均質(zhì)濾料、氣水反沖濾池的設(shè)計(jì)及施工

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簡(jiǎn)介： 結(jié)合溫州狀元水廠擴(kuò)建工程和福州馬尾經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)水廠一期續(xù)建工程實(shí)例,對(duì)均質(zhì)濾料、氣水反沖濾池在工程設(shè)計(jì)和施工中的問(wèn)題進(jìn)行了探討,包括V 型槽開(kāi)孔的高度、閥門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)置、鼓風(fēng)機(jī)的選型、氣反沖的風(fēng)壓、濾板及濾板之間接縫處發(fā)生漏氣時(shí)的處理措施等。
關(guān)鍵字：均質(zhì)濾料 氣水反沖濾池 表面沖洗 氣密性試驗(yàn)

　1 工程概況

　　溫州狀元水廠擴(kuò)建工程是溫州市為解決龍灣經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)的原狀元水廠供水量不足與源水水質(zhì)差的問(wèn)題而建設(shè)的項(xiàng)目,其工程總規(guī)模為6 ×104 m3/ d , 采用靜態(tài)混合器→折板絮凝平流沉淀→均質(zhì)較高的要求,同時(shí)需采用鼓風(fēng)機(jī)及自動(dòng)啟閉的閥門(mén)濾料氣水反沖濾池的常規(guī)處理工藝(見(jiàn)圖1) 。

　　圖1 　狀元水廠擴(kuò)建工程工藝流程圖

　　狀元水廠的濾池主要設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1 。

　　福州馬尾經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)水廠一期續(xù)建工程的工程規(guī)模為7. 5 ×104 m 3/ d , 其工藝流程與狀元水廠相同。

　　2 問(wèn)題探討

　　均質(zhì)濾料氣水反沖濾池的主要特征是:采用均質(zhì)濾料、V 型槽配水、長(zhǎng)柄濾頭進(jìn)行等水頭恒速過(guò)濾,并采取氣水反沖洗形式。它對(duì)V 型槽及濾板有較高的要求,同時(shí)需采用鼓風(fēng)機(jī)及自動(dòng)啟閉的閥門(mén)等設(shè)備。

　　2.1 V型槽孔口標(biāo)高的確定

　　濾池氣水沖洗設(shè)計(jì)規(guī)程(CECS50 :1993) 中規(guī)定:表面掃洗水配水孔低于排水槽頂面的垂直距離一般可為150 mm 。馬尾水廠續(xù)建工程的濾池就據(jù)此設(shè)計(jì),但在掃洗時(shí)發(fā)現(xiàn)孔口淹沒(méi)水深較大,造成掃洗力度不足而使沖洗過(guò)程產(chǎn)生的渾濁液及泡沫粘附在池壁上,外觀很不整潔。為此在狀元水廠設(shè)計(jì)中, 將配水孔標(biāo)高抬高至排水槽頂以上80 mm (如圖2 所示) 。實(shí)際運(yùn)行表明,反沖過(guò)程中產(chǎn)生的渾濁液和泡沫被掃洗干凈,效果理想。泡沫被掃洗干凈,效果理想。

　　單格濾池設(shè)有6 個(gè)閥門(mén),進(jìn)水、排水采用閘門(mén), 清水出水采用恒水位自動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥,氣反沖、水反沖及排氣閥均采用蝶閥。閥門(mén)的自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)有氣動(dòng)和電動(dòng)兩種,以往設(shè)計(jì)一般采用氣動(dòng)控制,因其具有啟動(dòng)快、價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn),但它同時(shí)也存在設(shè)備多(需配有空壓機(jī)、儲(chǔ)氣罐、過(guò)濾器等) 、配氣管路多及維修復(fù)雜等缺點(diǎn)。電動(dòng)閥門(mén)則控制簡(jiǎn)單、輔助設(shè)備少,但價(jià)格略高。

　　福州馬尾水廠單格濾池的個(gè)閥門(mén)改用進(jìn)口電動(dòng)6 頭,該部分總費(fèi)用比氣動(dòng)控制略高,投產(chǎn)后運(yùn)行穩(wěn)定可靠。狀元水廠的濾池設(shè)計(jì)則全部采用國(guó)產(chǎn)電動(dòng)頭及閥門(mén),進(jìn)水及排水閘門(mén)的材質(zhì)為球墨鑄鐵,費(fèi)用比進(jìn)口設(shè)備節(jié)省了近2/ 3 , 運(yùn)行兩年多來(lái)性能穩(wěn)定、效果良好。

　　2.3 鼓風(fēng)機(jī)選型

　　濾池的氣反沖一般采用鼓風(fēng)機(jī)直接供氣。以往均選用羅茨風(fēng)機(jī),其優(yōu)點(diǎn)是在運(yùn)行中發(fā)生壓力變化時(shí)流量變化較小、適應(yīng)性較強(qiáng)且價(jià)格便宜;缺點(diǎn)是噪音大、體積大,可設(shè)隔音罩降噪,但會(huì)由此造成散熱困難。為此,狀元水廠的濾池采用離心風(fēng)機(jī)直接供氣,其噪音小、性能穩(wěn)定、振動(dòng)小、效率較高。實(shí)際運(yùn)行表明效果良好,噪音比羅茨風(fēng)機(jī)降低了5～8 dB, 改善了工人的操作環(huán)境。

　　2.4 氣反沖風(fēng)壓的確定

　　在以往的工程設(shè)計(jì)中,風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓一般取49 kPa , 但實(shí)際測(cè)定風(fēng)壓為29. 4～34. 3 kPa 。經(jīng)計(jì)算, 配氣系統(tǒng)出口至空氣釋放處的水深為1. 5～2m 、長(zhǎng)柄濾頭內(nèi)氣水同時(shí)反沖時(shí)的壓力損失約為1. 96 kPa 、流經(jīng)濾料層的損失約為9.8 kPa 、管路損失和富余水頭為2.94 kPa, 共計(jì)約29. 4～34.3 kPa, 這與實(shí)測(cè)值基本相符。由于降低了風(fēng)壓,風(fēng)機(jī)用電功率減小了約30 % , 不僅節(jié)約了工程投資,而且降低了氣反沖的能耗。

　　2.5 對(duì)濾板及濾板接縫處漏氣的處理

　　由于均質(zhì)濾料氣水反沖濾池對(duì)施工質(zhì)量的要求較高,在氣密性試驗(yàn)時(shí)經(jīng)常會(huì)有漏氣現(xiàn)象發(fā)生。工程中濾板采用預(yù)制鋼筋混凝土板,厚為100 mm 。每塊濾板采用4 只M14 的彎腳螺栓固定在濾梁上,濾板之間的嵌縫采用30 mm 厚的密封膠密封,上、下再用1∶2 防水砂漿封填。

　　安裝長(zhǎng)柄濾頭的濾頭固定板的接縫密封措施必須嚴(yán)密、可靠,不得漏氣、漏水。設(shè)計(jì)要求在濾板安裝完成后要進(jìn)行氣密性試驗(yàn),試驗(yàn)壓力不低于濾板下部至排水槽頂?shù)膸缀胃卟?即19. 6 kPa) ,經(jīng)測(cè)試濾板不漏氣且布?xì)饩鶆蚝?a href="http://keekorok-lodge.com/jinxiao/fangke/" target="_blank">方可敷設(shè)濾料。馬尾水廠在進(jìn)行濾池氣密性試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)有漏氣現(xiàn)象,漏氣點(diǎn)分布于濾板及嵌縫兩處。

　　濾板漏氣與在高溫季節(jié)施工有關(guān),濾板在白天澆搗后如振搗不密實(shí)且養(yǎng)護(hù)不好則水分蒸發(fā)很快,以致造成混凝土收縮而形成漏氣孔。

　　接縫處漏氣與氣溫變化有關(guān),尤其是在南方地區(qū),因接縫材料在晝夜不同的氣溫條件下膨脹度不同而形成微孔,導(dǎo)致漏氣。

　　發(fā)現(xiàn)漏氣后通?？刹捎猛克⒀a(bǔ)救的措施,即涂刷一種特種涂料以堵住漏氣孔,要求涂料使用壽命長(zhǎng)、無(wú)毒無(wú)害、適用于飲用水水質(zhì)。特種聚氨酯合成涂料就較適合,其特點(diǎn)是涂刷后能吸收空氣中的水分并通過(guò)滲透和膨脹(即鉆入混凝土的毛細(xì)孔后膨脹) 作用達(dá)到堵漏的目的,且該涂料具有較好的耐腐蝕性(耐酸、堿) ,涂刷后泡在水中的使用壽命可達(dá)30 年之久。

　　對(duì)濾板漏氣的處理可采用特種聚氨酯合成涂料涂刷兩遍。

　　對(duì)濾板之間接縫處漏氣的處理需剔除已填入的接縫材料,然后在背水面涂刷特種聚氨酯合成涂料兩遍,并在夜間氣溫低時(shí)施工,同時(shí)做好養(yǎng)護(hù)工作。

　　馬尾水廠濾池按上述辦法處理后,順利通過(guò)氣密性試驗(yàn)。自1999 年投產(chǎn)以來(lái)運(yùn)行正常,出水濁度< 0. 5 NTU ,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,產(chǎn)生了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。