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，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，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、上部有一至三個進氣水小孔，靠近底部設(shè)有二到三個進氣水狹縫，末端孔口可進水，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，氣水可同時從濾柄上小孔和狹縫進入，由濾帽上狹縫冒出。濾頭具體構(gòu)造因型號而異。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，進氣孔為三個，每個直徑2mm，總面積9.4m2，位置分別在離頂端5mm、30mm和107mm處；進氣縫兩條，每條長13mm， 寬2mm，兩條縫之間的間隙為2mm，進氣總面積52mm2，上面的進氣縫上口位置離最下邊一個進氣孔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適當?shù)母叨瓤臻g，沖氣時在濾板下形成氣墊層，氣墊層上任何一點的壓力均相等，保證空氣和水通過濾頭時，均勻地分布在整個濾池面積上，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，只要氣壓大于反沖水壓力，空氣就匯聚在濾板下形成氣墊層并逐漸增厚。當水面漸漸降至長柄管上的進氣小孔時，空氣開始經(jīng)小孔流入長柄管，再通過濾帽進入濾層。如果流入的空氣量與經(jīng)小孔流走的氣量相等時，水面便停止下降形成一個穩(wěn)定的氣墊層；若進氣量大，小孔不足以排走進入的空氣量，水面會繼續(xù)下降至濾柄下部的狹縫處，這時剩余的空氣就經(jīng)過狹縫流入濾柄。由于狹縫是長條形的，其進氣面積隨水位下降而增大，且總面積比進氣小孔又大許多，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，使氣墊層不能到達長柄管底端。氣水通過濾柄，從濾帽上狹縫冒出，攪動濾料，加強了濾料的碰撞作用，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，每個濾頭進氣小孔、狹縫標高一致，各個濾頭出氣量當然相等。如果濾板不平，在同樣的氣墊層厚度情況下，每個濾頭的進氣流量就不同，進氣狀況發(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)計流量為181./m2.s.，水流量5.11/m2.s，此時 氣墊層厚度為135m。據(jù)安徽建工學(xué)院對QS1型長柄濾頭實測;當兩個濾頭標高差10mm時，進入濾頭的空氣 量就差2倍，相差30mm時則為47倍，這時一個濾頭的進氣量就相當于1m2面積所有濾頭的80%進氣量，一個池子中只要有幾個這樣的濾頭就足以使空氣分配極不均勻了。
     由于濾柄的進氣狹縫起到調(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氣，從而破壞進氣平衡。根據(jù)安徽建工學(xué)院試驗數(shù)據(jù)，幾乎所有濾頭不平度在≤±5mm時均能達到理想的沖洗效果，有些型號的濾頭允許不平度在一定的氣水流量下也可以達到±15mm。
     所以從安全角度出發(fā)，如果沒有經(jīng)過試驗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高誤差應(yīng)不大于±5mm。通過對長柄濾頭氣水反沖洗進行試驗并對其它水廠長柄濾頭氣水反沖洗濾池進行了解可知，對濾板安裝提出嚴格要求是十分必要的。
     3.2實現(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個濾頭。在如此大的面積中，最終要求每個濾頭的標高差不能大于±5mm，這在施工中是十分困難的，我們經(jīng)過仔細探討最終采用如下方法才得以實現(xiàn)：
    （1）在設(shè)計交底時對施工單位詳細說明并嚴格 提出施工要求；
    （2）在濾板制作時要求板厚尺寸誤差不能大于±2mm進入池內(nèi)安裝的濾板要逐塊進行驗收；
    （3）在施工分格梁，澆搗混凝土前逐個校準尺寸及高度，確保梁中心及錨固筋位置標高誤差在±2mm內(nèi)， 拆模后再進行校正；
    （4）濾板安裝后，逐個進行測量和校正，確保水平誤差不大于±5mm；
    （5）安裝濾板后放入濾料前進行放水試驗，仔細檢查每個濾頭頂端標高水平誤差，如出現(xiàn)大于±5mm的，須重新校正；
    （6）通氣試驗，確保每個濾頭空氣分布均勻后再放入濾料。 
         施工中只要認真按照上述步驟和要求，就可以達到濾板安裝平整的要求。
 四、進氣與配氣
     氣沖濾池的進氣方式有兩種。一種為分散式進 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氣的，進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。另一種采用空壓機集中式進氣，由空壓機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)，進氣孔設(shè)2個。但這種進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。將這種方式進行改進后，其特點是將進入池內(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，容易開裂，導(dǎo)致跑砂漏砂，嚴重的造成濾板翻轉(zhuǎn)，需重新按裝。國內(nèi)有的設(shè)計采用在預(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，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把好每道關(guān)，只準成功，不準失敗。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，主要性能指標為：抗拉強度4.92mpa，抗壓強度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/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，嚴格控制進水、進氣流量，發(fā)生脈沖、跑砂等現(xiàn)象應(yīng)及時解決，不能憑經(jīng)驗、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)濟效益。