重力式无阀滤池

无阀滤池有重力式和压力式两种。前者使用较广泛,后者仅用于小型、分散性供水工程,常供一次净化用。这里仅介绍重力式无阀滤池的构造和工作原理。无阀滤池的构造见图6-44。

无阀滤池构造和工作原理示意图

图6-44 无阀滤池构造和工作原理示意图

1­­­­­—进水分配槽;2—进水管;3—虹吸上升管;4—伞形顶盖;5—挡板;6—滤料层;
7—承托层;8—配水系统;9—底部配水区;10—连通渠;11—冲洗水箱;12—出水渠;
13—虹吸辅助管;14—抽气管;15—虹吸下降管;16—水封井;17—虹吸破坏斗18—虹吸破坏管

过滤时的工作原理是,浑水经进水分配槽,由进水管进人虹吸上升管,再经顶盖下面的挡板后,均匀地分布在滤料层上,通过承托层、小阻力排水系统进入底部空间。滤后水从底部空间经连通渠(管)上升到冲洗水箱。当水箱水位达到出水渠道溢流堰顶后,溢入渠内,最后流入清水池。过滤时,水流方向如图6-44中箭头所示。

开始过滤时,虹吸上升管与冲洗水箱中的水位差Ho。为过滤起始水头损失。随着过滤时间的延续,滤料层水头损失逐渐增加,虹吸上升管中水位相应逐渐升高。管内所存空气受到压缩,一部分空气从虹吸下降管出口端穿过水封井进人大气。当水位上升到虹吸辅助管的管口时,水从辅助管流下,依靠下降水流在管中形成的真空和水流的挟气作用,抽水管不断将虹吸管中空气抽出,使虹吸管中真空度逐渐增大。其结果,一方面虹吸上升管中水位升高,同时,虹吸下降管将排水水封井中的水吸上到一定高度。当上升管中 的水越过虹吸管顶端而下落时,管中真空度急剧增加,达到一定程度时,下落水流与下降管中上升水柱汇成一股冲出管口,把管中残留空气全部带走,形成连续虹吸水流。这时,由于滤层上部压力骤降,促使冲洗水箱内的水按着过滤时的相反方向进入虹吸管,滤料层因而受到反冲洗。冲洗废水由排水水封井流入下水道。冲洗时,水流方向如图6-45 中箭头所示。

图6-45 无阀滤池冲洗过程示意图

在冲洗过程中,水箱内水位逐渐下降。当水位下降到虹吸破坏斗以下时,虹吸破坏管把小斗中的水吸完。管口与大气相通,虹吸破坏,冲洗结束,过滤重新开始。从过滤开始至虹吸上升管中水位升至辅助管口这段时间,为无阀滤池过滤周期。因为当水从辅助管下流时,仅需数分钟便进人冲洗阶段。故辅助管口至冲洗水箱最高水位差即为期终允许水头损失值H,一般采用H=1.5-2.0m。如果在滤池水头损失还未达到最大允许值却因某种原因(如出水水质不符要求)需要冲洗时,可进行人工强制冲洗。强制冲洗设备是在辅助管与抽气管相连接的三通上部,接一根压力水管,称强制冲洗管。打开强制冲洗管阀门,在抽气管与虹吸辅助管连接三通处的高速水流便产生剧烈的抽气作用,使虹吸很快形成。

无阀滤池多用于中、小型净水工程中。单也平均面积一般不大于16㎡,少数也有达25㎡以上的。主要优点是:节省大型阀门,造价较低;冲洗完全自动,因而操作管理较方便。缺点是:池体结构较复杂;滤料处于封闭结构中,装、卸困难;冲洗水箱位于滤池上部,出水标高较高,相应抬高了滤前处理构筑物(如沉淀或澄清池)的标高,往往给水厂处理构筑物的总体高程布置带来困难。

压力滤池

压力滤池是用钢制压力容器为外壳制成的快滤池,如图6-46所示。

图6-46 压力滤池

容器内装有滤料及进水和配水系统。容器外设置各种管道和阀门等。压力滤池在压力下进行过滤。进水用泵直接打人,滤后水常借压力直接送到用水装置、水塔或后面的处理设备中。压力滤池常用于工业给水处理中,往往与离子交换器串联使用。配水系统常用小阻力系统中的缝隙式滤头,或者采用在多叉管的支管上开缝或开孔等形式〈支管外包以尼龙网〉。滤层厚度通常大于重力式快滤池,一般为1.0〜1.2m。期终允许水头损失值一般可达5〜6m,可直接从滤层上、下压力表读数得知。为提高冲洗效果,可考虑用压缩空气辅助冲洗。

压力滤池有现成产品,直径一般不超过3m。其特点是可省去清水泵站,运转管理较方便,可以移动位置,也很适用于临时性给水;缺点是耗用钢材多,且滤料的装、卸不方便。