CTE翻板型濾池

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CTE翻板濾池是瑞士蘇爾壽（Sulzer）公司，下屬的技術(shù)工程部（現(xiàn)稱(chēng)瑞士CTE公司）的研究成果。具有世界水平的蘇爾壽氣水反沖濾池，我們稱(chēng)它為“翻板“濾池。所謂“翻板“，是因?yàn)樵撔蜑V池的反沖洗排水舌閥（板）工作過(guò)程中是在0o－90o范圍內(nèi)來(lái)回翻轉(zhuǎn)而得名。  

一、翻板濾池的工作原理  

該型濾池的工作原理與其它類(lèi)型氣水反沖濾池相似：原水（一般指上一級(jí)凈水構(gòu)筑物的出水）通過(guò)進(jìn)水渠經(jīng)溢流堰均勻流入濾池，水以重力滲透穿過(guò)濾料層，并以恒水頭過(guò)濾后匯入集水室，詳見(jiàn)圖一：濾池反沖洗時(shí)，先關(guān)進(jìn)水閥門(mén)，然后按氣沖、氣水沖、水沖三個(gè)階段開(kāi)關(guān)相應(yīng)的閥門(mén)，詳見(jiàn)圖二。一般重復(fù)兩次后關(guān)閉排水舌閥（板），開(kāi)啟進(jìn)水閥門(mén)，恢復(fù)到正常過(guò)濾工況。  

二、翻板濾池的主要特點(diǎn)  

蘇爾壽公司經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期對(duì)濾池技術(shù)研究與推廣應(yīng)用，使翻板濾池不斷改進(jìn)完善。它在反沖洗系統(tǒng)、排水系統(tǒng)與濾料選擇方面有新的技術(shù)性突破，從而使該型濾池具有出水水質(zhì)明顯提高、反沖洗水量少、反沖洗時(shí)間短、反沖周期長(zhǎng)、基建投資省、運(yùn)行費(fèi)用低以及施工簡(jiǎn)單、工期短等優(yōu)特點(diǎn)。  

1、濾料、濾層可多樣化選擇  

根據(jù)濾池進(jìn)水水質(zhì)與對(duì)出水水質(zhì)要求的不同，可選擇單層均質(zhì)濾料或雙層、多層濾料，亦可更改濾層中的濾料。一般單層均質(zhì)濾料是采用石英砂（或陶粒）；雙層濾料為無(wú)煙煤與石英砂（或陶粒與石英砂）。當(dāng)濾池進(jìn)水水質(zhì)差（例原水受到微污染，含TOC較高時(shí)），可用顆?；钚蕴恐脫Q無(wú)煙煤等濾料。  

2、濾料流失率比其它濾池低  

翻板濾池下有級(jí)配的礫石承托支，濾料一般不會(huì)從濾池底部流失。反沖洗時(shí)反沖洗水的強(qiáng)度高（15－16L／m2.s）、濾料的膨脹率較大（40％以上），若對(duì)一般濾料比重較輕的顆?；钚蕴俊⑻樟５葹V料易于從排水槽流失。但對(duì)于翻板濾池由于它具有：1）排水舌閥（板）的內(nèi)側(cè)低高于濾料層0．15－0．20m；2）排水舌閥（板）是在反沖洗結(jié)束，濾料沉降20秒后再逐步開(kāi)啟，詳見(jiàn)圖三。從而保證輕質(zhì)濾料不致于通過(guò)排水舌閥（板）流失。反沖泥水一般在60－80秒內(nèi)排完。此時(shí)，濾池中的微細(xì)污泥顆粒仍呈懸浮狀態(tài)，不會(huì)發(fā)生沉淀，截留在濾料表面。  

3、濾料反沖洗凈度高、周期長(zhǎng)與容污能力強(qiáng)  

根據(jù)水流剪切力與水的粘滯系數(shù)及速度梯度變化成正比，即與水沖洗速度成正比。翻板濾池反沖洗的第三階段－－即水沖段，其強(qiáng)度達(dá)15－16L／m2.s，使濾料膨脹成浮動(dòng)狀態(tài)，從而沖刷和帶走前兩階段（氣沖段、氣水沖段）洗擦下來(lái)的截留污物和附在濾料上的小氣泡。一般經(jīng)兩次反沖洗過(guò)程，濾料中截污物遺留量少于0．1kg/m3。這樣一來(lái)使翻板濾池的運(yùn)行周期延長(zhǎng)－－反沖洗周期達(dá)40－70小時(shí)（相應(yīng)水頭損失為2．0m水柱左右）  

當(dāng)2m容污水頭時(shí)，濾料的溶污能力達(dá)2．5kg/m3。  

4、翻板濾池出水水質(zhì)比一般低水頭反沖濾池出水水質(zhì)好  

這主要由于反沖洗強(qiáng)度較高，濾料中截污物遺留量少、濾料凈度好，使初濾水水質(zhì)得到保證。根據(jù)昆明市自來(lái)水總公司第五水廠的翻板濾池（模型）試驗(yàn)結(jié)果表明：同樣進(jìn)水水質(zhì)條件下，翻板濾池出水水質(zhì)顯著提高，當(dāng)進(jìn)入濾池的濁度＜5NTU時(shí)，CTE雙層濾料濾池的出水水質(zhì)可達(dá)0．2NTV（95％）、＜0．5NTU（100％）  
5、反沖洗水耗低、水頭損失小翻板濾池的水沖強(qiáng)度（15－16L／m2.s）、濾料膨脹率（可高達(dá)40％）與普通快濾池相近，但它的水沖時(shí)間短（2×2．2分鐘），反沖洗周期長(zhǎng)（進(jìn)水濁度5NTU時(shí)，反沖洗周期40－70小時(shí)），故反沖洗水耗量少，一般約為3－4．5m3/m2，相應(yīng)的反沖泵耗電量也較小。據(jù)運(yùn)行表明：濾層厚1．5m，濾速為9m/h時(shí)，濾料層產(chǎn)生的水頭損失約為0．35－0．40m。  

6、雙層氣墊層，保證布水、布?xì)饩鶆?nbsp; 

CTE濾池在底板上、下形成兩個(gè)均勻的氣墊層，從而保證布水、布?xì)饩鶆?，避免氣水分配出現(xiàn)脈沖現(xiàn)象，影響反沖洗的效果。  

7、氣水反沖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工進(jìn)度快  

翻板濾池的反沖洗系統(tǒng)具有綜合普通快濾也V型濾池的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，但對(duì)濾池底板施工要求的平整度不很?chē)?yán)格，即使每格濾池中間安裝布?xì)獠妓懿糠值某氐祝瑢?duì)水平誤差要求≤10mm。這樣可降低施工難度、縮短施工周期，較明顯地減少施工費(fèi)用。
該型濾池的布?xì)獠妓⒐芤话悴捎貌讳P鋼管，配水配氣橫管采用PE塑料制作。配水、氣橫管的水平度施工中容易調(diào)整，使濾池的整個(gè)濾料層能均勻地達(dá)到反沖洗，去污效果好，避免了局部濾料結(jié)污結(jié)塊現(xiàn)象，濾池的使用壽命較長(zhǎng)，減少維護(hù)工作與運(yùn)行費(fèi)用。  

三、翻板濾池設(shè)計(jì)要點(diǎn)  

翻板濾池設(shè)計(jì)計(jì)算與普通快濾池相似，主要設(shè)計(jì)參數(shù)取用如下：  

1、過(guò)濾速度：當(dāng)進(jìn)水濁度≤5NTU，濾速取6－10m/h；  

2、濾層厚度：一般用1．5m厚。當(dāng)采用雙層濾料時(shí)，則為：  

陶粒：厚800mm，粒徑1．6－2．5mm；  

石英砂：厚700mm，粒徑0．7m －1．2mm。  

3、過(guò)濾水頭損失：一般取2．0m，相應(yīng)的雙層濾料濾池的納污率為2．5kg/m3.  

4、反沖強(qiáng)度：  

氣沖，強(qiáng)度為15－16L/m2.s。相應(yīng)沖洗速度54－57．6m/h。  

5、反沖時(shí)間與單位耗水量、耗氣量  

氣沖：歷時(shí)5分鐘，單耗氣5．0－6．0m3/m2;  

水沖：歷時(shí)3分鐘，單耗水3．0－4．5m3/m2。  

6、自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)：對(duì)于翻板濾池運(yùn)行自控程度設(shè)計(jì)顯得很重要，尤其在濾池反沖洗時(shí)段尤為重要，一般設(shè)定為：  

a、當(dāng)水頭損失達(dá)2．0m時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水閥門(mén)，濾池繼續(xù)過(guò)濾；  

b、待池中水面降至近濾料層時(shí)（約高15cm），關(guān)閉出水閥門(mén)；  

c、開(kāi)反沖進(jìn)氣閥門(mén)，松動(dòng)濾料層，摩擦濾料的截污物，強(qiáng)度為15－16L／m2.s；  

d、歷時(shí)2分鐘后，再開(kāi)反沖進(jìn)水閥門(mén)，此時(shí)氣沖強(qiáng)度仍為15－16L／m2.s，水沖強(qiáng)度為3－4L／m2.s；  

e、歷時(shí)4．5分鐘氣水混沖后，關(guān)閉反沖進(jìn)氣閥門(mén)。同時(shí)開(kāi)大反沖進(jìn)水閥，使水沖強(qiáng)度達(dá)到15－16L／m2.s；  

f、經(jīng)2．0－2．5分鐘高強(qiáng)度水沖后，關(guān)閉反沖進(jìn)水閥門(mén)，此時(shí)池中水位約達(dá)最高運(yùn)行水位；  

g、靜止20秒后開(kāi)啟反沖水排水舌閥（板），先開(kāi)50％開(kāi)啟度，然后開(kāi)100％開(kāi)啟度進(jìn)行排水；  

h、一般在60－80秒內(nèi)排完濾池中的反沖洗水，關(guān)閉排水舌閉（板）。重復(fù)程序，再反沖洗一次。一般通過(guò)兩次反沖洗后，濾料中含污率低于0．1kg/m3，并且附著在濾料上的小氣泡也基本上被沖掉。然后開(kāi)啟進(jìn)水閥門(mén)，待池中水位達(dá)一定高度時(shí)，開(kāi)出水閥門(mén)，進(jìn)入新一輪過(guò)濾周期。  

7、反沖排水舌閥（板）操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)是翻板濾池成功與否的關(guān)鍵因素之一，設(shè)計(jì)中應(yīng)予以充分重視。  

四、翻板濾池應(yīng)用情況  

瑞士蘇爾壽公司經(jīng)長(zhǎng)期研究、不斷完善的翻板濾池，目前已有300多家水廠采用此型濾池，主要分布在歐洲各國(guó)。我國(guó)僅昆明市自來(lái)水總公司與瑞士蘇黎世市供水局聯(lián)合試驗(yàn)研究處理滇池水時(shí)，曾建一座3．0m2的翻板濾池（模型池），它的排水系統(tǒng)與排水舌閥（板）由蘇爾壽公司提供，其試驗(yàn)出水水質(zhì)是令人滿意的。  

五、工程設(shè)計(jì)實(shí)例  

工程規(guī)模60萬(wàn)m3/d（其中一期工40萬(wàn)m3/d）。水源為水庫(kù)水，原水最高濁度預(yù)計(jì)＜300NTU，一般在10－20NTU以下。采用“機(jī)械混合池－－機(jī)械絮凝池－－平流沉淀池“，加過(guò)濾、消毒凈化工藝。過(guò)濾作了虹吸型、V型、翻板型三種池型方案比較（表1）。通過(guò)比選，推薦采用翻板型濾池。  

1、翻板濾池設(shè)計(jì)參數(shù)  

1）過(guò)濾系統(tǒng)  

濾速：8．38m/hr  
濾料：承托層 0．45m 3-12mm  
石英砂 0．70m 0．7－1．2mm  
陶 粒 0．80m 1．6－2．5mm  
過(guò)濾容污水頭：1．9m  
濾料層上水深：1．5m  

2）配水系統(tǒng)：采用獨(dú)立縱向布水、布?xì)夤芎蜋M向排水管組成的配水系統(tǒng)。  

各型濾池優(yōu)、缺點(diǎn)比較表 表1  

　 優(yōu)    點(diǎn) 缺    點(diǎn)   
虹吸濾池
1、進(jìn)水、出水采用虹吸管，取代了進(jìn)、出水大型閥門(mén)。  
2、虹吸濾池運(yùn)行由水力自動(dòng)控制，運(yùn)行、管理較方便。  
3、虹吸濾池不需要反沖洗水泵、鼓風(fēng)機(jī)等設(shè)備，設(shè)備費(fèi)用、運(yùn)行電耗較V型濾池、翻板濾池省。  
4、采用雙層濾料，濾料含污能力較強(qiáng) 1、池深大，土建費(fèi)用高。  
2、反沖洗耗水量大（占產(chǎn)水量3．8％）。  
3、反沖洗效果較氣水反沖洗濾池差。   
V型濾池
1、采用氣水反沖洗加表面掃洗，反沖洗效果好。  
2、采用V型槽進(jìn)水（包括表掃進(jìn)水），布水均勻。  
3、運(yùn)行自動(dòng)化程度高，管理方便。  
4、采用均質(zhì)濾料，濾料含污能力較強(qiáng)  
5、反沖洗時(shí)，濾料微膨脹，可減少濾池深度，土建費(fèi)用較虹吸濾池省。 1、設(shè)備費(fèi)用、運(yùn)行電耗較其他型濾池高。  
2、土建施工技術(shù)要求高。  
3、反沖洗水量較大（占產(chǎn)水量2．6％，其中厚頭占1．27％，濾后水負(fù)1．33％）。   
翻板濾池
1、采用雙層濾料，濾料含污能力強(qiáng)。  
2、采用氣水反沖洗，由于反沖洗時(shí)關(guān)閉排泥水閥，高速反洗，反沖洗效果好，耗水量少（按反沖洗周期24小時(shí)計(jì)，反沖洗水量?jī)H占產(chǎn)水量1．56％）  
3、土建結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資較省，施工方便。  
4、反沖洗時(shí)不會(huì)出現(xiàn)濾料流失現(xiàn)象。  
5、運(yùn)行自動(dòng)化程度高，便于管理。 1、設(shè)備較多，一次投資較大。  
2、運(yùn)行電耗較虹吸濾池高。