长柄滤头气水反冲洗原理,长柄滤头水头损失估算,滤板安装要求

长柄滤头气水反冲洗原理,长柄滤头水头损失估算,滤板安装要求

一、简述
     滤池反冲洗方式主要有：水反冲洗、气水混合反冲洗和水反冲洗同时附以表面冲洗三种。由于气水混合使滤料在反冲洗过程中碰撞作用加强，提高了水流的剪切力，消除了滤层中结成的泥球，大大地提高了反冲洗效果，并节约了冲洗水量；特别是使用长柄滤头进行配水配气，效果更加显著，所以气水反冲洗技术在我国应用很快。但由于其对施工和操作要求很严，也出现了诸如脉冲、气冲不均匀、跑砂等一些问题。本文根据马钢气水反冲洗滤池遇到的一些具体情况作探讨。
二、长柄滤头气水反冲洗原理 
      2.1滤头的构造 
     滤头是由滤帽、滤柄及预埋件组成。滤帽上有 许多狭缝构成气水混合通道，滤柄顶部与滤帽连成一体，中、上部有一至三个进气水小孔，靠近底部设有二到三个进气水狭缝，末端孔口可进水，因气水反冲洗使用的滤头滤柄较长（一般＞150mm），此种滤头又称长柄滤头。气水反冲洗时，气水可同时从滤柄上小孔和狭缝进入，由滤帽上狭缝冒出。滤头具体构造因型号而异。以供排水厂及净化站气水反冲洗滤池选用的QS-1型滤头为例，进气孔为三个，每个直径2mm，总面积9.4m2，位置分别在离顶端5mm、30mm和107mm处；进气缝两条，每条长13mm， 宽2mm，两条缝之间的间隙为2mm，进气总面积52mm2，上面的进气缝上口位置离最下边一个进气孔125mm，离滤柄末端30mm，滤柄外径为21mm， 内径为16mm，底端孔管面积为201mm2；滤帽共有40条狭缝，缝单宽0.2mm，总面积250mm。其构造如图1所示。

图1长柄滤头结构

     2.2 滤板和滤头的关系 对滤板要求平整，实际上是为了滤头平整。滤 板按滤格大小，分块预制后固定在滤池底部的分格梁上，起安装滤头、支承滤料作用。
滤板与滤池底部有一个适当的高度空间，冲气时在滤板下形成气垫层，气垫层上任何一点的压力均相等，保证空气和水通过滤头时，均匀地分布在整个滤池面积上，因此长柄滤头配气比其它配气方式更均匀。由于滤头是用ABS工程塑料通过模具压塑制成的，国产滤头质量目前也达到了较高的水平，其几何尺寸一般可以保证，因此要保证滤头安装平整，必须使滤板铺设平整。
     2.3长柄滤头气水反冲洗原理
     气水反冲洗时，只要气压大于反冲水压力，空气就汇聚在滤板下形成气垫层并逐渐增厚。当水面渐渐降至长柄管上的进气小孔时，空气开始经小孔流入长柄管，再通过滤帽进入滤层。如果流入的空气量与经小孔流走的气量相等时，水面便停止下降形成一个稳定的气垫层；若进气量大，小孔不足以排走进入的空气量，水面会继续下降至滤柄下部的狭缝处，这时剩余的空气就经过狭缝流入滤柄。由于狭缝是长条形的，其进气面积随水位下降而增大，且总面积比进气小孔又大许多，因此不仅足以排走小孔中未排走的空气量，而且可以起到控制气垫层厚度的作用，使气垫层不能到达长柄管底端。气水通过滤柄，从滤帽上狭缝冒出，搅动滤料，加强了滤料的碰撞作用，使滤料中难以形成泥球，污物易冲走，从而达到冲洗的目的。
     2.4滤板不平度对反冲洗效果的影响 在滤板平整的情况下，每个滤头进气小孔、狭缝标高一致，各个滤头出气量当然相等。如果滤板不平，在同样的气垫层厚度情况下，每个滤头的进气流量就不同，进气状况发生很大的变化，空气将无法均匀地分配在滤层上，必将导致冲洗效果不良 。
长柄滤头水头损失估算；
     以供排水厂气水反冲洗滤池为例，空气设计流量为181./m2.s.，水流量5.11/m2.s，此时 气垫层厚度为135m。据安徽建工学院对QS1型长柄滤头实测;当两个滤头标高差10mm时，进入滤头的空气 量就差2倍，相差30mm时则为47倍，这时一个滤头的进气量就相当于1m2面积所有滤头的80%进气量，一个池子中只要有几个这样的滤头就足以使空气分配极不均匀了。
     由于滤柄的进气狭缝起到调整和控制气垫层厚度的作用，如气量过大，使水面低于滤柄，就可能使滤杆底端进气，从而破坏进气平衡。根据安徽建工学院试验数据，几乎所有滤头不平度在≤±5mm时均能达到理想的冲洗效果，有些型号的滤头允许不平度在一定的气水流量下也可以达到±15mm。
     所以从安全角度出发，如果没有经过试验选定允许不平度较大的滤头，则滤板安装的水平误差必须保持在±5mm以内。
三、滤板安装

     3.1滤板安装要求 
     滤池滤板或过滤器钢支承板安装一般要求：单 个滤池滤板或支承板的水平误差不得大于±5mm；各滤池间水平误差不得大于10mm；滤板尺寸制作误差为±2mm； 所有安装后的滤头标高误差应不大于±5mm。通过对长柄滤头气水反冲洗进行试验并对其它水厂长柄滤头气水反冲洗滤池进行了解可知，对滤板安装提出严格要求是十分必要的。
     3.2实现滤板平整的基本方法
     以某供排水厂气水反冲洗滤池为例，每只滤池长6m，宽6m，一个池子内设5根分格梁，每根梁上安装0.6m2大小的10块滤板，共60块滤板2100个滤头。在如此大的面积中，最终要求每个滤头的标高差不能大于±5mm，这在施工中是十分困难的，我们经过仔细探讨最终采用如下方法才得以实现：
    （1）在设计交底时对施工单位详细说明并严格 提出施工要求；
    （2）在滤板制作时要求板厚尺寸误差不能大于±2mm进入池内安装的滤板要逐块进行验收；
    （3）在施工分格梁，浇捣混凝土前逐个校准尺寸及高度，确保梁中心及锚固筋位置标高误差在±2mm内， 拆模后再进行校正；
    （4）滤板安装后，逐个进行测量和校正，确保水平误差不大于±5mm；
    （5）安装滤板后放入滤料前进行放水试验，仔细检查每个滤头顶端标高水平误差，如出现大于±5mm的，须重新校正；
    （6）通气试验，确保每个滤头空气分布均匀后再放入滤料。 
         施工中只要认真按照上述步骤和要求，就可以达到滤板安装平整的要求。
 四、进气与配气
     气冲滤池的进气方式有两种。一种为分散式进 气，空气用管道送入中央排水槽下面的气水分配槽后，由直径10mm、间距200mm的配气孔分散进入 滤池。这种方式由于配气孔紧靠滤板下部，且是沿着滤池长度分散进气的，进气不仅均匀而且可以迅速形成气垫层，因此在使用中很成功。但这种进气方式必须将池子一分为二，在池的平面布置及池型上受一定限制。另一种采用空压机集中式进气，由空压机将压缩空气压入气包，稳压后再通过供气管将空气直接送入池内，进气孔设2个。但这种进气方式由于分格梁的高度比气垫层高许多，因此无法迅速形成气垫层及产生均匀的配气条件。将这种方式进行改进后，其特点是将进入池内的空气用横管连成一体，并用多根支管向上分别送到滤板下，取得了满意效果。
五、滤板接缝处理
    滤板接缝处理不当，容易开裂，导致跑砂漏砂，严重的造成滤板翻转，需重新按装。国内有的设计采用在预制滤板上加一层整浇混凝土层，预制板厚50mm，整浇层厚度50mm，施工时在池体外先把 长柄滤头预埋件套入预制板的孔内，用拼紧螺母固定预埋件，然后把预制板送入池内就位，再制作整浇层，这样预埋件全部埋入滤板内。安装滤头时，先把管段装入预埋件内，再安装滤帽。这种方法要求施工时把好每道关，只准成功，不准失败。否则，整修是十分困难的。
    采用膨胀水泥砂浆嵌缝填料，经两年多的应用，效果较好。膨胀水泥砂浆嵌缝填料，主要性能指标为：抗拉强度4.92mpa，抗压强度31.8mpa，抗渗性能7mmS12其配合比为水泥C砂C膨胀料1:12:1.25(重量比)。水泥采用425号硅酸盐水泥F砂采用1.3~1.9mm干燥天然砂，嵌缝材料干燥后涂一层玻璃胶密封。嵌缝施工前要将缝内清洗干净、初凝后要注意养护并保持3天以上的潮湿状态、然后在干燥状态下养护/7-10天，滤板上面仍需用角钢和锚固螺栓加固。
六、总结 
     使用长柄滤头气水反冲洗滤池，必须按照科学 的方法，严格控制进水、进气流量，发生脉冲、跑砂等现象应及时解决，不能凭经验、凭感觉操作。只要解决好这些问题QS气水反冲洗技术就可以取得良好的经济效益。