均粒濾料濾池反沖洗設計淺談

任佳 劉德濤

【摘要】本文簡要介紹的均粒濾料濾池（又稱“V”型濾池），是由法國Degremont公司研究設計出的第五代濾池，屬于重力式快濾池中的一種，于20世紀80年代末引入我國。因其過濾速度高、出水水質好、反沖洗效果好等特點，在引進我國后，被大面積推廣使用。

【關鍵詞】均粒濾料濾池；反沖洗

【中圖分類號】TV823

【文獻標識碼】A

【文章編號】1671-3362（2018）10-0054-02

1.前言

均粒濾料濾池具有恒水位、恒水頭等流速過濾的特點，在運行中分為過濾和反沖洗兩個運行過程，兩部分相互交替運行，在沖洗單格濾池時通過開閉閥門的方式使其它濾池得以繼續運行。在其高效率的反沖洗下，不僅保證了過濾過程中的水處理效果，同時也達到了節能減排的效果。

2.反沖洗方式

均粒濾料濾池的反沖洗分為三種方式：

2.1先單一使用氣體進行反沖洗，而后再用水單獨進行反沖洗；

2.2先使用氣、水混沖的方式進行反沖洗，而后再用水單獨進行反沖洗；

2.3先單一使用氣體進行反沖洗，而后再用氣、水混沖的方式進行反沖洗，最后與再用水單獨進行反沖洗。

經過國內外水廠長期運行反沖洗效果對比：第三種反沖洗方式沖洗效果最佳。本文后面主要對第三種方式進行探討。

3.反沖洗強度

反沖洗強度與出水濁度、反沖洗方式、沖洗時間、濾層構造等有關。

表1為常用的氣、水反沖洗強度和反沖洗時間[1]。

4. 反沖洗工作原理

單獨使用氣體反沖洗時，由于承托層礫石粒徑較大，氣泡不能移動礫石，從而不發生膨脹。氣體在克服濾料顆粒摩擦阻力上升的同時不斷對顆粒產生剪切力，對顆粒進行擾動。隨著底部氣泡上升，后上升氣泡填補前一氣泡上升之后產生的空缺位置進一步清洗濾料，有的時候幾個氣泡會匯聚在一起形成較大的氣泡，使得對顆粒的擾動更大，從而更有效地將截留在濾料顆粒上的雜質去除。

氣、水聯合反沖洗時，濾層發生微膨脹，濾層內部摩擦阻力變小，更加容易形成較大的氣泡，從而使濾料顆粒相比氣體沖洗更容易移動，并增加了對顆粒的擾動，加快了沖洗速度。氣、水聯合反沖洗加強了對顆粒的剪切力，比氣體沖洗擁有更佳的效果。

最后的水反沖洗階段，不僅可以將濾料顆粒上層的雜質有效地沖洗，更換清水層，還可將前面反沖洗過程中的剩余氣體排凈。

5.反沖洗工作過程

濾池反沖洗單格濾池時，關閉該格濾池的進水閥；待濾池內水經排水槽排出一段時間后，關閉排水閥；打開反沖洗排水閥和空氣沖洗閥；啟動鼓風機，待沖洗時間過后打開排氣閥并啟動沖洗水泵；開啟反沖洗進水閥，待沖洗時間過后關閉鼓風機和進氣閥；待水沖洗結束后，關閉沖洗水泵，關閉所有反沖洗閥門。

為了更加有效地對整個濾池進行反沖洗，在初次反沖洗時，應在反沖洗周期前提前進行反沖洗，從而錯開每格濾池反沖洗間隔時間，使整個濾池的反沖洗更加方便。

6.實際工程案例計算分析

某凈水廠工程，水經沉淀池處理后，原水濁度被控制到3NTU以下，水經沉淀池進入均粒濾料濾池。水廠設計規模20萬m3/d，自用水系數4%，濾料采用均質石英砂濾料。氣、水沖洗強度見表2。

7.小結

根據計算結果和上文的表述可以看出濾池經過三次不同的反沖洗可以有效地將濾料顆粒上的雜質清除，合理的選擇沖洗強度與沖洗時間對整個反沖洗系統設計的合理性至關重要。

參考文獻

[1]戚盛豪，汪洪秀，王家華.城鎮給水.第2 版.北京：中國建筑工業出版社，2003.

[2]康守衛. 水廠V型濾池的自動化控制設計。2008.

[3]高培培，劉春杉，張明. V型濾池氣水反沖洗方式的優越性。

（作者單位：中國五洲工程設計集團有限公司）