重力式無閥濾池設計及運行中有關問題的探討

吳瑞喜（上饒市自來水公司，江西 上饒334000）

重力式無閥濾池在中、小型水廠及北方等地區使用較多，它具有的特點就是進出水無需使用閥門，濾池會自動沖洗，造價低，但按照傳統設計單池面積較小，因此現在的給水設計工藝選擇中很少采用。

1 我廠無閥濾池的基本情況

1.1 情況介紹

我公司為了適應當時的供水需要，先后于74、81、84年三次套用國家給水排水標準圖集建設了三座分別是350T/h、600T/h、350T/h重力式無閥濾池，這些濾池運行至1997年都很正常，出水水質也好于其它普通快濾池及移動罩濾池，基本沒有維護工作量。但隨著城市建設的飛速發展，而水廠規模自1995年—2011年一直沒變，使得這些濾池運行從2007年以來先后出現了大量的維修，而且這些維修必須在凌晨1：00-6：00城市用水低峰期完成以確保供水，因此對原設計的缺陷認識頗深。

1.2 主要出現的問題

1）積氣太多難以反沖洗或形成假沖即跑水現象，進水部分過濾，大部分直接從虹吸下降管中排出，打開虹吸破壞管閥門，氣水向外噴，虹吸上升及下降管中沒有形成真空，這時應及時打開虹吸破壞閥門排氣，當積氣排完關閥自然反沖洗。主要原因是進水量太大，進水挾氣無法及時從水封槽中排出。解決的辦法：（1）可以在水封槽側邊開一≦15㎜的小孔，當反沖洗結束時，水封槽內的水會慢慢排放干凈，保證過濾期間虹吸罩體和管道體系排氣暢通。（2）在虹吸破壞閥外加裝一只低量程的電子壓力表和一只電磁排氣閥，當虹吸喉管處出現正壓即自動打開電磁排氣閥排氣，壓力為零或負氣時自動關閥。其次在安裝時沒有控制好配水堰頂與虹吸喉管處的標高，高差≦200㎜，應及時調整標高，將虹吸上下管整體向下調整到設計標高。

2）由于使用年限久遠又沒有及時保養檢修，濾板固定螺栓及鋼板壓條腐蝕糜爛，濾板局部倒塌，過濾短路出水水質不合格，濾池基本不會反沖洗。常規檢修辦法是重新澆注預埋螺栓，按照原設計進行壓網鋪砂，為了保證混凝土的保養硬化期，這種方法檢修需要10-14天的時間恢復使用，而因為我廠的供水能力有限，無法停用濾池用以檢修，那么快速檢修的辦法是采用焊制鋼件頂壓濾板，即采用扁鐵壓板，在扁鐵上焊角鋼或DN32鍍鋅管上頂濾池罩頂，從而達到壓實濾板保證不被反沖沖翻，檢修時最好整體加固以免停水檢修，因為濾板固件腐蝕程度比較均勻，否則這片固定好了，其它板塊又陸續倒塌。

2 重力式無閥濾池設計的幾點改進

2.1 重力式無閥濾池的優點

1）進出水系統沒有閥門，造價與現有的V型濾池相比較存在巨大的投入及維護優勢，現一座10萬噸/日的V型濾池各種進水氣動閥門及控制系統動輒投資上千萬，而且對管理維修的人員素質及技術要求很高，對于一些經濟落后縣級水廠來說投資建設及維護難度大。2）能夠自動識別沖洗需求，而其它常規普快、虹吸、V池等大都需要采用一些液差儀或經驗人為設置沖洗周期，這種辦法很難保證設置與實際相符，而重力式無閥濾池就有這種自動識別的功能且無須投入。

2.2 重力式無閥濾池的缺點

1）單體制水量小，規模無法跟上。2）反沖洗時不間斷進水，水量浪費增加制水成本。3）在濾前水質不好即高于5度時，濾層截污量大，沖洗水量受限，沖洗不完全，初濾水質差，很難滿足現有的≦1NTU的水質標準。4）放空閥設置過小，檢修排水時間過長。5）濾料填加困難[1]。

2.3 改進辦法

1）采用各單體池合并建設法，可以借鑒虹吸罩濾池的有關平面布置方法，每側濾池單體間可4-6個設置一個隔墻，這樣既能滿足沖洗水量要求，又能在沖洗時仍有一定產水量，中間配水渠及配水管可以做成管廊形式，各濾池出水槽的水合并入出水渠。

2）在進水配水管上安裝氣動閥，并在虹吸下降管外側管壁上安裝液差儀或電子真空表以判斷是否沖洗，沖洗時關閥停進水。

3）為了水質滿足國標及廠控標準，可以采取以下改進辦法：

（1）降低過濾負荷，濾速可以設置為6-8m/h。

（2）由于串聯水箱數量翻倍，因此沖洗水箱深度可以減少1米，增加濾室空間，濾層厚度可由原來的70㎝增加至120㎝，同時也增加了濾層表面以上的空間，大大緩解反沖跑砂的可能性。

（3）濾板可采用整體澆注鋼筋混凝土板上安裝長柄濾頭或某些廠家生產整體直濾式濾板的過濾方法[2]。

（4）為了解決沖洗不完全及過濾周期短的問題，同樣可以采用氣沖方法，在濾板下中間設一配氣渠，當反沖洗開始，進水閥關閥時，進氣閥打開氣沖，時間可根據實際情況靈活設置[3]。

（5）為了更好地保證水質安全，可以在放空管上安裝自動排水閥，當過濾工程開始時，放空閥打開，把初濾水排掉。

4）放空管徑放大，可不小于DN300。

5）檢修入孔可設置于濾室罩體上方，濾料填加從上而下比較方便。

3 結語

城市供水是飲食衛生安全中的一項重要任務，對于重力式無閥濾池的運行維護應因地制宜地進行檢修和改造，同時為了減少供水設施的建設投入和降低管理維護費用，在新建濾池時可以對重力式無閥濾池進行改進式設計，充分利用該池的沖洗自動識別能力，既經濟又能確保水質要求。

[1]嚴煦世[M]給水排水工程快速設計手冊

[2]周明亮，對傳統沉淀與過濾工藝的更新與改進[C]2005 中國城鎮水務發展戰略國際研討會論文集

[3][S]全國勘察設計注冊公用設備工程師給排水專業教材