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变孔隙滤池简介
变孔隙滤池计算校核:
本工程设置3座变孔隙滤池,每座滤池额定处理能力Q=250m3/h,最大处理能力Qmax可达433m3/h。变孔隙滤池过滤区间尺寸为5.5m×3.75m,具体计算校核如下:
1)滤速校核过滤面积为:
A=5.5×3.75=20.625m2
则 额 定 滤 速 为 : V=Q/A=250/20.625=12.12m/h;
最 大 滤 速 为 : Vmax=Qmax/A=433/20.625=21m/h;
经复核,滤速范围在12.12~21之间,满足设计要求。2)反洗水泵选型校核
变孔隙重力式砂滤池的水反冲洗强度为15.8L/ s.m2
Q =15.8×20.625×3.6=1173.15m3/h;
水
为简化系统、节约投资,滤池反洗水泵采用免基础固定型的自控自吸泵,根据厂家样本资料,反洗水泵流量选用1220m3/h,两台,一用一备。
3)罗茨风机选型校核
变孔隙重力式砂滤池的气反冲洗强度为52.4m3/m2.h
Q =52.4×20.625/60=18m3/min;滤池反洗风机取风量为18.5m3/min,两台,
气
一用一备。
变孔隙滤池的结构与运行
水的过滤对大多数水处理系统来说是一个不可缺少的组成部分,目前国内采用的通常都是均孔隙过滤系统 (相对于变孔隙而言),这种滤池的过滤介质颗粒比较均匀,悬浮杂质主要截留在滤池表面,而很难深入到床层的内部。经多年的运行实践表明,这种滤池效率高,出水水质好。下面对这种滤池的原理进行剖析,并介绍其结构特点。
1、过滤原理
变孔隙滤池是一种以“同向凝聚”理论设计的正流深床滤池,主要特点是采用了两种粒度明显不同的过滤介质,即粗砂(粒度为 2~3mm)和细砂(粒度为0.5~1mm),粗砂与细砂的组成比为 30:1。投运前用空气搅拌加水反洗,使细砂与粗砂混合,细砂在整个床层上的分布基本上均匀,而不是象通常的滤池鄢样主要集中在表面。这样形成的孔隙就不是均匀孔隙而是所谓的变孔隙”,而且这些孔隙延伸至整个床层的纵深区域。这就好象在过滤床层上形成了无数个微型过滤 “漏斗”,每组粗砂与粗砂之间较大的缝隙就是漏斗的上端口,粗砂之间夹杂的细砂形成的缝隙较小,便形成漏斗的锥底,水中的悬浮物被这些漏斗截留。由于粗砂之间形成的孔隙占大多数,带有杂质的水经这些孔隙的引导流向床层的纵深,于是过滤不仅仅发生在表面附近,而是在整个床层上进行。这就是所谓的变孔隙深床层砂滤池,简称变孔隙滤池。
2、结构特点
滤池主要由滤料和承托层、进气装置、配水装置、进出水堰室和阀门等组成。结构图见下图。
孔隙滤池结构示意图
承托层
承托层一般自下向上装填粒径逐级变小的卵石,总装填高度一般不小于400mm,常见的卵石粒径级配分布见表 1 集水管设在承托层中,承托层和配水系统的设置对配水的均匀性均有较大影响。
表 1 承托层卵石粒径级配分布表
序号
卵石粒径(mm)
填装高度
1
40(±5%)
115
2
20(±5%)
75
3
14(±5%)
75
4
6(±5%)
75
5
2~6
75
过滤床层
变孔隙滤池与一般滤池相比最大的区别在于滤料。由于是深床层过滤,其过滤床层较一般滤池要厚,达 1500mm,由粗砂和细砂混合组成。值得指出的是这里的粗砂和细砂是指天然海砂,而不宜采用人工破碎的石英砂。这是由于对滤料有一定的圆度要求。天然海砂由于常年累月水的冲击,几何形状呈流线型,可以形成比较规则的过滤“微孔”,也有利于减少过滤阻力。人工石英砂由于其不规则性,水滤过时有较多的“紊流”现象。这对于深床层过滤时,不易保证出水水质。石英砂滤料性质参数见表 2。
项目密度(g/cm
项目
密度(g/cm3) 含泥量
盐酸可溶率
破碎率与磨损率之和 含硅物质(以 SiO 计)
2
灼烧减量
密度小于 2g/cm3 的轻物质
参数
2.5~2.7
<1%
<3.5%
<2%
≥85%
≤0.7%
≤0.2%
配水、配气装置
滤池垫层的底部,是由许多横向支管组成的集成系统,支管朝下开有许多小孔,清水由这些支管手机经排水母管流出。这个集水系统同时也用作滤池反洗时的配水系统。为保证配水的均匀性,支管间距一般≤150mm,配水孔间距一般≤ 100mm,支管布置的数量及管上的开孔数量,需进行严格的设计核算,根据设计及工程经验,一般开孔面积占过滤面积的 0.58%左右。支管的安装须保证水平, 以确保配水的均匀性。
承托层的上面支承着反洗配气系统,配气系统也是由许多横向支管组成,上面装有大量的水帽,在整个池体平面上呈均匀分布。每个配气水帽的下面都必须装有节垫流圈,否则将造成配气不匀。支管和水帽的安装必须保证水平,安装后在填装滤料前要进行曝气试验,以确保曝气的均匀性,同时为了保证曝气的均匀性,一般选用小型水帽,水帽的布置数量约 60 只/m
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