建的大、中型凈水廠差不多都采用了V型濾池這種濾水工藝。
1、V型濾池是一種常見的工業(yè)過濾設備,其主要原理是利用濾料對流體進行過濾。V型濾池的工藝原理是通過濾料層逐層過濾,將固體顆粒濾除,使液體通過濾料留存下來。其優(yōu)點是過濾效率高、使用壽命長,適用于多種領域的液體過濾。
2、濾料選擇:V型濾池通常采用顆粒狀濾料,如砂、石英礫、活性炭等。濾料的選擇應根據(jù)被過濾物的性質和要求進行合理搭配,以達到最佳的過濾效果。
3、進料和出料:被過濾物經(jīng)過管道進入V型濾池,通過濾料層逐層過濾后,出料口排出經(jīng)過濾的液體。濾料層可以通過進料和出料的設計來實現(xiàn)適當?shù)囊后w流速,以提高過濾效率。
4、過濾過程:當被過濾物進入V型濾池后,經(jīng)過濾料層逐層過濾,固體顆粒被濾掉,而液體則通過濾料層留存下來。由于V型濾池采用顆粒狀濾料,因此其過濾面積相對較大,過濾效率較高。
5、濾料清洗:隨著過濾時間的增加,濾料層會逐漸積累被過濾物的固體顆粒,影響過濾效率。為了保持V型濾池的過濾效率,需要對濾料層進行清洗。清洗時可以采用反向沖洗的方式,即從出料口處向進料口方向進行清洗。
6、濾料更換:當濾料層積累的固體顆粒較多時,清洗已無法有效地恢復濾料的過濾性能,此時需要更換濾料。通常情況下,V型濾池可以進行濾料層的分層更換,以延長濾料的使用壽命。
二、V型設計參數(shù)
V型濾池設計參考,濾池有多種型式,以石英砂作為濾料的普通快濾池使用歷史悠久。在此基礎上,人們從不同的工藝角度發(fā)展了其它型式的快濾池。V型濾池就是在此基礎上由法國德利滿公司在70年代發(fā)展起來的。V型濾池采用了較粗、較厚的均勻顆粒的石英砂濾層;采用了不使濾層膨脹的氣、水同時反沖洗兼有待濾水的表面掃洗;采用了氣墊分布空氣和專用的長柄濾頭進行氣、水分配等工藝。它具有出水水質好、濾速高、運行周期長、反沖洗效果好、節(jié)能和便于自動化管理等特點。因此70年代已在歐洲大陸廣泛使用。80年代后期,我國南京、西安、重慶等地開始引進使用。90年代以來,我國新建的大、中型凈水廠差不多都采用了V型濾池這種濾水工藝。
1、濾速可達7~20m/h,一般為12.5~15.0m/h。
2、采用單層加厚均粒濾料,粒徑一般為0.95~1.35mm,允許擴大到0.7~2.0mm,不均勻系數(shù)1.2~1.6或1.8之間。
3、對于濾速在7~20m/h之間的濾池,其濾層高度在0.95~1.5m之間選用,對于更高的濾速還可相應增加。
4、底部采用帶長柄濾頭濾板的排水系統(tǒng),不設礫石承托層。濾頭采用網(wǎng)狀布置,約49~56個/㎡。
5、反沖洗一般采用氣沖、氣水同時反沖和水沖三個過程,反沖洗效果好,大大節(jié)省反沖洗水量和電耗,氣沖強度為50~60m/(h.m)(13~16L/s.m),清水沖洗強度為13~15m/(h.m)(3.6~4.1L/s.m),表面掃洗用原水,一般為5~8m/(h.m)(1.4~2.2L/s.m)。
6、整個濾料層在深度方向的粒徑分布基本均勻。在反沖洗過程中濾料層不膨脹,不發(fā)生水力分級現(xiàn)象,保證深層截污,濾層含污能力高。
7、濾層以上的水深一般大于1.2m,反沖洗時水位下降到排水槽頂,水深只有0.5m。
三、具體構造
給水工程傳統(tǒng)處理工藝混凝、沉淀、過濾和消毒已經(jīng)為大家所熟知,涉及單體構筑物包括反應池、沉淀池、濾池、清水池及附屬構建筑物等,濾池作為凈水關鍵構筑物占據(jù)核心地位?,F(xiàn)給水廠中常用濾池為V型濾池,那么,它的具體構造和工作過程,你知道嗎?
V型濾池是快濾池的一種形式,因為其進水槽形狀呈V字形而得名,也叫均粒濾料濾池(其濾料采用均質濾料,即均粒徑濾料)、六閥濾池(各種管路上有六個主要閥門),它是我國于20世紀80年代末從法國Degremont公司引進的技術。主要構造包括進水渠(堰)、進水梯形孔、V型槽、中央排水渠、濾板以及六大閥門等。
四、工作過程
V型濾池正常生產(chǎn)過程中,保持進水閥、清水閥打開,排水閥、反沖氣閥、反沖水閥、初濾水閥(如有)、排氣閥關閉狀態(tài)即可。
濾池運行一段時間后根據(jù)出水水質和濾速需要定期進行反沖洗操作。反沖洗前需將濾池水位降至排水槽頂方可進行。具體操作過程為:
1、單氣沖:關閉進水閥,同步打開排水閥;待水位降至排水渠等,關閉清水閥;打開反沖氣閥進行氣沖。全程保持排氣閥、初濾水閥和反沖水閥關閉。
2、氣水反沖:待單氣沖結束后,打開反沖水閥;保持排氣閥、初濾水閥關閉。
3、單水沖:待氣水反沖結束后,關閉反沖氣閥,打開排氣閥;調大反沖水閥;保持初濾水閥關閉。
4、表面掃洗:單水沖一段時間后,微開進水閥,關閉排氣閥,通過V型槽掃洗空進行表面掃洗。
5、表面掃洗結束后,關閉排水閥,全開進水閥,關閉反沖水閥;打開初濾水閥;將出濾水排放后關閉初濾水閥,打開清水閥。
五、工程案例
廣西崇左某凈水廠v型濾池設計
廣西崇左某凈水廠的生產(chǎn)能力為80000m3/d,采用對置放置共六組,廊道在中間,在設計之前法國方面雖然給了工藝導圖。但是許多方面值得推敲。在這里,根據(jù)本工程的實際情況,以及與建成的水廠作比較。談談在設計該水廠,尤其是濾池部分的一些心得。
首先是對反沖洗廢水排水管的設計。按照法國方面的建議,開始時候的排水管采用每一組單獨出戶,但這樣一來,造成了三個方面的不便。首先是凈水間要留出六個預留孔洞,結構上出力不便。其次是排水管在凈水間內(nèi)埋深比較淺,與其他的管線相碰的機會較多。其他的管線要繞過排水管線,這樣管線的水利條件大大的降低。施工安裝時處理也比較麻煩。第三個不便利是因為如果這樣布置,在凈水間外的外網(wǎng)的長度會增加,整體埋深會增加一米多。所以設計者將反沖洗廢水排水管線作了改動。
改動的主要內(nèi)容是將反沖洗廢水集水池用DN1000低碳鋼管相連接,然后接入流程上方的總管,這樣就有一個總出水口,與其他管線只有一次交叉,外網(wǎng)的長度也相應的減小了。改動之后,節(jié)省工程費用10萬余元。并且方便了施工安裝。
法國方面所提供的圖紙上雖然表明了主要尺寸,但是設計者也應該嚴格的按照設計規(guī)范要求復核工藝導圖。下面我介紹一下主要的工藝尺寸的計算情況。
堰口的淹沒深度及長度計算:
Q= 堰口長度b取4m
計算的h=0.076m本工程取0.09m.基本符合。